CC BY
40
УДК 621.311
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КОНДУКТИВНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ПОМЕХИ ПО КОЭФФИЦИЕНТУ ИСКАЖЕНИЯ СИНУСОИДАЛЬНОСТИ КРИВОЙ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ
Е.В. Иванова
Приведен критерий распределения кондуктивной электромагнитной помехи (ЭМП) по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения. Указаны количественные значения.
Одной из основных мер обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) технических средств является в соответствии с ГОСТ Р 50397-92 экспертиза технических условий на подключение электроустановок потребителей. Убедительность, точность и достоверность этой экспертизы в значительной степени определяются уровнями информационного обеспечения [1, 2].
По объективным причинам (отсутствие утвержденного рабочего проекта системы электроснабжения; изменения параметров приемников электроэнергии, которые возникают из-за доработки технологического проекта, обусловленной одновременностью проектирования электрической и технологической частей предприятия и т.д.) экспертиза осуществляется при вероятностно-неопределенном уровне информационного обеспечения, когда известны множества элементов возможных вариантов поведения объектов, но не известны распределения параметров этих элементов [4, 5]. Преодоление неопределенности, в части влияния мощных вентильных преобразователей на синусоидальность кривой напряжения, возможно, если известен критерий распределения в электроэнергетической системе (ЭЭС) кондуктивной ЭМП 8Ки . Этот критерий
должен указывать границы зоны влияния вентильных преобразователей, под которой понимается область пространства, в пределах которой уровень ЭМС превышает допустимый [1]. Основное назначение этого критерия - исключение грубых ошибок (промахов) при экспертизе технических условий подключения мощных вентильных преобразователей к электроэнергетической системе [2].
Ретроспективный анализ исследований в этой области электроэнергетической науки показал, что подобного признака классификации сетей не существует.
Для определения критерия представим, что распространение
кондуктивной ЭМП 8Ки осуществляется от передающей системы к приемной системе. При этом любая электрическая сеть при определенных условиях может быть как передающей, так и приемной. На рисунке 1 показан механизм распространения коэффици-
ента Ки между смежными сетями, когда известно в какой сети
находится генератор высших гармонических составляющих. На рисунке 2 приведена схема гармонического воздействия сетей общего назначения несинусоидальной формой кривой напряжения на сети более низкого напряжения.
Методами математического анализа получена математическая модель, характеризующая жесткую связь между максимальным
значением коэффициента К и в передающей систе-
ме (шахКи ) ) и мощностью трехфазного короткого замыкания (КЗ) в приемной системе (^к,пр ) [1, 2 5]
(пр)
max K
u
max K
(J)
u
SK
к, jp
(І)
где Sk, П - мощность трехфазного КЗ в передающей системе; ШаХ - максимальное значение коэффициента иска-
жения синусоидальности кривой напряжения в приемной системе. Величина -і
фкЛ /S
К,П К,Пр характеризует распределения ис-
кажений синусоидальности кривой напряжения в ЭЭС, является критерием. Однако, в связи с тем, что ГОСТ 13109-97 допускает для каждого класса напряжений определенные значения коэффициента искажения, можно использовать для расчета этого критерия формулу [2, 3]
Источник высших гармоник напряжения в сети от 0,4 до 35 кВ А, Смежная сеть от 10 до 330 кВ
Передающая система Приемная система
Рисунок 1 - Механизм распространения коэффициента
Ки
между смежными электрическими сетями
Подвергающаяся гармоническому воздействию сеть от 0,4 до 35 кВ у! Сеть с искаженной формой синусоидальности кривой напряжения от 10 до 330 кВ
Приемная система Передающая система
Рисунок 2 - Схема гармонического воздействия сетей общего назначения с несинусоидальной формой кривой напряжения на сети более низкого напряжения
Рисунок 3 - Механизм распространения кондуктивной ЭМП 8К и в электроэнергетической системе
<х'
к, пр
(2)
Например, чтобы обеспечить в сети от 6 до 20 кВ допустимое
значение К и н = 5% при источнике высших гармоник, подключенном к сети 0,4 кВ, необходимо выдержать условие неравенства X < 0,79 , если при этом в сети 0,4 кВ наблюдается допус-
Значения постоянных X и X , рассчитанных из условия ЭМС передающей и приемной систем электроснабжения, приведены на тимое для этой сети значение Ки,н
8% . Остальные значе-
рисунке 3. Кондуктивная ЭМП 8К и будет наблюдаться в элект- ния X приведены в таблице 1. Если же источник высших гармоник
рических сетях до тех пор пока не будет выполняться неравенство находится в сети от 6 до 20 кВ, то чтобы избежать его влияния на
(2). Эта помеха будет отсутствовать в сетях ЭЭС, если выполняют- сеть 0,4 кВ необходимо выдержать условие неравенства
ся неравенства численных значений X и X (рисунок 3).
X < 1,27 . Остальные значения X приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Значения постоянных X и X , рассчитанных из условия ЭМС смежных сетей
Напряжение передающей системы, кВ Напряжение приемной системы, кВ X г!
0,4 от 6 до 20 0,79 -
от 6 до 20 0,4 - 1,27
от 6 до 20 35 0,87 -
35 от 6 до 20 - 1,15
от 6 до 20 от 110 до 330 0,63 -
от 110 до 330 от 6 до 20 - 1,59
35 от 110 до 330 0,7 -
от 110 до 330 35 - 1,43
Неоднократное применение математических моделей (1) и (2) для определения параметров электромагнитной обстановки (ЭМО) в сетях региональных ЭЭС позволило определить пределы изменения ошибок. Относительная ошибка расчетов составляет + 15% [1].
Таким образом, использование численных значений постоянных X и позволяет достоверно представить ЭМО в ЭЭС при
подключении нелинейной нагрузки. Экспертиза технических условий на подключение электроустановок потребителей становится научно обоснованной.
Литература:
1. Иванова, Е.В. Кондуктивные электромагнитные помехи в электроэнергетических системах [Текст]/ Е.В.Иванова; под ред. В.П.Го-релова и Н.Н.Лизалека. - Новосибирск: НГАВТ, 2006. - 432 с.
2. Иванова, Е.В. Кондуктивные электромагнитные помехи в сетях транспортных систем (теория, расчет, подавление) [Текст]/ Е.В.Иванова// Трансп. дело России. - 2006. - № 8. - С.16-18.
3. ГОСТ 13109-97. Межгосударственный стандарт. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения [Текст]. - Взамен ГОСТ 13109-87; введ. 01.01.99. - Минск: Стандарты, 1998. - 31 с.
4. Иванова, Е.В. Кондуктивные электромагнитные помехи в сетях 6-10 кВ. Монография [Текст]/ Е.В.Иванова, А.А.Руппель: под ред. В.П.Горелова. - Омск: Изд-во Новосиб. гос. акад. вод. трансп., 2004. - 284 с.
5. Иванова, Е.В. Методика определения кондуктивной электромагнитной помехи в электрической сети [Текст] /Е.В.Иванова, М.Е.Ордабаев, Д.С.Шеломенцев [и др.] // Науч. журн.Павл. гос. унта «Вестник ПГУ». - Павлодар. - 2004. - № 1. - С.102-113.
