RU2782047C1 - Способ выявления источника высших гармоник - Google Patents
Способ выявления источника высших гармоник Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782047C1 RU2782047C1 RU2022110896A RU2022110896A RU2782047C1 RU 2782047 C1 RU2782047 C1 RU 2782047C1 RU 2022110896 A RU2022110896 A RU 2022110896A RU 2022110896 A RU2022110896 A RU 2022110896A RU 2782047 C1 RU2782047 C1 RU 2782047C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- harmonic
- current
- source
- load
- distorting
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к анализу спектра напряжения для выявления источника высших напряжений. Способ выявления источника высших гармоник заключается в том, что к фильтру, подключенному в контрольной точке сети параллельно нагрузке и настроенному в последовательный резонанс на частоту исследуемой гармоники, подключают блок измерения напряжения гармоники, к вторичной обмотке трансформатора тока, контролирующего ток сети, подключают второй фильтр, настроенный на частоту исследуемой гармоники, последовательно со вторым фильтром подключают блок измерения тока гармоники. Затем по измеренным значениям тока и напряжения контролируемой гармоники определяют величины полного сопротивления участка цепи между точкой проведения измерений и точкой включения искажающей нагрузки и по результатам полного сопротивления рассчитывают расстояние между точкой проведения измерений и точкой включения искажающей нагрузки. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей способа выявления источника высших гармоник. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к способам оценки качества электроэнергии, и может быть использовано в электрических сетях и системах электроснабжения для определения места нахождения источников высших гармоник.
Известен способ выявления и оценки искажающей нагрузки в сети переменного тока (патент РФ №2206099, опубл. 10.06.2003). Принцип действия данного способа состоит в определении места подключения искажающей нагрузки к фидерной линии путем определения знака и величины активной мощности высших гармоник. Для упрощения анализа отыскание мощности высших гармоник предлагается заменить измерением составляющей активной мощности основной гармоники идеального симметричного вентиля, предполагаемое введение которого могло бы привести к существующей величине и форме напряжения и тока в контрольной точке сети. Для оценки полной мощности высших гармоник искажающей нагрузки указанную мощность первой гармоники вентиля умножают на коэффициент пропорциональности, зависящий от величин активных сопротивлений участков сети с различных сторон от точки подключения указанной нагрузки.
К недостаткам данного способа следует отнести необходимость в перерыве электроснабжения на время включения в сеть вентиля, а также необходимость определения коэффициентов пропорциональности для оценки мощности искажений, вносимых с различных сторон от места измерения для оценки полной мощности высших гармоник.
Наиболее близким к изобретению по использованию, технической сущности и достигаемому техническому результату является способ выявления и оценки искажающей нагрузки в сети переменного тока (патент
РФ №2573706, опубл. 27.01.2016). Способ выявления источника высших гармоник заключается в определении местоположения источника искажения в электрической сети переменного тока, которая содержит искажающие нагрузки, источник сетевого напряжения синусоидальной формы, питающую линию с конечной величиной внутреннего активного и реактивного сопротивления и подключенными в параллель потребителями электроэнергии, часть которых относится к категории искажающих нагрузок с несинусоидальной формой тока на сетевом входе. При этом для анализа источника высших гармоник в контрольной точке сети параллельно нагрузке подключают фильтр, настроенный в последовательный резонанс на частоту исследуемой гармоники. Далее снимают зависимость тока исследуемой гармоники системы IS от активного сопротивления фильтра RФ, по анализу зависимости тока системы на высшей гармонике от активного сопротивления фильтра определяют местонахождение источника нелинейных искажений.
Недостатком данного способа является то, что он может быть использован в системах электроснабжения промышленных предприятий только с неизменной нагрузкой, что значительно снижает область применения данного способа.
Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей способа выявления источника высших гармоник – применения его в системах электроснабжения как с неизменной, так и с постоянной нагрузками.
Задача достигается определением местоположения источника искажения в электрической сети переменного тока, содержащей искажающие нагрузки, источник сетевого напряжения синусоидальной формы, питающую линию с конечной величиной внутреннего активного и реактивного сопротивления и подключенными в параллель потребителями электроэнергии, часть которых относится к категории искажающих нагрузок с несинусоидальной формой тока на сетевом входе, при этом для анализа источника высших гармоник к фильтру, подключенному в контрольной точке сети параллельно нагрузке и настроенному в последовательный резонанс на частоту исследуемой гармоники, подключают блок измерения напряжения гармоники, к вторичной обмотке трансформатора тока, контролирующего ток сети, подключают второй фильтр, настроенный на частоту исследуемой гармоники, последовательно со вторым фильтром подключают блок измерения тока гармоники, затем по измеренным значениям тока и напряжения контролируемой гармоники определяют величины полного сопротивления участка цепи между точкой проведения измерений и точкой включения искажающей нагрузки и по результатам полного сопротивления рассчитывают расстояние между точкой проведения измерений и точкой включения искажающей нагрузки.
