2. Fuentes de armónicos en los sistemas de potencia Existen diversas fuentes de armónicos en los sistemas de potencia. Existen principalmente las siguientes categorías: 1. Varios colectores no lineales del sistema, como equipos comerciales, moduladores, ferrocarriles electrificados, hornos de arco eléctrico, lámparas fluorescentes, electrodomésticos y diversos dispositivos electrónicos de control de ahorro de energía, son responsables de los armónicos. del sistema eléctrico. Aunque estos dispositivos proporcionan su voltaje sinusoidal ideal, la corriente que utilizan no es lineal, es decir, existen corrientes armónicas. Las corrientes armónicas generadas por estos dispositivos también fluirán hacia el sistema de energía, provocando que se generen componentes armónicos en los voltajes de todo el sistema. El contenido armónico de estos dispositivos está determinado por sus características y condiciones de funcionamiento y es básicamente independiente de los parámetros del sistema de potencia. Pueden considerarse como fuentes de corriente constante armónica. 2. Los factores no lineales existentes en el propio sistema de suministro de energía son otra fuente de armónicos. Estos componentes no lineales incluyen principalmente el condensador de excitación del transformador, la columna magnética del grupo del reactor, el elemento de control de tiristores de la estación convertidora de CA y CC, el control de tiristores, etc.
Por ejemplo, la capacidad de una sola unidad de lámparas fluorescentes y electrodomésticos no es grande, pero la cantidad es grande y está distribuida por todas partes, lo que dificulta que el departamento de energía administre los receptores. Si el contenido armónico actual de estos dispositivos es demasiado grande, tendrá un impacto grave en el sistema de energía. El contenido armónico actual de dichos dispositivos debe limitarse a un número determinado durante la fabricación. 4. El generador emite potencial armónico. Cuando el generador emite potencial armónico, también generará potencial armónico. El potencial armónico depende de la estructura y las condiciones de trabajo del generador y es básicamente independiente de la impedancia de la conexión externa. Por lo tanto, puede considerarse como una fuente de voltaje constante armónico, pero su valor es muy pequeño. Cálculo del flujo de potencia armónico en el sistema eléctrico El llamado cálculo del flujo de potencia armónico en el sistema eléctrico se realiza resolviendo la ecuación de red In=YnUn (n=3, 5, 7... n: un número que concuerda con el número de onda Es la inyección de carga de la fuente armónica. El vector de fila de la enésima corriente armónica de la red eléctrica. Yn es la enésima conductancia armónica de la red eléctrica. Un es el vector de fila del enésimo voltaje armónico de cada bus de nodo en la red eléctrica. ). Obtener la tensión armónica de cada nodo (bus) de la red eléctrica, y luego obtener la corriente armónica en cada rama.
Cuando hay fuentes de armónicos en el sistema de energía, el voltaje de contacto y la corriente de rama en el sistema producirán armónicos de alto orden. Para determinar la distribución de tensiones armónicas y corrientes armónicas en el sistema de alimentación, es necesario realizar cálculos de flujo de potencia en el circuito equivalente compuesto por impedancias armónicas, al mismo tiempo, cuando existe una parte tolerable en la fuente de alimentación. sistema de la unidad rectificadora, también se deben calcular los armónicos de cada rama, la naturaleza y tamaño de la impedancia, y detectar la presencia de resonancia. Para realizar cálculos de flujo de potencia armónico, primero se debe determinar la impedancia armónica de la red eléctrica. (3.1) Impedancia armónica de varios componentes de la red eléctrica: (1) La impedancia armónica del generador síncrono está calificada. El potencial del generador es sinusoidal puro y no contiene armónicos superiores. Su potencial del generador solo existe en la onda fundamental. . en la red eléctrica. En una red eléctrica de armónicos de alto orden, dado que el potencial armónico del generador es muy pequeño, se puede ver que el potencial armónico del generador es cero en este momento. Por lo tanto, su circuito equivalente es la tensión del terminal de conexión y la reactancia armónica del punto neutro.
Donde Para pérdidas de red, para generadores, el ángulo de impedancia se puede estimar en 85 grados. Para generadores parcialmente equivalentes, como líneas de transmisión, transformadores y cargas, el ángulo de impedancia se puede estimar en 75 grados. . (2) Impedancia armónica del transformador Los valores pico a pico de los armónicos del sistema de potencia tienden a debilitarse a medida que aumenta la frecuencia. Por lo tanto, al calcular el flujo de potencia fundamental de las líneas de alto voltaje, el pin iniciador y la capacitancia entre vueltas. del transformador a menudo se ignoran.
