RU2294044C1 - Способ защиты потребителей электроэнергии от воздействия высших гармонических составляющих - Google Patents
Способ защиты потребителей электроэнергии от воздействия высших гармонических составляющих Download PDFInfo
- Publication number
- RU2294044C1 RU2294044C1 RU2005126788/09A RU2005126788A RU2294044C1 RU 2294044 C1 RU2294044 C1 RU 2294044C1 RU 2005126788/09 A RU2005126788/09 A RU 2005126788/09A RU 2005126788 A RU2005126788 A RU 2005126788A RU 2294044 C1 RU2294044 C1 RU 2294044C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- network
- harmonic components
- higher harmonic
- higher harmonics
- current
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/50—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам, обеспечивающим повышение параметров качества электрической энергии для потребителей, подверженных влиянию негативных факторов высших гармонических составляющих электрической энергии. Технический результат заключается в повышении параметров качества электрической энергии для потребителей. Для этого в способе генерируют в сеть высшие гармонические составляющие тока, действующие в противофазе с высшими гармониками основной сети. 2 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам, обеспечивающим повышение параметров качества электрической энергии для потребителей, подверженных влиянию негативных факторов высших гармонических составляющих электрической энергии.
Известны способы снижения уровня высших гармонических составляющих электрической энергии, включающие силовые резонансные фильтры, простые режекторные фильтры или сложные комбинированные фильтры (полосовые), служащие для фильтрации нескольких гармоник. Изготавливаются силовые резонансные фильтры 5, 7, 11 и 13 гармоник (Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий [Текст] / И.В.Жежеленко. - М.: Энергоатомиздат, 1984, с.109). Принцип действия таких установок основан на возникновении резонанса в их собственном колебательном контуре, настроенном на определенную частоту. Фильтры могут устанавливаться в сети для разделения линейных и нелинейных нагрузок (заградительные фильтры) или для поглощения (шунтирования) токов высших гармоник. Повышение эффективности электроснабжения обеспечивается также использованием силовых резонансных фильтров в составе быстродействующих компенсирующих устройств. Главным недостатком известных способов, как показала многолетняя их эксплуатация, являются:
- неполная компенсация высших гармоник;
- фильтрация только высших гармонических составляющих определенной частоты (номера);
- невозможность компенсации высших гармоник при резком изменении их спектра.
Это приводит к повышенному нагреву токоведущих частей, срабатыванию защит электротехнических установок, выходу из строя чувствительной микропроцессорной аппаратуры управления технологическими процессами.
В качестве прототипа принят способ повышения качества электрической энергии, заключающийся в выделении из напряжения электрической сети высших гармоник напряжения, а также первой гармоники, определяемой напряжением асимметрии, выпрямлении выделенных гармоник напряжения, преобразовании выпрямленного напряжения в переменное напряжение с частотой, равной частоте первой гармоники сети, и возвращении переменного напряжения в электрическую сеть (Патент RU №2237334 С2, H 02 J 3/01, H 02 J 3/26. Способ повышения качества электрической энергии // опубл. 2004). Недостатками данного способа являются:
- обеспечение неполной компенсации высших гармоник, ограниченной характеристиками фильтров, входящих в его состав;
- фильтрация только определенного частотного спектра высших гармонических составляющих;
- невозможность удовлетворительной компенсации высших гармоник при резком изменении их спектра.
Изобретением решается задача повышения параметров качества электрической энергии для потребителей, использующих силовые преобразователи и другое электрооборудование, являющееся источником высших гармоник, путем полной компенсации высших гармоник за счет генерации в сеть высших гармонических составляющих электроэнергии, действующих в противофазе с высшими гармониками основной сети, при использовании энергии электрической сети, в которой производится компенсация.
Для достижения названного технического результата в предлагаемом способе, включающем выделение первой и высших гармоник сети, применяют генератор высших гармоник, представляющий управляемый тиристорный преобразователь, питающийся от сети, в которой проводится компенсация высших гармоник.
Отличительными признаками предложенного способа являются генерация в сеть высших гармоник тока переменного управляемого спектра, действующих в противофазе с гармониками основной сети.
Предлагаемый способ поясняется фиг.1 и фиг.2, на которых показана схема установки для компенсации высших гармоник и кривые токов на выходе трансформатора тока и на входе анализатора высших гармоник.
