Эмпирическое обоснование преимущества применения модифицированного метода симметричных составляющих для оценки величины силы тока нулевой последовательности в распределительных электрических сетях

Abstract

Введение. Тенденция роста количества и повышения установленной мощности однофазных нелинейных электроприемников приводит к ухудшению качества электроэнергии. Одним из критериев оценки качества электрической энергии являются показатели несимметрии по нулевой и обратной последовательностям. Причем коэффициент несимметрии по нулевой последовательности обусловлен величиной силы тока нулевой последовательности.

Цель. Эмпирически обосновать преимущества применения метода, основанного на измерении мгновенных значений силы тока синхронно по трем фазам за один период для оценки коэффициента несимметрии по нулевой последовательности, по сравнению с методом симметричных составляющих, реализуемого с использованием оператора поворота, для более точной оценки несимметрии силы токов в распределительных электрических сетях.

Материалы и методы. Для достижения поставленной цели был разработан и собран экспериментальный стенд системы электроснабжения. Разработанный стенд позволил получить совокупность синхронно измеренных мгновенных значений силы тока и напряжения по каждой фазе, а также в нулевом рабочем проводнике при изменении величины, характера и несинусоидальности нагрузки независимо по каждой фазе. При этом критерием оценки точности расчета коэффициента несимметрии по нулевой последовательности являлась величина силы тока, измеренная в нулевом рабочем проводнике.

Результаты и обсуждение. Использование базового метода симметричных составляющих для определения силы тока нулевой последовательности в случае амплитудно-фазовой несимметрии при активно-индуктивной несинусоидальной нагрузке приводит к недопустимой погрешности, медианное значение которой составляет 21,25 %. С целью снижения указанной погрешности рекомендуется в этих режимах использовать метод, основанный на измерении мгновенных значений силы тока синхронно по трем фазам за один период, при этом медианное значение погрешности не превышает 0,16 %.

Заключение. Для снижения величин погрешностей расчета силы тока нулевой последовательности рекомендуется применять метод, основанный на измерении мгновенных значений силы тока синхронно по трем фазам за один период.