Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Глава 12. Электромагнитная совместимость технических средств
В случае металлического КЗ в токе и напряжении преобладает основная частота. Однако в связи с насыщением трансформатора тока возникает вторичное искажение кривой, особенно в случае большой апериодической составляющей в первичном токе. В этих случаях также возникают проблемы обеспечения нормальной работы защиты. В установившихся режимах работы нелинейность, связанная с перевозбуждением трансформатора тока, вызывает только гармоники нечетного порядка. В переходных режимах могут возникнуть любые гармоники, наибольшие амплитуды имеют обычно вторая и третья. Однако все эти проблемы являются проблемами правильного проектирования. Правильный выбор оборудования устраняет множество трудностей, связанных с измерительными трансформаторами. Фильтрация гармоник, особенно в цифровых защитах, наиболее важна для дистанционных защит. В ряде работ, посвященных цифровым способам фильтрации, показано, что хотя алгоритмы такой фильтрации частот достаточно сложны, получение нужного результата не представляет особых трудностей. Влияние гармоник на системы защиты в нормальных режимах работы электрических сетей. Низкая чувствительность устройств защиты к параметрам режима в нормальных условиях обусловлена практическим отсутствием проблем, связанных с гармониками в этих режимах. Исключение составляет пусковой режим, возникающий при включении в сеть мощных трансформаторов и сопровождающийся броском намагничивающего тока. На практике высокое содержание высших гармоник в намагничивающем токе трансформатора в большинстве случаев используется для блокировки отключения выключателей высокого напряжения защитой трансфор- матора, несмотря на исключительно высокий пик намагничивающего тока. Амплитуда тока зависит от индуктивности трансформатора, сопротивления обмотки и момента времени, в который происходит включение. Остаточный поток в воздушном зазоре в момент перед включением несколько увеличивает или уменьшает трудности в зависимости от полярности потока по отношению к начальному значению мгновенного напряжения. Так как ток на вторичной стороне во время намагничивания отсутствует, большой первичный ток может вызвать ложное срабатывание дифференциальной зашиты. Наиболее простым способом предотвращения ложного срабатывания защиты является использование задержки времени, однако это может привести к серьезному повреждению трансформатора, если во время его включения произойдет авария. На практике нехарактерную для сетей вторую гармонику, присутствующую в токе включения, используют для блокировки защиты, хотя зашита остается достаточно чувствительной к внутренним повреждениям трансформатора во время включения. Оборудование потребителей. Телевизоры. Гармоники, увеличивающие пик напряжения, могут вызвать искажения изображения и изменение яркости. Флюоресцентные и ртутные лампы. Балластные устройства этих ламп иногда содержат конденсаторы, и при определенных условиях может возникнуть резонанс, приводящий к выходу ламп из строя. Компьютеры. Существуют пределы допустимых уровней искажений в сетях, питающих компьютеры и системы обработки данных. В некоторых случаях они выражаются в процентах номинального напряжения (например, для компьютера Honeywell DEC — 3 %, IBM — 5 %) либо в виде отношения пика напряжения к действующему значению. 12.3. Влияние гармоник на системы электроснабжения
Преобразовательное оборудование. Провалы на синусоиде напряжения, возникающие во время коммутации вентилей, могут влиять на синхронизацию другого подобного оборудования или устройств, управление которыми осуществляется в момент перехода кривой напряжения нулевого значения. Оборудование с регулируемой тиристорами частотой вращения. Теоретически гармоники могут влиять на такое оборудование следующим образом: • провалы на синусоиде напряжения • гармоники напряжения могут • резонанс между различными типами Описанные выше воздействия могут ощущаться и другими потребителями, присоединенными к той же сети. Если потребитель не испытывает затруднений с тирис-торно управляемым оборудованием в своих сетях, он вряд ли окажет влияние на других потребителей. Потребители, питающиеся от разных шин, теоретически могут влиять друг на друга, однако электрическая удаленность снижает вероятность такого взаимодействия. Влияние гармоник на измерение мощности и энергии. Измерительные приборы калибруются при чисто синусоидальных токе и напряжении, поэтому при их использовании для измерения мощности при искаженных токах и напряжениях они могут давать погрешности сверх нормированных. Значение и направление гармонических искажений (вторичной мощности) важны при расчетах платы за электроэнергию, так как знак погрешности определяет переплату или недоплату вторичной мощности. Исследования показали, что погрешности измерении, вызванные высшими гармониками, варьируются в широких пределах и возможны как положительные, так и отрицательные погрешности. Наиболее распространенным прибором для измерения энергии является индукционный счетчик электромагнитной системы, вращающие и тормозящие магнитные потоки которой действуют на ротор счетчика, создавая результирующий момент вращения. В счетчике предусмотрены специальные элементы, создающие вторичные потоки и позволяющие увеличить точность измерения и скомпенсировать момент трения регистрирующего механизма. Эти элементы, создающие первичный и вторичный моменты, обычно нелинейны по отношению как к амплитуде, так и к частоте. Нелинейные элементы включают в себя детали цепей измерений тока и напряжения, перегрузочные магнитные шунты и частотно-чувствительные элементы, такие как диск, квадратурный и антифрикционный контуры. Восприимчивость счетчика к частотам, находящимся за пределами расчетных параметров, невелика. Выражение для мощности в сети можно записать в следующем виде: где Uпт, Iпт, Рпт — напряжение, ток и мощность постоянной составляющей; U1, I1, P1 — то же основной гармоники; UГ, IГ, Рг — то же гармонических составляющих. Счетчик не измеряет PПТ, но чувствителен к его присутствию, измеряет P1 с большой точностью и Рг с гораздо меньшей точностью, зависящей от частоты. Суммарная мощность гармоник получается суммированием всех компонентов с частотами, выше и ниже основной.
|