CC BY
3Ежеквартальный
научно-практический
журнал
естник АПК
Ставрополья
УДК 621.316.1
Юндин М. А., Шабанов Н. И., Ханин Ю. И. Yundin M. A., Shabanov N. I., Hanin Yu. I.
О КОЭФФИЦИЕНТЕ НЕБАЛАНСА
НАИБОЛЕЕ ЗНАЧИМЫХ ВЫСШИХ ГАРМОНИК ТОКОВ
В СЕЛЬСКИХ КОММУНАЛЬНО-БЫТОВЫХ СЕТЯХ 0,38 КВ
ABOUT RATE NOT BALANCE THE MOST SIGNIFICANT HIGHER HARMONIC CURRENTS IN RURAL MUNICIPAL NETWORKS 0.38 kV
Произведена оценка отношения действующих значений тока нулевого провода и суммы фазных токов для наиболее значимых высших гармоник в сельских коммунально-бытовых сетях 0,38 кВ. Получены средние значения коэффициента небаланса для наиболее значимых гармоник тока, которые могут быть использованы при расчете дополнительных потерь электроэнергии от высших гармоник в нулевом проводе в отсутствие данных о величине токов высших гармоник в нулевом проводе.
Ключевые слова: высшие гармоники тока, ток нулевого провода, коэффициент небаланса, сельская коммунально-бытовая сеть 0,38 кВ.
An assessment of the existing relations of the neutral conductor current values and the sum of the phase currents for the most significant harmonics in rural municipal networks 0.38 kV. Average values obtained for the coefficient of unbalance the most significant current harmonics, which can be used in the calculation of additional electricity losses from higher harmonics in the neutral wire in the absence of data on the magnitude of harmonic currents in the neutral wire.
Key words: higher current harmonics, the neutral conductor current, unbalance factor, rural communal-0.38 kV network.
Юндин Михаил Анатольевич -
кандидат технических наук, профессор кафедры теоретических основ электротехники и электроснабжения сельского хозяйства Азово-Черноморский инженерный институт Донского государственного аграрного университета г. Зерноград
Шабанов Николай Иванович -
доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой безопасности технологических процессов и производств Азово-Черноморский инженерный институт Донского государственного аграрного университета г. Зерноград
Тел.: 8(86359) 42-5-75, 8-928-195-82-41 Ханин Юрий Иванович -
аспирант кафедры теоретических основ электротехники и электроснабжения сельского хозяйства Азово-Черноморский инженерный институт Донского государственного аграрного университета г. Зерноград
E-mail: HaninYu5@gmail.com
Yundin Mihail Anatol'evich -
Ph.D. in Technical Sciences, Professor of Department of Theoretical Foundations of Electrical Power Supply and Agriculture Azov-Black Sea Engineering Institute Don State Agrarian University Zernograd
Shabanov Nikolai Ivanovich -
Doctor in Technical Sciences, Professor, Head of Department of Safety Technology Processes and Production Azov-Black Sea Engineering Institute Don State Agrarian University Zernograd
Tel.: 8(86359) 42-5-75, 8-928-195-82-41 Hanin Yuriy Ivanovich -
Ph.D student of Department of Theoretical Foundations of Department of Electrical Power Supply and Agriculture
Azov-Black Sea Engineering Institute Don State Agrarian University Zernograd
E-mail: HaninYu5@gmail.com
Нагрузка в сельской коммунально-бытовой сети является преимущественно нелинейной, и с каждым годом удельный вес такой нагрузки, генерирующей в электрическую сеть высшие гармоники тока, увеличивается в общей структуре электропотребления. Как следствие, увеличиваются дополнительные потери электроэнергии от токов высших гармоник в элементах сети 0,38 кВ [1]. В нулевом проводе сети 0,38 кВ возникают дополнительные потери электроэнергии от
высших гармоник тока, образующих нулевую последовательность, эти потери зачастую не учитываются в расчетах потерь электроэнергии от высших гармоник тока. Отсутствие дополнительного токоизмери-тельного датчика для нулевого провода во многих специализированных измерительных устройствах затрудняет расчет потерь электроэнергии в нулевом проводе.
