Застосування узагальнених симетричних складових для виявлення споживачів, які спотворюють якість електроенергії

Abstract

У статті проаналізовані методи виявлення впливу нелінійних несиметричних споживачів на електричні мережі. Недоліком відомих методів виявлення джерел спотворень є те, що вони не дозволяють розрізнити гармонічні складники, які зумовлюють струми зворотної та нульової послідовностей, а також виявити несиметрію навантажень за зворотною та нульовою послідовностями. Обґрунтовано доцільність застосування системи узагальнених миттєвих симетричних складових та визначених на їх основі умовних потужностей зворотної та нульової послідовностей для виявлення споживачів, які спотворюють якість електроенергії. Показано, що в симетричному режимі узагальнений миттєвий струм зворотної послідовності містить п’яту гармоніку, а в несиметричному – додатково першу гармоніку, що зумовлена несиметрією навантажень. В симетричному режимі струм нульової послідовності містить третю гармоніку, а в несиметричному – першу і третю. Для оцінювання внеску споживачів в погіршення якості електроенергії доцільно використати умовні потужності зворотної та нульової послідовностей. Проаналізована можливість виявлення та оцінювання впливу джерел спотворень (несиметрії та вищих гармонік) на якість електроенергії трифазних мереж з використанням миттєвих умовних потужностей зворотної послідовності pi2, qi2, які є добутком миттєвих напруги прямої послідовності на струм зворотної послідовності, а також миттєвих умовних потужностей нульової послідовності pi0, qi0, які є добутком миттєвих напруги прямої послідовності на струм нульової послідовності. Показано, що за наявності гармонічних спотворень середньоквадратичні значення умовних потужностей зростають. У разі несиметрії навантажень збільшуються середні значення цих величин.The article analyzes the methods of detecting the influence of nonlinear asymmetric consumers on electrical networks. A disadvantage of known methods for detecting sources of distortion is that they do not distinguish between the harmonic components that cause the currents of reverse and zero sequences, as well as detect the asymmetry of loads on the reverse and zero sequences. The expediency of using the system of generalized instant symmetric components and the based on the conditional capacities of reverse and zero sequences for the detection of consumers that distort electricity quality is substantiated. It is shown that in the symmetric mode the generalized instantaneous reverse current contains the fifth harmonic, and in the asymmetric mode, the first harmonic due to the load asymmetry. In the symmetric mode, the zero sequence current contains the third harmonic, and in the asymmetric mode, the first and third harmonics. To estimate the contribution of consumers to the deterioration of the quality of electricity, it is advisable to use conditional reverse and zero sequencing capacities. The possibility of detecting and evaluating the influence of distortion sources (asymmetry and higher harmonics) on the electric power quality of three-phase networks using instantaneous inverse sequence capacities pi2, qi2, which are the product of instantaneous sequences of direct sequences in reverse sequences, is also pi0, qi0, which are the product of instantaneous direct-sequence voltage to zero-sequence current. It is shown that, in the presence of harmonic distortions, the rms values of the conditional capacities increase. In the case of load asymmetries, the average values of these values increase.