Los armónicos se mencionan mayormente junto con el factor de potencia.
La compensación generalmente se refiere a la compensación de potencia reactiva, es decir, la compensación de potencia reactiva.
Déjame hacerte una breve introducción.
Análisis de causas armónicas del sistema eléctrico y cálculo del flujo de potencia armónico
1. Introducción
Un sistema eléctrico ideal está compuesto por una única frecuencia constante y una Alimentado por un voltaje estable de una amplitud específica. Pero, de hecho, debido al continuo desarrollo de la ciencia y la tecnología en los últimos años, los equipos convertidores de alta potencia y los dispositivos reguladores de voltaje tienen una alta tasa de utilización en el sistema eléctrico
La aplicación de la transmisión de CC de alto voltaje y la aparición de una gran cantidad de cargas no lineales Y los componentes no lineales del propio sistema de suministro de energía hacen que la distorsión de la forma de onda de voltaje en el sistema sea cada vez más grave, causando grandes daños al sistema de energía, como: en la fuente de alimentación sistema
La pérdida de componentes aumenta, la vida útil de los equipos eléctricos se reduce y se interfiere con el sistema de comunicación. En casos severos, puede incluso dañar el equipo, provocar fallas en el control automático, mal funcionamiento de la protección del relé y provocar cortes de energía y otros problemas. El llamado "confidente"
Es invencible." Por lo tanto, para lograr un control integral de los armónicos en la red eléctrica, debemos averiguar la fuente de los armónicos y la red eléctrica.
Bajo diferentes modos de funcionamiento Distribución armónica del flujo de energía, a fin de tomar las medidas correspondientes para limitar y eliminar los armónicos, cambiando así
mejorando la calidad del sistema de suministro de energía y garantizando un funcionamiento seguro y económico del
2. Fuentes de armónicos en el sistema eléctrico
Existen muchas fuentes de armónicos en el sistema eléctrico, entre las que se incluyen principalmente los siguientes tipos:
1. Diversos equipos eléctricos no lineales en el sistema, como equipos convertidores y de regulación de voltaje, vías electrificadas, hornos de arco eléctrico, lámparas fluorescentes, etc.
Lámparas, electrodomésticos y diversos dispositivos electrónicos de control de ahorro de energía. son las principales fuentes de armónicos en el sistema eléctrico.
Proporcionan una tensión de onda sinusoidal ideal, y la corriente que transporta también es no lineal, es decir, existen corrientes armónicas generadas por estas. Los dispositivos también se inyectarán en el sistema de energía, causando daños a todas las partes del sistema. El voltaje de estos dispositivos producirá componentes armónicos. El contenido de armónicos de estos dispositivos depende de sus propias características y condiciones de trabajo, y es básicamente independiente del. parámetros del sistema de energía, y pueden considerarse como corriente constante armónica.
Fuente
2. Los componentes no lineales del propio sistema de energía son otra fuente de armónicos. p>Ramas magnéticas, componentes de control de tiristores de estaciones convertidoras de CA/CC, condensadores controlados por tiristores, grupos de reactores, etc.
3. Como lámparas fluorescentes, electrodomésticos, etc., la capacidad individual no es grande. , pero la cantidad es grande y dispersa.
Si el contenido armónico actual de estos dispositivos es demasiado alto, tendrá un impacto grave en el sistema de energía. El contenido armónico debe limitarse dentro de un cierto rango durante. fabricación.
4. El potencial armónico del generador se generará simultáneamente y el potencial armónico se generará.
El potencial eléctrico depende de la estructura y las condiciones de trabajo del propio generador. , y es básicamente independiente de la impedancia externa.
Pero su valor es muy pequeño >
3. Cálculo del flujo de potencia armónico del sistema de potencia.
El llamado armónico del sistema de potencia. El cálculo del flujo de potencia consiste en resolver la ecuación de la red en = ynun (n = 3, 5, 7...n: orden armónico.
Cuenta. En es el enésimo vector de columna de corriente armónica inyectado en la red por la carga de la fuente armónica. Yn es la matriz de admitancia armónica n de la red.
En la red se obtiene el vector de columna de tensión armónica de cada nodo. (bus) en la red eléctrica, y la corriente armónica de cada rama se obtiene ingresando
>Cuando hay fuentes de armónicos en el sistema eléctrico, existirán armónicos más altos en los voltajes y corrientes de las ramas. de cada contacto en el sistema.
Para determinar la suma de voltajes armónicos en el sistema de suministro de energía, la distribución de corriente armónica requiere un circuito equivalente compuesto de impedancia armónica
potencia. Al mismo tiempo, cuando hay componentes capacitivos en el sistema de suministro de energía del rectificador, también se debe calcular la impedancia armónica de cada rama.
Atributos y tamaño para probar si hay resonancia.
Para calcular el flujo de potencia armónico, primero se debe determinar la impedancia armónica de los componentes de la red.
