Исследование несинусоидальных режимов работы электрооборудования в системах электроснабжения с полупроводниковыми преобразователями

Abstract

Введение. В условиях роста числа электроприёмников с нелинейной вольтамперной характеристикой возникают проблемы с искажением формы кривой питающего напряжения и тока. Эти искажения могут привести к нежелательным эффектам, таким как перегрузка сети, гармонические искажения, недопустимые пульсации напряжения и тока и т. д. Цель. Исследовать несинусоидальные режимы работы электрооборудования в системе электроснабжения для прогнозирования показателей качества электрической энергии и разработки мероприятий по обеспечению электромагнитной совместимости электрооборудования в системах электроснабжения. Материалы и методы. Разработанная в программном комплексе MATLAB / Simulink имитационная модель позволяет анализировать работу системы электроснабжения с полупроводниковыми преобразователями в различных условиях и предсказывать ее поведение при различных нагрузках и внешних воздействиях. Результаты и обсуждение. В ходе работы обнаружено, что при отсутствии устройств компенсации реактивной мощности уровни суммарного коэффициента высших гармонических составляющих напряжения KU(n), в системе электроснабжения с 12-пульсным преобразователем выходят за допустимые значения в течение 95 % времени интервала измерения (ГОСТ 32144-2013) (в точках присоединения 6 кВ). Значения коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения на 11, 13, 23, 25, 35 37 гармониках в ряде случаев превышают допустимые значения в течение 100 % времени интервала измерения. При использовании средств компенсации (батарей статических конденсаторов, резонансного фильтра) значения суммарных коэффициентов гармонических составляющих напряжения не превышают допустимых значений. Заключение. По итогам проведённого исследования видно, что повсеместное использование выпрямительных устройств приводит к значительному искажению кривой напряжения. Однако стоит отметить, что существующий ГОСТ регламентирует только величину гармонических составляющих напряжения и не учитывает гармонических составляющих тока, которые, в свою очередь, также оказывают пагубное воздействие на элементы электрической сети.