Предлагаемый способ поясняется схемой, представленной на фиг. 1, где
показана схема замещения электрической сети, включающей в себя источник напряжения, питающую линию с конечной величиной внутреннего активного и реактивного сопротивления и подключенными в параллель потребителями электроэнергии, часть которых относится к категории искажающих нагрузок с несинусоидальной формой тока на сетевом входе, на фиг. 1: Uс – источник напряжения, RS, XS – активное и реактивное сопротивление системы (внутреннее сопротивление источника и питающей линии), RH1, XH1 – параметры нагрузки, не создающей высшие гармоники тока и напряжения, RH2, XH2 – параметры искажающей нагрузки, то есть нагрузки, создающей высшие гармоники тока и напряжения, XC1, XC2, XL1, XL2, RФ, – параметры фильтрокомпенсирующего устройства, ТА – трансформатор тока, 1 – блок измерения напряжения гармоники, 2 – блок измерения тока гармоники. Схему электроснабжения представляют в виде, показанном на фиг. 1. Далее в схему электрической сети вводится подключенный последовательно ко вторичной обмотке трансформатора тока ТА, блок измерения тока гармоники 2 с параметрами XC2, XL2, подключенный к исследуемой сети через фильтр напряжения с параметрами XC1, XL1. Фильтры тока и напряжения перед началом измерений настраиваются на частоту исследуемой гармоники.
Работа данной схемы осуществляется следующим образом. Потребители электроэнергии, представленные в схеме элементами RH1, XH1 (неискажающая нагрузка) и элементами RH2, XH2 (искажающая нагрузка), подключены к источнику электроэнергии Uс линией электропередачи. Для упрощения схемы внутренние активные и индуктивные сопротивления источника электроснабжения объединены в элементы RS, XS, последовательно подключенные с источником электроэнергии Uс.
При подключении нагрузок RH1, XH1 и RH2, XH2 к источнику электроснабжения в схеме, в том числе и через трансформатор тока TA, протекает ток Is. Этот ток содержит как основную частоту (50 Гц), так и высшие гармоники, создаваемые искажающей нагрузкой RH2, XH2. Ток Is, проходящий через первичную обмотку трансформатора тока, преобразуется и поэтому ток вторичной обмотки данного трансформатора тока также будет содержать основную частоту и высшие гармоники. Так как ко вторичной обмотке трансформатора тока подключен фильтр, содержащий индуктивное и емкостное сопротивление XC2, XL2 и настроенный на частоту исследуемой гармоники, блок измерения тока 2 выполнит в этом случае измерение только тока рассматриваемой гармоники.
Наличие в схеме искажающей нагрузки также приводит к появлению в напряжении электрической сети высших гармоник. Для проведения измерений напряжений гармоник используется блок 1, подключенный к сети также через фильтр, содержащий индуктивное и емкостное сопротивление XC1, XL1 и настроенный на частоту исследуемой гармоники.
В результате применения измерительных блоков тока и напряжения, подключенных через фильтры, одновременно можно получить значения напряжения Uг исследуемой гармоники и тока Iг этой же гармоники. Далее, используя эти значения, рассчитываем величину полного сопротивления Z электрической цепи между точкой включения измерительных устройств и местом нахождения искажающей нагрузкой по следующей формуле:
Z = Uг/Iг. (1)
Зная величину полного сопротивления Z и удельное сопротивление (на единицу длины линии) Z0, определяем расстояние L от точки включения измерительных устройств до искажающей нагрузкой как:
L = Z/Z0. (2)
Достоинством способа выявления источника высших гармоник является простота его реализации, экономичность затрат на устройство для его осуществления, возможность его применения без перерыва в электроснабжении в системах электроснабжения промышленных предприятий, в том числе и с изменяющейся нагрузкой, а также использование на действующих объектах с установленными фильтрокомпенсирующими устройствами.
