Расчет несинусоидальности напряжения

Целью расчета несинусоидальности напряжения является определение K _нс и сравнение его с нормативным согласно ГОСТ 13109-57. Для определения K _нс следует найти U_n отдельных гармоник, для чего необходимо провести расчет электрической цепи с одним или несколькими источниками токов гармоник. Исходные данные для расчета сети: расчетная схема; параметры всех элементов; параметры нагрузок, получающих питание от данной сети; значение мощности короткого замыкания питающей системы.

Если источниками несинусоидальности являются ЭТУ напряжением до 1000 В и мощность их не превышает 20 % мощности питающего трансформатора на ГПП, то расчетную схему можно составлять только до шин напряжением 6 - 10 кВ источника питания. Если же мощность ЭТУ до 1000 В превышает 20 % мощности питающего трансформатора или на предприятии имеются другие источники гармоник, в том числе в сети напряжением 6 - 10 кВ, то расчетная схема должна составляться для всего предприятия.

Рассмотрим порядок расчета спектров напряжения для типовой схемы электроснабжения цеха, когда источниками гармоник являются ЭСУ (рис. 3.23, а). На основании расчетной схемы составляется схема замещения (рис. 3.23, б), при этом источники гармоник представляются как источники тока. Зная параметры элементов сети и нагрузок, можно определять гармонические сопротивления и проводимости отдельных элементов:

· для трансформаторов

; (3.70)

· для статических конденсаторов

; (3.71)

· для группы из n электродвигателей

, (3.72)

где , - средние пусковые сопротивления двигателей; - коэффициент включения;

· для питающей системы напряжением 6 кВ и выше

; (3.73)

· для кабельных линий напряжением 6 и 10 кВ

; (3.74)

· для сетей напряжением до 1000 В

. (3.75)

После определения гармонических сопротивлений и проводимостей отдельных элементов схемы замещения проводится ее свертывание к схеме, приведенной на рис. 3.23, в. Рассчитываются результирующее сопротивление и проводимость для ветви с последовательными сопротивлениями:

, (3.76)

. (3.77)

Рис. 3.23. Схема электроснабжения (а) и схемы ее замещения (б, в)

при расчете спектров напряжения

Суммируя комплексные проводимости всех параллельных ветвей по n -й гармонике, получаем

. (3.78)

Спектральный состав напряжения на шинах напряжением 0,4 кВ подстанции определяется по формуле

. (3.79)

Коэффициент несинусоидальности напряжения, %,

, (3.80)

где 1,1 - коэффициент запаса, учитывающий неучет четных гармоник и гармоник (n + 1)-го порядка.

Расчет следует проводить для следующих номеров гармоник: 3, 5, 7-й для сварочных машин и дуговых печей; 5, 7, 11, 13-й для ЭТУ с выпрямителями по шестифазной схеме; 11, 13, 23, 25-й для ЭТУ с выпрямителями по двенадцатифазной схеме; 23, 25, 47, 49-й для ЭТУ по двадцатичетырехфазной схеме.

Максимальные значения К_U в сетях выше 1000 В определяются по упрощенным выражениям, %:

1) для одиночного преобразователя:

при шестифазной схеме выпрямления

; (3.81)