Оценка влияния активно-емкостного пассивного фильтра на амплитудно-частотные характеристики промышленной системы электроснабжения с нелинейной нагрузкой и конденсаторными установками при резонансных явлениях

Ю. А. Сычев; В. А. Сериков; В. Н. Костин; А. А. Коржев

doi:10.34831/EP.2024.37.84.006

Оценка влияния активно-емкостного пассивного фильтра на амплитудно-частотные характеристики промышленной системы электроснабжения с нелинейной нагрузкой и конденсаторными установками при резонансных явлениях

Ю. А. Сычев, В. А. Сериков, В. Н. Костин, А. А. Коржев

Аннотация

Проведена оценка влияния активно-емкостного пассивного фильтра на амплитудно-частотные характеристики промышленной системы электроснабжения с нелинейной нагрузкой и конденсаторными установками при резонансных явлениях. Рассмотрена типовая промышленная система электроснабжения, для которой оценивается влияние нелинейной нагрузки, являющейся источником гармонического искажения тока и напряжения, на показатели качества электроэнергии. Показано, что при наличии нелинейной нагрузки на стороне 0,4 кВ и резонансных режимов на стороне 10 кВ, возникающих между емкостью конденсаторной установки и индуктивностью питающей сети, показатели качества электроэнергии не соответствуют нормам. Выявлено, что активно-емкостный фильтр влияет на частоту и амплитуду исходного резонанса, обусловленного конденсаторными установками и нелинейной нагрузкой, что позволяет сместить его из области канонических гармоник в область более низких частот. Выявленные закономерности позволяют рационально настроить параметры активно-емкостного фильтра, установленного на выходе активного фильтра, при компенсации высших гармоник в промышленных системах электроснабжения с нелинейной нагрузкой и конденсаторными установками при резонансных режимах.

Ключевые слова

высшие гармоники, качество электроэнергии, несинусоидальные режимы, системы электроснабжения, конденсаторные установки, резонансные режимы, активный фильтр, пассивный активно-емкостный фильтр

Полный текст:

PDF

Литература

Зацепина, В. И. Влияние частотного преобразователя на питающую сеть / В. И. Зацепина, С. В. Довженко, А. А. Шпиганович // Промышленная энергетика. — 2009. — № 4. — С. 52 – 54.

Bulycheva, E. A. Real-time harmonic identification under varying grid conditions / E. A. Bulycheva, S. A. Yanchenko // Serbian Journal of Electrical Engineering. — 2021. — Vol. 18. — № 1. — Pр. 29 – 48.

Lyakhomskii, A. Assessment of the Harmonics Influence on the Power Consumption of an Electric Submersible Pump Installation / A. Lyakhomskii, A. Petrochenkov, A. Romodin, [et al.] // Energies. — 2022. — Vol. 15(7). — P. 2409.

Rashevskaya, M. Assessment of non-stationary harmonic distortion related to adjustable speed induction motor and soft starters / M. Rashevskaya, S. Yanchenko, S. Tsyruk // В сб.: 2018 20th International Symposium on Electrical Apparatus and Technologies, SIELA 2018 — Proceedings. 20. — 2018. — P. 8447097.

Ustinov, D. A. Influence by technological process onto mineral resources sector enterprise power supplies reliability parameters / D. A. Ustinov, S. V. Baburin // International Journal of Applied Engineering Research. — 2016. — Vol. 11, No. 7. — P. 5267 – 5270.

Yanchenko, S. Modeling harmonic amplification effects of modern household devices / S. Yanchenko, A. Kulikov, S. Tsyruk // Electric Power Systems Research. — 2018. — Vol. 163. — P. 28 – 37.

Yanchenko, S. A Simulation tool for accurate and fast assessment of harmonic propagation in modern residential grids / S. Yanchenko, F. B. Costa, K. Strunz // IEEE Transactions on Power Delivery. — 2021. — Vol. 36, No. 4. — P. 2118 – 2128.

Бош, В. И. Резонансные явления от гармонических составляющих в системах электроснабжения / В. И. Бош // Промышленная энергетика. — 2006. — № 7. — С. 41 – 42.

