Введение 2
1 Анализ электромагнитной совместимости предприятия 3
1.1 Общие сведения 3
1.2 Принцип действия установок индукционного нагрева 4
1.3 Типы индукционных печей 5
1.4 Преобразователи для питания индукционных печей как источник
искажение синусоидальности питающего напряжения 8
1.5 Нормирование показателей, характеризующих несинусоидальные
режимы 11
1.5 Метрологическое обеспечение параметров качества электрической
энергии 14
2 Потери от высших гармоник в элементах системы электроснабжения
предприятия 19
3 Разработка имитационной модели электроснабжения ЭИН в программном
комплексе Matlab 24
3.1 Параллельный автономный инвертор тока (АИТ) 24
3.1.2 Расчёт параметров параллельного АИТ 26
3.2 Модель электроснабжения электроустановки индукционного нагрева ..27
3.2.1 Настройки блоков исследуемой модели 31
3.3 Гармонический анализ исследуемой модели 43
4 Расчёт фильтрокомпенсирующего устройства (ФКУ) и его применение в
исследуемой модели 45
4.1 Реализация ФКУ в программном комплексе Matlab и гармонический
анализ сети после его установки 47
Заключение 51
Список использованных источников 52
В настоящее время в современных промышленных предприятиях широко используются электроустановки индукционного нагрева (ЭИН) для поверхностной закалки, гибки и термообработки деталей машин, закалки деталей сложной формы и т.д.
Принцип индукционного нагрева заключается в преобразовании энергии электромагнитного поля, поглощаемой электропроводным нагреваемым объектом, в тепловую энергию. В установках индукционного нагрева электромагнитное поле создают индуктором, представляющим собой многовитковую цилиндрическую катушку (соленоид). Через индуктор пропускают переменный электрический ток, в результате чего вокруг индуктора возникает изменяющееся во времени переменное магнитное поле.
Для создания индуцированных токов используются высокочастотные генераторы на базе тиристорных преобразователей. Тиристорные преобразователи являются генераторами высших гармоник тока и напряжения в электрическую сеть, входящую в состав системы электроснабжения промышленного предприятия.
Несинусоидальные режимы неблагоприятно сказываются на работе силового электрооборудования, систем релейной защиты, автоматики, телемеханики и связи. При работе синхронных, асинхронных двигателей и других электроустановок в условиях несинусоидального напряжения возникают добавочные потери мощности, обусловленные высшими временными гармониками тока [1].
Целью данной работы является обеспечение электромагнитной совместимости в системе электроснабжения (СЭС) промышленного предприятия с ЭИН путём применения фильтрокомпенсирующий устройств (ФКУ).
Для решения данной задачи был проведён анализ показателей качества электроэнергии (ПКЭ) в СЭС предприятия, рассчитаны дополнительные потери мощности в элементах СЭС при несинусоидальных режимах, смоделирована СЭС предприятия и рассчитано ФКУ для ограничения высших гармонических составляющих тока и напряжения.
1. Проведенный гармонический анализ питающего напряжения СЭС предприятия с ЭИН показывает, что при работе индукционных печей значительно искажается синусоидальность питающего напряжения (THD=10.31%)
2. Рассчитаны дополнительные потери мощности от временных гармоник тока и напряжения в элементах системы электроснабжения промышленного предприятия.
3. Разработана имитационная модель системы электроснабжения предприятия с ЭИН в программном комплексе Matlab Simulink с использованием библиотеки SimPowerSystems, для, оценки уровня искажения синусоидальности при работе индукционной печи.
4. Коэффициент несинусоидальности питающего напряжения , снизился с 10.31% до 3.87%.
5. Оптимизация параметров ЭМС в системе электроснабжения предприятия достигается комплексом мероприятий с установкой ФКУ.