На схеме фиг.1 показаны измерительный трансформатор тока 1, анализатор высших гармоник 2 с фильтром первой гармоники 3, фильтр высших гармоник 4, управляемый тиристорный преобразователь 5 и выпрямительная установка 6.
Заявляемый способ предполагает использование измерительного трансформатора тока 1 (фиг.1), служащего для приведения сетевого тока к величине до 5 А, являющейся пригодной для дальнейшего преобразования. Трансформатор тока подключается к любой из фаз электрической сети ввиду симметрии высших гармоник во всех фазах. К трансформатору тока 1 предъявляются требования минимальной токовой и угловой погрешности (класс точности 0,5) и отсутствия искажений преобразования тока на повышенных частотах (до 3 кГц). Кривая тока на выходе 1 показана на фиг.2а. Для анализа высших гармонических составляющих тока сети служит анализатор высших гармоник 2 (фиг.1), представляющий быстродействующий аналогово-цифровой преобразователь, подключаемый к трансформатору тока 1 и служащий для преобразования информации, поступающей с 1 в цифровой вид, пригодный для дальнейшей обработки. Анализатор высших гармоник разлагает весь спектр высших гармоник тока на частоты, кратные 50 Гц, и определяет их уровень и начальную фазу. К анализатору 2 предъявляются требования работы на частоте до 3 кГц. С учетом того, что анализу подвергаются только высшие гармонические составляющие тока сети, необходимо из кривой тока, получаемой на выходе трансформатора 1, исключить кривую основной гармоники тока сети. Для этих целей служит фильтр первой гармоники 3, представляющий резонансный фильтр, настроенный на частоту сети (50 Гц) (фиг.1). Устройство 3 подключается на входе 2 либо входит в его состав. Кривая тока на выходе 3 показана на фиг.2б. Для питания устройства компенсации высших гармоник служит электрическая сеть, в которой проводится компенсация. Фильтр высших гармоник 4 применяется для исключения влияния высших гармонических составляющих тока выпрямительной установки на электрическую сеть. Для генерации высших гармоник тока в сеть служит каскад быстродействующих управляемых тиристорных преобразователей 5 (фиг.1), которые получают питание от электрической сети. Управляемый тиристорный преобразователь представляет устройство, действующее по принципу частотного инвертора. Мощность 5 подбирается в пределах 1-2% номинальной мощности сети. Для выпрямления переменного тока сети необходимо также для питания 5 использовать силовую выпрямительную установку 6.
Управление начальной фазой и уровнем высших гармоник тока, генерируемых 5, осуществляется по принципу обратной связи с 2 (фиг.1), осуществляемой посредством электрической сети, в которой производится компенсация. Критерием управления служит минимизация уровня высших гармоник на определенной частоте.
Высшие гармоники, возникающие в сети, осуществляющей питание управляемого тиристорного преобразователя и выпрямителя, имеют постоянный спектр и компенсируются 4.
К конструктивным элементам установки предъявляются требования устойчивости к высокому напряжению и безопасности работы персонала при высоком напряжении.
Claims (1)
- Способ защиты потребителей электроэнергии от воздействия высших гармонических составляющих, включающий выделение первой и высших гармоник электроэнергии при использовании энергии электрической сети, в которой проводится компенсация, отличающийся тем, что, с целью обеспечения компенсации высших гармонических составляющих электроэнергии, генерируют в сеть высшие гармонические составляющие тока, действующие в противофазе с высшими гармониками основной сети.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005126788/09A RU2294044C1 (ru) | 2005-08-24 | 2005-08-24 | Способ защиты потребителей электроэнергии от воздействия высших гармонических составляющих |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005126788/09A RU2294044C1 (ru) | 2005-08-24 | 2005-08-24 | Способ защиты потребителей электроэнергии от воздействия высших гармонических составляющих |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2294044C1 true RU2294044C1 (ru) | 2007-02-20 |
Family
ID=37863545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005126788/09A RU2294044C1 (ru) | 2005-08-24 | 2005-08-24 | Способ защиты потребителей электроэнергии от воздействия высших гармонических составляющих |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2294044C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2447562C1 (ru) * | 2010-08-13 | 2012-04-10 | Игорь Владимирович Устименко | Способ повышения качества и эффективности использования электроэнергии (вариант 9) |
| RU2459336C2 (ru) * | 2010-08-16 | 2012-08-20 | Игорь Владимирович Устименко | Способ повышения качества и эффективности использования электроэнергии (вариант 1) |
| RU2485657C2 (ru) * | 2011-06-09 | 2013-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") | Способ фильтрации высших гармонических составляющих в электрических сетях высокого напряжения (варианты) |