Claims (1)
- Способ выявления источника высших гармоник, заключающийся в определении местоположения источника искажения в электрической сети переменного тока, содержащей искажающие нагрузки, источник сетевого напряжения синусоидальной формы, питающую линию с конечной величиной внутреннего активного и реактивного сопротивления и подключенными в параллель потребителями электроэнергии, часть которых относится к категории искажающих нагрузок с несинусоидальной формой тока на сетевом входе, при этом для анализа источника высших гармоник к фильтру, подключенному в контрольной точке сети параллельно нагрузке и настроенному в последовательный резонанс на частоту исследуемой гармоники, подключают блок измерения напряжения гармоники, отличающийся тем, что к вторичной обмотке трансформатора тока, контролирующего ток сети, подключают второй фильтр, настроенный на частоту исследуемой гармоники, последовательно со вторым фильтром подключают блок измерения тока гармоники, затем по измеренным значениям тока и напряжения контролируемой гармоники определяют величины полного сопротивления участка цепи между точкой проведения измерений и точкой включения искажающей нагрузки и по результатам полного сопротивления рассчитывают расстояние между точкой проведения измерений и точкой включения искажающей нагрузки.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2782047C1 true RU2782047C1 (ru) | 2022-10-21 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2206099C1 (ru) * | 2001-10-09 | 2003-06-10 | Ульяновский государственный технический университет | Способ выявления и оценки искажающей нагрузки в сети переменного тока |
EP0826972B1 (en) * | 1996-08-28 | 2004-04-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Harmonic measurement system |
RU2573706C2 (ru) * | 2014-03-12 | 2016-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Способ выявления источника высших гармоник |
RU2752765C1 (ru) * | 2020-12-10 | 2021-08-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Способ оценки вклада нелинейных потребителей в искажение напряжения в точке общего присоединения |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0826972B1 (en) * | 1996-08-28 | 2004-04-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Harmonic measurement system |
RU2206099C1 (ru) * | 2001-10-09 | 2003-06-10 | Ульяновский государственный технический университет | Способ выявления и оценки искажающей нагрузки в сети переменного тока |
RU2573706C2 (ru) * | 2014-03-12 | 2016-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Способ выявления источника высших гармоник |
RU2752765C1 (ru) * | 2020-12-10 | 2021-08-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Способ оценки вклада нелинейных потребителей в искажение напряжения в точке общего присоединения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Robert et al. | Guide for assessing the network harmonic impedance | |
CN105675994B (zh) | 一种用于配电网馈线的等效系统谐波阻抗的测量方法 | |
JP2011015504A (ja) | 消弧リアクトルのタップ設定方法及びそのタップ設定装置並びにそのタップ設定プログラム | |
Martin et al. | Unbalance and harmonic distortion assessment in an experimental distribution network | |
Herrera et al. | Harmonic disturbance identification in electrical systems with capacitor banks | |
RU2782047C1 (ru) | Способ выявления источника высших гармоник | |
CA3040716C (en) | Method and apparatus for predicting life cycle of a splice | |
CN103941103B (zh) | 有源电力滤波器中电抗器电感量的测量装置及方法 | |
RU2573706C2 (ru) | Способ выявления источника высших гармоник | |
US20230160933A1 (en) | Method and device for determining the resistive component of the leakage current impedance in the alternating current network | |
Bridgeman et al. | Measurement of harmonic impedance on an LV system utilising power capacitor switching and consequent predictions of capacitor induced harmonic distortion | |
RU2782157C1 (ru) | Способ оценки долевого вклада источников искажений в напряжение питающей сети | |
Albistur et al. | A simple predictive method to estimate flicker | |
JPH08136597A (ja) | 油入変圧器の絶縁診断装置 | |
Tavukcu et al. | Assessment of the performance of frequency domain models based on different reference points for linearization | |
RU2805583C1 (ru) | Способ выявления источников несимметрии в трехфазной электрической сети | |
Herrera et al. | Assessment of harmonic distortion sources in power networks with capacitor banks | |
CN113866579B (zh) | 一种电压互感器感应耐压试验方法和装置 | |
Baptista et al. | A computer tool for harmonic distortion prediction in low voltage power systems | |
Urdea-Marcus et al. | The influence of the network impedance on the non-sinusoidal (harmonic) network current and flicker measurements | |
Renner | Flicker source identification in meshed high voltage grids | |
Lachin et al. | Microprocessor instrumentation and control systems for power generating objects' parameters | |
Herrera et al. | Distortion sources identification in power systems with capacitor banks | |
Panoiu et al. | Simulation of the flicker Phenomenon based on Modeling the Electric Arc | |
HERRERA et al. | CHAPTER TWENTY-THREE IDENTIFICATION OF HARMONIC DISTORTION SOURCES IN POWER NETWORKS |