Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2022
Идентификатор DOI: 10.30724/1998-9903-2022-24-4-77-89
Ключевые слова: shunt power correction devices, harmonics, resonance in power systems, установки поперечной емкостной компенсации, гармоники, резонансные режимы в системах электроснабжения
Аннотация: ЦЕЛЬ. Серьезной проблемой конденсаторных установок, используемых в системах электроснабжения для компенсации реактивной мощности, является резонансное усиление гармоник, создаваемых нелинейными нагрузками, а также перенапряжения, возникающие при коммутациях в сети. Для защиты установок от перенапряжений и влияния гармоник последоваПоказать полностьютельно с батареей конденсаторов (БК) включают демпфирующие звенья. В статье рассмотрены установки поперечной емкостной компенсации с демпфирующими звеньями в форме лестничного LC-четырехполюсника. Помимо компенсации реактивной мощности установки осуществляют фильтрацию гармоник и демпфирование переходных процессов, вызванных коммутациями в сети. МЕТОДЫ. Разработана процедура расчета демпфирующих звеньев лестничной структуры для установок поперечной емкостной компенсации, основанная на оптимизации частотной характеристики в пространстве параметров элементов демпфирующего звена. Определены условия, при которых звено обеспечивает демпфирование резонансных режимов, возникающих в параллельном контуре, образованном компенсирующим конденсатором и индуктивностью сети. С помощью предложенной процедуры расчета определены параметры звеньев различного порядка, осуществляющих демпфирование переходных процессов при коммутациях и фильтрацию гармоник, создаваемых нелинейными нагрузками. РЕЗУЛЬТАТЫ. Сравнительный анализ характеристик компенсирующих установок с различными вариантами демпфирующих звеньев показал, что установки с демпфирующими звеньями лестничной структуры эффективно ослабляют тяжелые переходные процессы, возникающие при ко ммутациях в сети, а также обеспечивают фильтрацию гармоник в широком диапазоне частот. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В системах электроснабжения с большой долей нелинейных нагрузок необходимы установки поперечной емкостной компенсации, обеспечивающие демпфирование резонансных режимов и ослабление гармоник, создаваемых нелинейными нагрузками. Эти функции выполняют демпфирующие звенья, включаемые последовательно с батареей конденсаторов. В статье рассмотрены новые варианты демпфирующих звеньев в форме реактивных четырехполюсников, ослабляющих перенапряжения при переходных процессах и уменьшающих гармонические искажения токов и напряжений. THE PURPOSE. Harmonic resonance has become a serious problem of shunt capacitor banks for reactive power and voltage support. Effective solution to damp out the capacitor-caused resonance is the series connection of capacitor bank with harmonic damping network. This paper presents a general design method for shunt capacitive compensating units with damping networks. The damping unit is designed in such a way that it provides harmonic filtering and adequate damping of the transient oscillations. METHODS. The method was developed for designing damping network in the form of ladder LC-two-port. The design is based on minimization of voltage total harmonic distortion (VTHD) in the point of common coupling. Normalized element parameters of the different order damping networks have been determined. RESULTS. Comparative study of transient behavior of shunt capacitive compensating units with damping networks illustrate the effectiveness of the propose structure. It has been observed that there is a significant reduction of transient overvoltage in switching of capacitor bank with damping network. CONCLUSION. This paper presents a new design method for capacitive compensating units with damping networks for industrial power systems with powerful nonlinear loads. The paper illustrates superior performance characteristics of proposed shunt capacitive compensating units by computer simulations.
Журнал: Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики
Выпуск журнала: Т. 24, № 4
Номера страниц: 77-89
ISSN журнала: 19989903
Место издания: Казань
Издатель: Казанский государственный энергетический университет