Считается, что токи гармоник, кратных 3-й, образуют нулевую последовательность, токи 2-й, 5-й, 8-й, 11-й и т. д. образуют обратную по-
в
естник АПК
Ставрополья
:№ 2(14), 2014
Агроинженерия
103
следовательность, а токи 4-й, 7-й, 10-й, 13-й и т. д. образуют прямую последовательность. В действительности токи высших гармоник несимметричны и, складываясь, протекают в нулевом проводе сети. Поскольку в нулевом проводе протекают токи нулевой последовательности, имеет смысл сравнить действующие значения суммы фазных токов и тока нулевого провода для наиболее значимых гармоник.
Посредством сертифицированного анализатора качества электроэнергии «Июк 3196», имеющего токоизмери-тельный датчик для нулевого провода, на вводе 0,4 кВ силового трансформатора были получены 13 суточных баз данных о токах высших гармоник. По измеренным данным были произведены расчеты коэффициента небаланса для наиболее значимых гармоник тока.
Наиболее значимыми оказались 3-я, 5-я, 7-я и 9-я гармоники тока, на их долю приходится в среднем 96 % величины действующего значения тока от всех высших гармоник.
Коэффициент небаланса определялся как:
(рис. 1-4) и определены средние значения коэффициента небаланса.
Средний коэффициентнебаланса токов 3-ей гармоники составил 0,75, для 5-ой гармоники - 0,22, для 7-ой гармоники - 0,16, для девятой гармоники - 0,74. Можно заключить, что для 3-ей и 9-ой гармоник практически четверть суммарного фазного тока взаимокомпенсируется.
Рисунок1 - Гистограмма распределения коэффициента небаланса токов
3-й гармоники
к
N (п)
неб(п)
1А (п) +1в (п) +1с (п)
где I,
N (п)
А (п),
действующее значение тока п-ой гармоники в нулевом проводе сети, А; 1в (п), 1с (п) - действующее значение тока п-ой гармоники в соответствующей фазе сети, А.
Таким образом, коэффициент небаланса, показывает, какая доля от арифметической суммы фазных токов протекает в нулевом проводе. Поминутные значения для 13 суточных баз данных были сведены в один массив, после чего построены гистограммы распределения
Рисунок 2- Гистограмма распределения коэффициента небаланса токов
5-й гармоники
Ежеквартальный
научно-практический
журнал
Рисунок 3 - Гистограмма распределения коэффициента небаланса токов
7-й гармоники
Вестник АПК
Ставрополья
На основе вышеизложенного можно сделать следующие выводы:
1. В сельских ком-мунально-быто-вых сетях 0,38 кВ среднее значение коэффициента небаланса токов 3-й гармоники составляет 0,75, для 5-й гармоники - 0,22, для 7-й гармоники - 0,16, для 9-й гармоники - 0,74.
2. При расчете дополнительных потерь электроэнергии от высших гармоник в нулевом проводе при отсутствии данных о величине токов высших гармоник в нулевом проводе, можно использовать полученные значения коэффициентов небаланса токов.
Литература
1. Юндин М. А., Ханин Ю. И. Анализ дополнительных нагрузочных потерь электроэнергии от протекания токов высших гармоник в элементах сети 0,38 кВ [Текст] // Вюник Сумськогонацюнального аграрного уыверситету. 2012. № 6(24). С.151-154.
References
1. Yundin M. A., Hanin Y. I. Analysis of additional load losses of electricity from the percolation harmonic currents in the network elements 0.38 kV [Text] // Visnik Sumskogo natsionalnogo agrarian universitetu. 2012. № 6 (24). P. 151-154.