(3.1), impedancia armónica de cada componente de la red eléctrica:
(1), impedancia armónica del generador síncrono
El potencial de un generador calificado Los acordes puros no contienen armónicos superiores y su potencial generador sólo existe en la red de ondas fundamentales.
En una red de armónicos de alto orden, dado que el potencial armónico del generador es muy pequeño, se puede observar que el potencial armónico del generador es cero en este momento. Por lo tanto, son
El valor del circuito es la reactancia armónica que conecta el terminal de la máquina y el punto neutro.
****.
Donde xgn = nxg1 - (1)
Donde XG1 es la onda fundamental, la reactancia de secuencia cero, secuencia positiva o secuencia negativa del generador está determinada por las características de secuencia del armónico.
Si es necesario considerar las pérdidas de la red, el ángulo de impedancia del generador se puede estimar en 85 grados. Para líneas de transmisión y transformadores, el ángulo de impedancia se puede estimar en 75 grados. .
(2) Impedancia armónica del transformador
La amplitud de los armónicos en el sistema eléctrico a menudo se atenúa a medida que aumenta la frecuencia, por lo que en el cálculo del flujo de potencia fundamental, especialmente en alta redes eléctricas de voltaje.
La rama de excitación y la capacitancia entre espiras del transformador a menudo se ignoran. Al calcular las corrientes armónicas solo se considera la reactancia de fuga del transformador, y se considera proporcional a la frecuencia determinada por el número de armónicos. En términos generales, el circuito equivalente de un transformador se simplifica a una conexión en serie.
Reactancia armónica del nodo primario y secundario * * * *
Donde * * * es la reactancia de fuga fundamental del transformador.
Bajo la acción de armónicos de alto orden, el efecto de piel y el efecto de proximidad dentro del devanado aumentan, y la resistencia del transformador es aproximadamente la misma que la del transformador.
En este momento, el cuadrado del orden armónico es proporcional a la impedancia armónica del transformador:
Zn = sqrt(n)rt 1+jnxt 1-(3)
Entre ellos, RT1 es la resistencia del transformador cuando es la onda fundamental.
Para un transformador de devanado trifásico se puede utilizar un circuito equivalente en estrella y conectar su método de cálculo de impedancia armónica.
Cuando la corriente armónica trifásica inyectada por la fuente de armónicos es asimétrica, se debe seguir el método de cableado de cada transformador de secuencia y medidor de impedancia.
Calcular impedancia armónica trifásica.
3) Impedancia armónica del reactor
Al considerar solo la inductancia del reactor, la frecuencia del enésimo armónico es:
XLn=Nxl*UN / sqrt(3)IN
4) Impedancia armónica de las líneas de transmisión
La línea de transmisión es un circuito con parámetros distribuidos uniformemente. La línea de transmisión completamente transpuesta puede considerarse trifásica. simetría.
En los cálculos de flujo de potencia, normalmente se representa mediante un circuito equivalente PI con parámetros agrupados. Como se muestra en la siguiente figura:
Considerando las características de distribución, entonces:
ZLn=Znsh(rnl)
yln/2 =(chrnl-1) /( znshnl)
ZN y RN son la impedancia de onda y la constante de propagación de la línea armónica respectivamente.
Donde Zn=sqrt(Z0n/Y0n) Rn=sqrt(Z0nYon)
Z0N y Y0N son la impedancia y la admitancia de la línea de transmisión por unidad de longitud bajo este armónico, respectivamente.
v) Impedancia armónica de la carga
En el cálculo del flujo de potencia armónico, la onda fundamental puede considerarse como la potencia de inyección del nodo, pero en la red armónica se considera como una Impedancia constante y la carga completa se puede considerar aproximadamente como un motor equivalente. El valor de impedancia armónica equivalente de su carga integral es:
ZN=SQRT(N)R1+JNX1
donde R1 y X1 son la suma de resistencias de secuencia negativa del motor equivalente de onda fundamental. Reactancia, cuyo valor puede ser determinado por la tensión fundamental y la potencia del nodo.
El valor se obtiene mediante conversión.
La corriente de secuencia cero generalmente no ingresa a la carga, por lo que en la red armónica de secuencia cero, la rama de carga se puede ignorar.
Cuando se determina la impedancia armónica de cada componente eléctrico del circuito, se puede formar el circuito equivalente bajo la acción de los armónicos para su cálculo. Al dibujar el circuito equivalente bajo la acción de armónicos, se debe prestar atención a las siguientes características:
(1) El circuito equivalente bajo la acción de armónicos debe estar centrado en el dispositivo rectificador y el rectificador debe estar instalado de acuerdo con el cableado real.
Como fuente de armónicos, el generador del sistema eléctrico no aparece en forma de energía, sino como una de las impedancias de carga de la fuente de armónicos.
sección.
(2) La impedancia de los componentes del circuito se puede calcular a partir del valor nominal o del valor nominal. Cuando se utilizan valores con nombre
Al realizar el cálculo, todos los circuitos deben convertirse a un determinado voltaje de referencia para facilitar el análisis y la aplicación.
