АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ПОТЕРИ ЭЛЕКРОЭНЕРГИИ И ПРОБЛЕМЫ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ИЗ-ЗА
ВЫСШИХ ГАРМОНИК 5
1.1 Обзор литературы и актуальность работы 5
1.2 Выбор направления исследования 6
1.3 Классификация шунтирующих активных фильтров 8
1.4 Преимущества и недостатки активных фильтров 14
1.5 Параметры и стоимость активных фильтров 14
Выводы по разделу 1 16
2 РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ СЭС С АКТИВНЫМ ФИЛЬТРОМ 17
2.1 Описание трехфазного активного фильтра с релейно-векторной
системой управления 17
2.2 Исходные данные для исследуемой модели с активным фильтром 20
2.3 Расчет составляющих мощностей и силовых элементов трехфазной
активно-индуктивной нагрузки 22
2.4 Расчет составляющих мощностей и силовых элементов реверсивного
электропривода постоянного тока 22
2.5 Расчет составляющих мощностей и силовых элементов частотно-регулируемого асинхронного электропривода 24
2.6 Расчет суммарной пассивной мощности всех нагрузок переменного тока 27
2.7 Расчет параметров источника электроснабжения 27
2.8 Расчет параметров и выбор реактора на входе активного фильтра 28
2.8.1 Расчет параметров активного фильтра на стороне 0,4 кВ 28
2.8.2 Расчет параметров активного фильтра на стороне 6 кВ
трансформатора 30
2.9 Выбор конденсаторов постоянного тока и силовых ключей активного
фильтра 31
2.9.1 Расчет конденсаторов постоянного тока для напряжения 0,4 кВ 31
2.9.2 Расчет конденсаторов постоянного тока для напряжения 6 кВ 33
2.10 Расчет параметров пассивного фильтра высших гармоник на входе
активного фильтра 33
2.10.1Расчет параметров пассивного фильтра на стороне 0,4 кВ 33
2.10.2 Расчет параметров пассивного фильтра на стороне 6 кВ 35
2.11 Расчет основных параметров системы управления активного фильтра 35
2.11.1 Расчет основных параметров системы управления активного фильтра
на стороне 0,4 кВ 35
2.11.2 Расчет основных параметров системы управления активного фильтра
на стороне 6 кВ 36
Выводы по разделу 2 37
3 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СЭС С АКТИВНЫМ ФИЛЬТРОМ
В РАЗЛИЧНЫХ ТОЧКАХ 38
3.1 Расчет кабельных линий и трансформатора для СЭС 38
3.2 Работа активного фильтра только с тиристорным преобразователем 40
3.3 Работа активного фильтра совместно со всеми нагрузками при работе
преобразователей в номинальных условиях 41
3.4 Работа активного фильтра на шинах ВН трансформатора 42
Выводы по разделу 3 43
4 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ 44
4.1 Рекомендации по определению места подключения активного фильтра 44 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
Библиографический список 46
С каждым днем электрические сети совершенствуются и развиваются. Электрическое оборудование заменяется на более современное, обеспечивающие меньшие потери электроэнергии, повышая качество электроэнергии в сети, но в сети продолжают присутствовать гармонические составляющие, оказывающие влияние на сеть, вызывающие резонансы и выход из строя оборудования.
В современной энергетике используются «гибкие» (управляемые) линии электропередач переменного тока (FACTS), и в качестве основных устройств данной технологии используются активные и гибридные фильтры высших гармоник. [1]
Актуальной проблемой не только для российских электрических сетей, но и для мировой энергетики является проблема повышения качества электроэнергии. Исходя из этого разрабатываются планы, способы внедрения устройств силовой электроники, которыми в частности и являются активные фильтры.
Так как в сети присутствуют гармоники токов и напряжения то применяются все более новые типы устройств наряду с пассивным фильтром, в комплексе работа устройств обеспечивает сглаживание возмущений в системе.
С увеличением нелинейных нагрузок в сетях, таких как: схемы на основе силовых диодов и тиристоров, циклоконвертеров, регулируемых электроприводов, стала возникать все большая потребность в применении фильтров в СЭС. Требования повышения качества электроэнергии растут вместе с масштабом применения электронных и микроэлектронных устройств в схемах управления и защиты сетей. Нормы на гармоники тока и напряжения заданы стандартами IEEE 5619-1992 и МЭК 61000.
Актуальность работы заключается в применении активного фильтра для СЭС, в качестве устройства, подавляющего высшие гармоники и компенсации реактивной мощности.
Для всё большего и большего количества приложений по всему миру становится необходимой фильтрация гармоник, а не только коррекция коэффициента мощности, как это было в прошлом. Изменения структуры нагрузки и сети делают фильтрацию гармоник всё более и более важной. Во многих случаях используются гибридные решения, когда устанавливается нерезонансная система.
Наличие различного рода электроприемников с нелинейными характеристиками, которые все чаще начинают использоваться на производстве, промышленности, транспорте и бытовых нуждах, становится одной из важных причин возникновения несинусоидальности токов и напряжения. [9] Одной из самых распространенных нелинейных нагрузок является силовая электроника, в частности различного рода тиристорные преобразователи, мощность которых, с истечением времени постоянно увеличивается. Искажение напряжения происходит из-за несинусоидальности тока (похожей на трапецию), зависящее от угла управления и угла коммутации. [10]
При установке активного фильтра в систему электроснабжения происходит процесс компенсации гармонических составляющих в системе. Кроме компенсации гармонических составляющих активный фильтр может компенсировать реактивную мощность основной гармоники тока в систему, тем самым уменьшая потери мощности и напряжения в системе электроснабжения. Также необходимо учитывать, что максимальное значение мощности активного фильтра будет определяться максимальными значениями суммы компенсируемого и фильтруемого токов. [11]
Исходя из полученных данных в ходе работы, можно сделать вывод, что оптимальным размещением активного фильтра является точка подключения его непосредственно