Булычева, Е. А. Роль амплитудно-частотной характеристики сопротивления сети в определении вклада нелинейных электроприемников в несинусоидальность напряжения / Е. А. Булычева, С. А. Янченко // В сб.: Энерго- и ресурсосбережение — XXI век. Материалы XVII международной научно-практической конференции. — 2019. — С. 45 – 50.

Костин, В. Н. Влияние высших гармоник на качество напряжения и на работу конденсаторных батарей в системах электроснабжения с нелинейной нагрузкой / В. Н. Костин, А. В. Кривенко, В. А. Сериков // Известия тульского государственного университета. Технические науки. — 2020. — № 5. — С. 431 – 441.

Костин, В. Н. Компьютерное моделирование режимов работы систем электроснабжения с нелинейной нагрузкой / В. Н. Костин, В. А. Сериков // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. — 2019. — Т. 25. — № 1. — С. 19 – 29.

Костин, В. Н. Моделирование несинусои¬дальных режимов работы систем электроснабжения / В. Н. Костин, А. В. Кривенко, В. А. Сериков // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. — 2019. — № 7. — С. 394 – 405.

Ощепков, В. А. Расчет резонансных режимов систем электроснабжения и разработка мероприятий по фильтрации высших гармоник / В. А. Ощепков, Д. С. Осипов, Д. В. Коваленко, Б. Ю. Киселев // Промышленная энергетика. — 2018. — № 9. — С. 10 – 16.

Abramovich, B. N. Hybrid harmonic compensation device adapted for variable speed drive system / B. N. Abramovich, Y. A. Sychev, R. Y. Zimin // Innovations and Prospects of Development of Mining Machinery and Electrical Engineering — Power Supply of Mining Companies. — 2017. – № 032002.

Abramovich B., Sychev Y., Prokhorova V. The application of modern information technologies for power monitoring and control in conditions of distributed generation / B. Abramovich, Y. Sychev, V. Prokhorova // Conference of Open Innovation Association, FRUCT. 16. «Proceedings of the 16th Conference of Open Innovations Association, FRUCT 2014». — 2014. — С. 3 – 8.

Сычев, Ю. А. Анализ несинусоидальных режимов в системах электроснабжения горных предприятий с нелинейной нагрузкой и конденсаторными установками / Ю. А. Сычев, В. Н. Костин, В. А. Сериков, М. Е. Аладьин // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 1. — С. 159 – 179.

Сычев, Ю. А. Анализ эффективности работы параллельного активного фильтра в промышленной системе электроснабжения с нелинейной нагрузкой и конденсаторными установками при резонансных режимах / Ю. А. Сычев, В. Н. Костин, В. А. Сериков, Р. Ю. Зимин, М. Е. Аладьин // Промышленная энергетика. — 2023. — № 6. — С. 21 – 31.

Дюдяков, А. А. Анализ эффективности работы гибридного фильтра в условиях ухудшенного качества электроэнергии питающей сети / А. А. Дюдяков, С. А. Янченко / В сб.: Фёдоровские чтения — 2022. LII Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием, с элементами научной школы для молодежи. — 2022. — С. 167 – 175.

Воронин, В. А. Выбор оптимальной конфигурации конденсаторных установок для компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения выемочных участков / В. А. Воронин, Ф. С. Непша // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 12. — С. 94 – 108. DOI: 10.25018/0236_ 1493_2022_12_0_94.

Schneider Electric: «Cahiers Techniques» publications Nos. 152, 159, 160, 183. URL: http:// www.schneider-electric.com (дата обращения: 12.10.2023).

Tuomainen, M. «Nokian Capacitors» publications nos. EN-TH03-11/2004, EN-TH04-11/2004, EN-TH05-11/2004, EN-TH06-11/2004. URL: http:// nokiancapacitors.ru (дата обращения: 12.10.2023).

Ляхомский, А. В. Разработка высоковольтного устройства автоматизированного мониторинга качества электрической энергии в подземных сетях угольных шахт / А. В. Ляхомский, Л. А. Плащанский, С. Н. Решетняк, М. Ю. Решетняк // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 7. — С. 207 – 213.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2024.37.84.006