CC BY
5MEANS OF COMMUNICATION EQUIPMENT. Iss. 4 (144). 2018
М.А. Баринов
кандидат технических наук,
доцент, Военная академия связи им. Маршала Советского Союза С. М. Буденного
А.П. Веселовский
кандидат технических наук,
доцент, Военная академия связи им. Маршала Советского Союза С. М. Буденного
С.В. Рагузин
Военная академия связи им. Маршала Советского Союза С. М. Буденного
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПИТАНИЯ СРЕДСТВ СВЯЗИ
Перспективы развития электроэнергетических устройств для питания средств связи тесно связаны с задачей улучшения качества электроэнергии. Одной из проблем улучшения качества электроэнергии является наличие высших гармонических составляющих искажений тока и напряжения. Наличие высших гармоник в цепи питания средств связи негативно влияет на их работу, особенно на функционирование радиопередающих средств.
В настоявшее время на территории Российской Федерации действует ГОСТ 32144—2013, нормирующий показатели качества, относящиеся к гармоническим составляющим напряжения до 40-го порядка по отношению к среднеквадратичному значению основной гармоники напряжения. Наличие высших гармоник вызывает сокращение срока службы электрооборудования, выход из строя устройств компенсации реактивной мощности, кроме того, могут происходить ложные срабатывания устройств защиты и автоматизации. Наличие приемников первой категории потребителей, для которых невозможно отключение электроснабжения, создает трудности оценки влияния источников искажений со стороны питающей сети или нагрузки.
Проблема высших гармоник в установках электроснабжения средств связи связана с внедрением полупроводниковых преобразователей частоты выпрямительных устройств, регулируе-
мых двигателей постоянного тока и частотного управления двигателями переменного тока. Процесс возникновения высших гармоник отмечен в работе [1].
Определение долевого вклада гармонических составляющих искажений тока и напряжения в питающей сети со стороны нагрузки и со стороны питающего агрегата позволяет произвести обоснованный выбор параметров устройств компенсации высших гармоник.
Рекомендации для компенсации влияния высших гармоник на электрооборудование основаны на оценке долевого вклада высших гармоник от источников питания и приемников электроэнергии.
Компенсацию влияния высших гармоник предлагают различные авторы [1—4] методом активного двухполюсника, методом потока активной мощности (реактивной мощности), индексом качества общей мощности (global power quality index). В указанных методах применяются источники измерения во многих узлах системы питания с синхронизацией измерения, в результате чего можно определить вклад в искажения со стороны потребителя и питающих устройств.
Гармонические искажения тока в электрической сети вызываются нелинейной (иногда импульсной) нагрузкой потребителя. Активная мощность потребителя неравномерна во времени.
ТЕХНИКА СРЕДСТВ СВЯЗИ, № 4 (144), 2018
Мгновенная мощность, потребляемая нагрузкой, является произведением мгновенного значения тока и напряжения, которые могут быть представлены в виде:
р ( ) = и (г) i (г) = их () + % ()]Ц () + ¿ii ()
г =2 А г =2
п
= и(К () + и(() +
п
г =2 п п
+'1 (Ш () + Хи (Ш ().
г=2 г=2 г=2
Анализ мгновенных мощностей проведен с использованием схемы рисунка 1, где Zc — полное сопротивление сети, Zн — сопротивление нагрузки, Rн — сопротивление нелинейного элемента выпрямителя.
Для расчета использованы прикладные программы МаЙаЬ, Simulink.
В большинстве случаев источник искажения расположен со стороны нагрузки, поэтому ком-
Рис. 1. Упрощенная схема замещения системы «генератор-нагрузка»
пенсацию высших гармоник можно произвести путем установки активных или пассивных фильтров в местах подключения нелинейной нагрузки. Устройством фильтров высших гармоник снижается состав протекающих в сети реактивных токов.
Таким образом, отсутствие высших гармоник в цепях питания средств связи может существенно улучшить электромагнитную совместимость с их источниками электроснабжения, увеличить срок службы электрооборудования и предотвратить ложные срабатывания устройств защиты и автоматизации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Железко Ю. С. Компенсация реактивной мощности в сложных гармонических системах. — М.: Энергоиздат, 1981. — 200 с.
2. Кириенко В. П., Слепченко М. Н. Комплексное устройство компенсации реактивной мощности искажения в системах питания с управляемыми выпрямителями. // Электричество. 2006. №11. — С. 33-40.
3. Патент РФ №2543075. Способ снижения влияния высших гармоник на электрооборудование. / Шклярский Я.Э., Скамьян А.Н., Бунтеев Ю.Е. Опубликован 27.02.2015. Бюллетень № 6, 7.
4. Патент РФ №2573706. Способ выявления источников высших нагрузок. / Шклярский Я.Э., Скамьян А.Н., Бунтеев Ю.Э. Опубликован 27.01.2015. Бюллетень № 3-6.
