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

Abstract

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 чотири-провідної 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 фільтроком-пенсуючі перетворювачі, що поєднують в собі функціональні можливості регульованого фільтросиметруючого пристрою на базі автотрансформатора зі з’єднанням обмоток у зигзаг 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.In this work the conditions of the most effective use of the developed perspective means for the solution of the actual problem of complex providing of electromagnetic compatibility in modern distribution public electricity networks are considered. This is achieved by improvement of a number of voltage quality characteristics (harmonics, asymmetry and voltage fluctuations). The simulation model of a three-phase four-wire distribution network is proposed, which allows estimating voltage quality characteristics when connecting non-linear and asymmetric loads. The simulation modeling of the operation of the specified network with ce r-tain characteristics, with different values of the power of single- and three-phase nonlinear load (rectifiers) is carried out. The simulation results showed that in modern conditions, with a high concentration of electronic equipment in the distribution network, it is not enough for each separate unit of equipment to have a built-in individual means for reducing the emission of disturbances, which ensures compliance with the requirements of the European Harmonized Standards for Electromagnetic Compatibility. Therefore, in order to solve this problem in the electricity networks it is suggested for consumers to additionally apply group electromagnetic compatibility means, including hybrid filter-compensating converters that combine functional capabilities of a regulated filter balancing device which based on an autotransformer with the zigzag connection of windings and an active parallel power filter. The analysis of simulation results of a three-phase electric network with standard characteristics of a distribution transformer allowed to determine the ratio of power of one- and three-phase nonlinear load of consumers and linear load asymmetries in network, for which a hybrid filter-compensating converter has an advantage over the known passive group means of improving the quality of voltage and allows you to provide the quality of voltage in accordance with the norms of the international standards.