Al calcular las corrientes armónicas, solo se considera la reactancia de fuga del transformador y la frecuencia de identificación se considera proporcional al orden de los armónicos. En términos generales, el circuito equivalente de un transformador se simplifica como un anillo conectado a los nodos primario y secundario. La reactancia armónica es la reactancia de fuga fundamental del transformador. Bajo la acción de armónicos más altos, el efecto Kelvin y el efecto de aproximación dentro del devanado aumentan. En este momento, la resistencia del transformador es aproximadamente proporcional al cuadrado del orden armónico. La impedancia armónica del transformador en este momento es: Zn. = sqrt(n) RT1+jnxt 1-(3) y rt 1 es la resistencia del dólar fundamental que varía en el tiempo. Para un transformador de devanado trifásico, se puede utilizar un circuito equivalente en estrella, con su impedancia armónica calculada en el interior. Cuando la fuente de armónicos inyecta corriente armónica de alto orden en la asimetría trifásica, la impedancia armónica trifásica debe calcularse en función del método de cableado del transformador y la tabla de impedancia de cada secuencia. 3) La impedancia armónica del reactor, cuando solo se considera la reactancia inductiva del reactor, la enésima frecuencia armónica es: XLn=Nxl*UN/sqrt (3) En 4), la impedancia armónica de la línea de transmisión tiene una distribución El circuito paramétrico que pasa a través de la línea de transmisión completamente deformada puede considerarse como simetría trifásica. En los cálculos de flujo de potencia, generalmente se representa mediante un circuito equivalente PI de parámetro agrupado. Como se muestra en la siguiente figura: tomando en consideración las características de distribución, entonces: ZLn = Znsh(rnl)Yln/2 = (chrnl-1)/(znshnl) ZN y RN son respectivamente la impedancia de onda y la constante de propagación de la línea en este armónico. Zn = sqrt(Z0n/Y0n)Rn = sqrt(Z0n yon)Z0n y Y0n son respectivamente cinco veces la impedancia y conductancia por unidad de longitud de la línea de transmisión en este armónico), impedancia armónica de carga. En el cálculo del flujo de potencia armónica, la parte fundamental se puede ver en términos de potencia de inyección del nodo, mientras que en la red armónica se considera como una impedancia constante, y la carga integral se puede considerar aproximadamente como un motor equivalente. El valor de resistencia armónica equivalente de su carga integral es: ZN = SQRT(N)r 1+jnX1 r 1, x 1 es la resistencia de secuencia negativa y la reactancia del motor equivalente de onda fundamental, y su valor puede determinarse mediante la onda fundamental. voltaje y potencia del nodo El valor se obtiene después de la conversión. La corriente de secuencia cero generalmente no ingresa a la carga, por lo que en la red armónica de alto orden de secuencia cero, los hombros y las piernas pueden ignorarse. Cuando se determina la impedancia armónica de cada componente eléctrico en el circuito, se puede construir un circuito equivalente funcional armónico. Para realizar cálculos, se debe prestar atención a las siguientes características al planificar el circuito equivalente funcional armónico: (1) A continuación, El circuito equivalente de la función armónica debe centrarse en la unidad rectificadora y construirse de acuerdo con el cableado real. Por lo tanto, el dispositivo rectificador se configura como la fuente de armónicos y el generador del sistema de energía no aparece como energía, sino como fuente de armónicos. Parte de impedancia de la carga de la fuente armónica. (2) La impedancia de los componentes del circuito se puede calcular utilizando valores conocidos o el valor simbólico de Yao. Al realizar cálculos utilizando valores bien conocidos, el circuito completo debe convertirse a alguna referencia de voltaje para facilitar el análisis y la aplicación. (3) En los cálculos generales, se puede ignorar toda la resistencia de una parte, pero cuando una determinada parte del sistema produce resonancia casi paralela o en serie paralela, no se puede ignorar el impacto de la resistencia en este momento. (4) En el cálculo aproximado de la corriente armónica, se determina la corriente armónica total en el lado de la unidad rectificadora. De acuerdo con la influencia de los efectos armónicos en el circuito, se puede determinar la distribución de la corriente armónica y el voltaje en cada rama. 3.2. Cálculo del flujo de