| RU2629007C1 (ru) * | 2016-06-08 | 2017-08-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Способ определения значений высших гармонических составляющих в электрических сигналах |
| RU2641097C1 (ru) * | 2017-04-11 | 2018-01-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ уменьшения высших гармонических составляющих напряжения |
-
2005
- 2005-08-24 RU RU2005126788/09A patent/RU2294044C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2447562C1 (ru) * | 2010-08-13 | 2012-04-10 | Игорь Владимирович Устименко | Способ повышения качества и эффективности использования электроэнергии (вариант 9) |
| RU2459336C2 (ru) * | 2010-08-16 | 2012-08-20 | Игорь Владимирович Устименко | Способ повышения качества и эффективности использования электроэнергии (вариант 1) |
| RU2485657C2 (ru) * | 2011-06-09 | 2013-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") | Способ фильтрации высших гармонических составляющих в электрических сетях высокого напряжения (варианты) |
| RU2629007C1 (ru) * | 2016-06-08 | 2017-08-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Способ определения значений высших гармонических составляющих в электрических сигналах |
| RU2641097C1 (ru) * | 2017-04-11 | 2018-01-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ уменьшения высших гармонических составляющих напряжения |
| RU2812689C1 (ru) * | 2023-03-22 | 2024-01-31 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Способ определения объема электрической энергии, искаженной гармоническими составляющими тока потребителя |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wu et al. | A new $ LCL $-filter with in-series parallel resonant circuit for single-phase grid-tied inverter | |
| Kim et al. | An islanding detection method for a grid-connected system based on the Goertzel algorithm | |
| Arya et al. | Power quality improvement in isolated distributed power generating system using DSTATCOM | |
| da Silva et al. | A digital PLL scheme for three-phase system using modified synchronous reference frame | |
| Busarello et al. | Passive filter aided by shunt compensators based on the conservative power theory | |
| Zhang et al. | Analysis and implementation of phase synchronization control strategies for BCM interleaved flyback microinverters | |
| Meshram et al. | Performance analysis of grid integrated hydro and solar based hybrid systems | |
| Yang et al. | An adaptive carrier frequency optimization method for harmonic energy unbalance minimization in a cascaded H-bridge-based active power filter | |
| Meyer et al. | Design of LCL filters in consideration of parameter variations for grid-connected converters | |
| Romero-Cadaval et al. | Power injection system for grid-connected photovoltaic generation systems based on two collaborative voltage source inverters | |
| Li et al. | Distributed generation grid-connected converter testing device based on cascaded H-bridge topology | |
| RU2294044C1 (ru) | Способ защиты потребителей электроэнергии от воздействия высших гармонических составляющих | |
| Neto et al. | Optimized 12-pulse rectifier with generalized delta connection autotransformer and isolated SEPIC converters for sinusoidal input line current imposition | |
| Dai et al. | A novel method for voltage support control under unbalanced grid faults and grid harmonic voltage disturbances | |
| Benyamina et al. | An augmented state observer-based sensorless control of grid-connected inverters under grid faults | |
| Alhamrouni et al. | Modeling of Micro-grid with the consideration of total harmonic distortion analysis | |
| RU2289876C1 (ru) | Способ защиты потребителей электроэнергии от воздействия высших гармонических составляющих | |
| Ali et al. | Photovoltaic reactive power compensation scheme: An investigation for the Cyprus distribution grid | |
| Guenter et al. | DC-link voltage dynamics of three-level four-wire grid-connected converters during harmonics injection operations | |
| RU2400917C1 (ru) | Компенсированная система электроснабжения разночастотных потребителей электрической энергии | |
| Abinaya et al. | Harmonic compensation as ancillary service in PV inverter based residential distribution system | |
| Hamad et al. | Grid connected high power medium voltage wind energy conversion system with reduced line harmonics | |
| Fioretto et al. | Design criteria for AC link reactors in active front end converters for renewable energy applications in smart grids | |
| Kalla | Minor component analysis based anti-hebbian neural network scheme of decoupled voltage and frequency controller (DVFC) for nanohydro system | |
| Priya | Utilization of Arduino Control in Mitigating the Hybrid Harmonics of DC/AC Inverter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070825 |