DOI: https://doi.org/10.20998/2409-9295.2019.20.19

Комплексне забезпечення нормованих показників якості напруги електропостачання в трифазних мережах на основі застосування гібридних фільтрокомпенсуючих перетворювачів

Денис Олександрович Малахатка, Сергій Олександрович Палачов

Анотація


 В роботі розглянуто умови найбільш ефективного використання розробленого перспективного засобу для вирішення актуальної проблеми комплексного забезпечення електромагнітної сумісності за рахунок одночасного покращення низки показників якості напруги електропостачання (за гармоніками, несиметрією та коливанням рівня напруги) в сучасних розподільних електричних мережах загального призначення. Запропоновано імітаційну модель трифазної чотирипровідної розподільної мережі, яка дозволяє оцінити показники якості напруги електропостачання при підключенні до неї нелінійних та несиметричних навантажень. Проведено імітаційне моделювання режимів роботи зазначеної мережі з певними характеристиками, при різних значеннях потужностей одно- та трифазного нелінійного навантаження у вигляді мережевих випрямлячів. Результати моделювання показали, що в сучасних умовах при великій концентрації електронного обладнання в розподільній мережі недостатньо наявності у кожної окремої одиниці зазначеного обладнання вбудованого індивідуального засобу зниження емісії завад, який забезпечує відповідність вимогам європейських гармонізованих стандартів з електромагнітної сумісності. Тому для вирішення вказаної проблеми в зазначених мережах запропоновано для споживачів додатково застосовувати групові засобі забезпечення електромагнітної сумісності, а саме гібридні фільтрокомпенсуючі перетворювачі, що поєднують в собі функціональні можливості регульованого фільтросиметруючого пристрою на базі автотрансформатора зі з’єднанням обмоток у зиг-заг та активного паралельного силового фільтра. Аналіз результатів імітаційного моделювання трифазної електричної мережі зі стандартним характеристиками розподільного трансформатора дозволив визначити відношення потужностей одно- та трифазного нелінійного навантаження споживачів та рівні несиметрії лінійного навантаження в мережі, при яких розроблений гібридний фільтрокомпенсуючий перетворювач має перевагу над відомими пасивними груповими засобами покращення показників якості напруги і дозволяє забезпечити якість напруги відповідно до норм діючих міжнародних стандартів. 


Ключові слова


Електромагнітна сумісність; якість напруги; гібридний фільтрокомпенсуючий перетворювач; активний силовий фільтр; регульований фільтросиметруючий пристрій; розподільна мережа.

Повний текст:

PDF

Посилання


IEC 61000-3-14:2011. Electromagnetic compatibility(EMC). - Part 3-14: Assessment of emission limits for harmonics, interharmonics, voltage fluctuations and unbalance for the connection of disturbing installations to LV power systems.

GOST 13109-97. Elektricheskaya energiya. Sovmestimost tehnicheskih sredstv elektromagnitnaya. Normyi kachestva elektricheskoy energii v sistemah elektrosnabzheniya obschego naznacheniya. Vved. v Ukraine 01.01.2000. (Mezhgosudarstvennyiy standart stran SNG). K: IPK Izdostandartov, 1999.

DSTU EN 50160:2014 Kharakterystyky napruhy elektropostachannia u v elektrychnykh merezhakh zahalnoi pryznachenosti. Derzhspozhyvstandart Ukrainy. 2014.

Malakhatka D. O. Sylovi skhemy hibrydnykh filtrokompensuiuchykh peretvoriuvachiv dlia tryfaznykh system z neliniinymy ta zminnymy navantazhenniamy/Pratsi IED NAN Ukrainy. – 2016. – №45. – pp. 92–101.

Zharkin A. F. Hibrydni filtrokompensuiuchi peretvoriuvachi dlia tryfaznykh system z neliniinymy ta zminnymy navantazhenniamy / A. F. Zharkin, V. O. Novskyi, D. O. Malakhatka // Tekhnichna elektrodynamika. – 2015.– №4. – pp. 48–52.

Singh B. Reduced Rating VSC With a Zig-Zag Transformer for Current Compensation in a Three-Phase Four-Wire Distribution System / B. Singh B. P. Jayaprakash // IEEE Transactions on Power Delivery. – 2008. – pp. 249–259. doi: 10.1109/TPWRD.2008.2005398

Akagi H. Instantaneous Power Theory and Applications to Power Conditioning. Second edition. / Akagi H., Hirokazu W., Aredes M // IEEE Press: Wiley. – 2017. – 431 p. – doi:10.1002/9781119307181.

Patnaik N. Comparative analysis on a shunt active power filter with different control strategies for composite loads / N. Patnaik, A. K. Panda // TENCON 2014 - 2014 IEEE Region 10 Conference. – Jan. 2015. doi: 10.1109/TENCON.2014.7022289

Herrera R. S. Instantaneous reactive power theory applied to active power filter compensation: Different approaches assessment and experimental results / R. S. Herrera, P. Salmeron, H. Kim // IEEE Transactions on Industrial. Electronics. – Jan. 2008. – vol. 55. – no. 1. – pp. 184-196. doi:10.1109/TIE.2007.905959

Samal S. Harmonics mitigation by using shunt active power filter under different load condition / S. Samal S., K. Hota, K. Barik // Signal Processing, Communication, Power and Embedded System. – 2016. – pp. 94–98. doi: 10.1109/SCOPES.2016.7955598

Young C. M. Selective harmonic elimination in multi-level inverter with zig-zag connection transformers. / C. M. Young, Z.F. Wu // The Institution of Engineering and Technology. – 2014. – Vol 4. – pp. 876–885.

Tali M. Harmonic detection methods of Shunt Active Power Filter under unbalanced loads / M. Tali, A. Essadki, N. Nasser // International Renewable and Sustainable EnergyConference. – 2016. – pp. 1017–1023. doi: 10.1109/IRSEC.2016.7984003

Zharkin A. F. Analiz efektyvnosti zastosuvannia pasyvnykh filtrovykh koryhuvalnykh prystroiv v nyzkovoltnykh elektrychnykh merezhakh Ukrainy / A. F., Zharkin, S. O., Palachov // Energosberezhenie.Energetika. energoaudit. – 2014. – №9(128) . – pp. 153–160.

Zharkin A. F. Analiz efektyvnosti zastosuvannia pasyvnykh filtrovykh koryhuvalnykh prystroiv v nyzkovoltnykh elektrychnykh merezhakh Ukrainy / A. F., Zharkin, S. O., Palachov, T. B. Shkliar // Energosberezhenie.Energetika. Energoaudit. – 2014. – №9(128) . – pp. 153–160.