potencia armónico (3.2.1), el cálculo del flujo de potencia armónico (1) de algunas redes eléctricas no está permitido. El cálculo del flujo de potencia armónico de un sistema simétrico es el mismo en la situación trifásica del sistema simétrico. por lo que se puede calcular según una situación. Una vez que se determina la corriente armónica total en el lado primario de la unidad rectificadora, combinada con el circuito equivalente armónico, se puede determinar la distribución de corriente armónica de cualquier rama en la red del sistema. Luego, de acuerdo con la relación entre el voltaje armónico del nodo y el nodo r, I = YU (donde Y es la conductancia armónica), se puede determinar el voltaje armónico de cada nodo. Luego se puede extraer la energía de las mareas. Los pasos de cálculo son los siguientes: Según las condiciones de trabajo dadas, utilice el método habitual de cálculo del flujo de potencia para resolver el flujo de potencia fundamental de las olas. ·Determinar otros parámetros relevantes y órdenes armónicos que deben calcularse en función de las condiciones de trabajo de la fuente de armónicos. Calcule los parámetros armónicos de cada parte para formar la matriz de admitancia de cada nodo armónico y calcule la corriente de inyección de la red armónica correspondiente. Según la fórmula IN=YNUN, determine la tensión armónica de cada nodo y calcule la potencia armónica de cada rama. Entre ellos, cabe señalar que el ángulo de fase de la corriente de inyección de armónicos medida por el instrumento de armónicos es relativo al ángulo de fase de la corriente fundamental. Por lo tanto, después de extraer la corriente fundamental, se debe corregir el ángulo de fase de la corriente de inyección de armónicos. De manera similar, la potencia del nodo del sistema es la suma de la potencia de las olas fundamental y la potencia de las olas acordada, por lo que la potencia de inyección de las olas fundamentales también debe corregirse. Pero la potencia fundamental inyectada en la carga lineal no requiere corrección.
(2) Cálculo del flujo de potencia armónico de un sistema simétrico En un sistema simétrico, las condiciones trifásicas son diversas y se influyen entre sí, por lo que el cálculo conceptual del sistema trifásico debe realizarse al mismo tiempo. El cálculo del flujo de potencia de la red simétrica puede dividir la red en redes armónicas. Primero calcule la red fundamental. Después de obtener el voltaje de la onda fundamental en cada nodo, calcule la corriente de inyección de cada flujo de potencia armónico en función de ella y luego inyecte la. corriente según este armónico. Resolver las ecuaciones de devanado de la red armónica de cada orden y extraer las tensiones armónicas de cada nodo. (3.2.2) Cálculo de corriente armónica cuando hay una parte tolerante en el sistema de suministro de energía de la unidad rectificadora Cuando hay una parte tolerante en el sistema de suministro de energía de la unidad rectificadora, el capacitor tiene un impacto en el cambio de fase. proceso y forma de onda de voltaje y corriente de la unidad rectificadora. Generalmente, a la frecuencia fundamental, los parámetros de la reactancia inductiva y la rama capacitiva tienen un valor muy diferente, lo que no producirá un efecto de resonancia. Sin embargo, un bucle no sinusoidal de la unidad rectificadora puede considerarse como varios potenciales sinusoidales. diferentes frecuencias y amplitudes en el bucle. El resultado integral de sus respectivos efectos es que, dado que las características de frecuencia de la reactancia inductiva y la capacitancia son exactamente opuestas, es posible que los valores de los dos subarmónicos estén cerca de un cierto nivel. , lo que produce un efecto de resonancia. Al calcular el flujo de potencia armónico normal, también es necesario detectar si hay resonancia en función de la naturaleza y el tamaño de la impedancia armónica de cada rama. En resumen, el fenómeno armónico en el sistema eléctrico es una especie de "contaminación" para el funcionamiento del sistema eléctrico. Reducen la falta de fiabilidad del voltaje del sistema, lo que no sólo afecta gravemente al propio sistema eléctrico, sino que también perjudica a los usuarios y a los sistemas de comunicación circundantes. Por lo tanto, el estudio de los armónicos en los sistemas de energía es de gran importancia para mejorar la calidad de la energía, suprimir y eliminar los armónicos.
Existe una traducción, pero supera el límite de palabras.