(3) En los cálculos generales, se pueden ignorar todas las resistencias de los componentes, excepto cuando una determinada parte del sistema está conectada en paralelo o en serie.
Durante la resonancia, no se puede ignorar la influencia de la resistencia.
(4) En el cálculo aproximado de la corriente armónica, se determina la corriente armónica total en el lado del rectificador, en función del efecto armónico, etc.
Circuito efectivo, determinar la distribución de armónicos de corriente y tensión en cada rama.
3.2. Cálculo del flujo de potencia armónico
(3.2.1), cálculo del flujo de potencia armónico de una red sin componentes capacitivos
(1), armónico del sistema simétrico power Cálculo del flujo de potencia de las olas
En un sistema simétrico, las tres fases son iguales, por lo que se puede calcular como una sola fase.
Después de determinar la corriente armónica total en ambos lados del rectificador, combinada con el circuito equivalente armónico, se puede determinar el punto neutro en la red del sistema.
Distribución de corriente armónica en la rama. Luego, de acuerdo con la relación entre el voltaje armónico del nodo y la corriente armónica inyectada en el nodo I=YU (donde y es la matriz de admitancia armónica), se puede determinar el voltaje armónico del nodo en cualquier lugar. Luego se puede calcular el flujo de potencia. Su plan
Los pasos de cálculo son los siguientes:
& lt1 & gt; De acuerdo con las condiciones de operación dadas, utilice el método habitual de cálculo del flujo de potencia para resolver el flujo de potencia de las olas fundamental.
& lt2 & gtDetermine otros parámetros relevantes y el número de armónicos que deben calcularse en función de las condiciones de trabajo de la fuente de armónicos.
& lt3 & gtCalcule los parámetros armónicos de cada componente, forme la matriz de admitancia de nodos de cada red subarmónica y calcule la inyección de la red armónica correspondiente.
Actual.
& lt4 & gtDetermine la tensión armónica de cada nodo mediante la fórmula IN=YNUN, y calcule la potencia armónica de cada rama.
Entre ellos cabe destacar que el ángulo de fase de la corriente de inyección de armónicos medida por el medidor de armónicos es relativo a la corriente fundamental. Así que descúbrelo
Después de la corriente fundamental, es necesario corregir el ángulo de fase de la corriente armónica inyectada. Asimismo, la potencia de los nodos del sistema es la potencia y los armónicos fundamentales.
La suma de las potencias de las olas, por lo que también se debe corregir la potencia de inyección de las olas fundamentales. Sin embargo, la potencia fundamental inyectada bajo carga lineal no requiere corrección.
(2) Cálculo del flujo de potencia armónico en sistemas asimétricos
En un sistema asimétrico las tres fases son diferentes y se influyen entre sí, por lo que el sistema trifásico debe diseñarse a al mismo tiempo.
Cuenta.
El cálculo del flujo de potencia asimétrico de la red puede dividir la red en varias redes armónicas. Primero, calcule la red de ondas fundamentales y obtenga la onda fundamental de cada nodo.
Después de calcular el voltaje, la corriente de inyección de cada flujo de potencia armónico se calcula en base a él, y luego la red de cada armónico se calcula en base a esta corriente de inyección de armónicos.
Ecuación compleja para encontrar la tensión armónica de cada nodo.
(3.2.2) Cálculo del flujo de potencia armónico cuando existen componentes capacitivos en el sistema de alimentación del rectificador.
Cuando hay componentes capacitivos en el sistema de suministro de energía del dispositivo rectificador, el capacitor tiene un impacto en el proceso de conmutación y la forma de la onda de voltaje y corriente.
del rectificador dispositivo. Generalmente, a la frecuencia fundamental, los valores de los parámetros de las ramas de reactancia inductiva y capacitiva son muy diferentes, por lo que esta situación no ocurrirá.
Fenómeno de resonancia, pero el bucle primario no sinusoidal del dispositivo rectificador puede considerarse como varios potenciales sinusoidales con diferentes frecuencias y amplitudes.
Dado que las características de frecuencia de la reactancia inductiva y la reactancia capacitiva son exactamente opuestas, el resultado integral de sus respectivos efectos en el bucle puede ser que bajo un cierto
orden de armónicos, los dos Los valores son similares y se produce resonancia. Por lo tanto, en este momento, además del cálculo normal del flujo de potencia armónica, también es necesario probar si hay resonancia según la naturaleza y el tamaño de la impedancia armónica de cada rama.
Cuarto, resumen
La aparición de armónicos en el sistema eléctrico es una especie de "contaminación" para el funcionamiento del sistema eléctrico. Reducen el voltaje positivo del sistema.
La calidad de la misteriosa forma de onda no solo afecta gravemente al sistema de energía en sí, sino que también causa daños a los usuarios y a los sistemas de comunicación circundantes.
Por lo tanto, el estudio de los armónicos en los sistemas eléctricos es de gran importancia para mejorar la calidad de la energía, suprimiendo y eliminando los armónicos.