Sažetak: Ovaj rad predstavlja razvoj i primjenu prijenosnog uređaja za kompenzaciju harmonika negativne-sekvence (NCRT) za tro-fazni četverožični-sustav. Uređaj usvaja naprednu tehnologiju detekcije i kompenzacije harmonika, koja može detektirati i kompenzirati harmonijsku struju u stvarnom vremenu i učinkovito poboljšati kvalitetu električne energije. Izvrsna izvedba uređaja u smanjenju harmonijske struje, poboljšanju faktora snage i smanjenju gubitka snage potvrđena je testovima na terenu i slučajevima primjene. Uređaj ima prednosti prenosivosti, visoke učinkovitosti i pouzdanosti, što je pogodno za različite elektroenergetske sustave i električnu opremu, te je od velikog značaja za poboljšanje stabilnosti i pouzdanosti elektroenergetskih sustava.
Ključne riječi: uređaj za harmonijsku kompenzaciju; otkrivanje-u stvarnom vremenu; poboljšati kvalitetu električne energije
Sadržaj:
2. Načelo tro-fazne četiri-žične reaktivne harmonijske kompenzacije
3. Princip izlazne kompenzacijske struje prijenosnog uređaja za kompenzaciju reaktivnih harmonika
3.1 Glavni strujni krug prijenosnog uređaja za kompenzaciju reaktivnih harmonika
3.2 Regulacija struje negativnog slijeda u elektroenergetskoj mreži
4. Eksperimentalna primjena uređaja
Od 1980-ih, pitanje kvalitete električne energije postupno je privuklo široku pozornost međunarodne zajednice. Električna energija, kao ekonomičan, praktičan, čist, lak-za-kontrolu i konvertibilan oblik energije, poseban je proizvod koji energetski sektor pruža naprednim korisnicima. Međutim, problemi harmonijske i jalove snage postaju sve ozbiljniji. Postojanje harmonika ne samo da smanjuje učinkovitost proizvodnje, prijenosa i iskorištavanja energije, već također uzrokuje pregrijavanje električne opreme, stvaranje vibracija i buke, ubrzava starenje izolacije, skraćuje radni vijek, pa čak i uzrokuje kvar ili izgaranje. Suočeni s tako velikom štetom koju uzrokuju harmonici, moraju se poduzeti mjere za suzbijanje harmonika elektroenergetskog sustava kako bi se osigurao siguran rad elektroenergetskog sustava i pouzdan rad raznih električnih uređaja spojenih na elektroenergetsku mrežu. Posljednjih su godina znanstvenici iz raznih zemalja proveli opsežna istraživanja o harmonijskim pitanjima. Duboko su istražili tehnologiju generiranja, širenja i kontrole harmonika kroz teorijsku analizu, proračun simulacije i eksperimentalno istraživanje. Trenutačno je tehnologija harmonijske kontrole značajno napredovala. Ovaj rad ima za cilj dublje proučavanje problema harmonika i njegove tehnologije upravljanja.
2. Načelo tro-fazne četiri-žične reaktivne harmonijske kompenzacije
Uzmimo za primjer javno transformatorsko područje s kapacitetom transformatora od 315 kVA i kompenzacijskim kapacitetom od 30%.
Raspon ulazne jalove snage pretvarača je -7,5 ~ +7.5kVar, a tro-fazna reaktivna snaga se može neovisno kontrolirati, što može uravnotežiti i kompenzirati struju negativnog slijeda koju stvara neuravnoteženo opterećenje. Ukupni raspon izlazne jalove snage uređaja je -7,5 ~ +97.5kVar, a izlazna struja se kontinuirano i bezstupanjsko podešava unutar tog raspona. Stoga, u usporedbi s metodom kondenzatorske baterije korak{9}}po-korak, uređaj ima visoku točnost upravljanja jalovom snagom i brzu prilagodbu, što može omogućiti sustavu viši faktor snage i stabilniji napon, te može uravnotežiti trofaznu snagu kako bi trofazna struja bila u osnovi konzistentna, dodatno smanjujući gubitke u mreži sustava i poboljšavajući stabilnost napona sustava.
3.Princip izlazne kompenzacijske struje prijenosnog uređaja za kompenzaciju reaktivnih harmonika
3.1 Glavni strujni krug prijenosnog uređaja za kompenzaciju reaktivnih harmonika
Prijenosni uređaj za kompenzaciju harmonika uključuje glavni krug, pogonski krug, strujni krug za praćenje i radni krug s uputama. Glavni krug prihvaća četvero{1}}fazni puni-mosni napon-tip PWM pretvarača; elektrolitički kondenzator se koristi za pohranjivanje istosmjerne strane energije; funkcija filtarskog kondenzatora je filtriranje neravnina na istosmjernoj strani; funkcija dolaznog induktiviteta linije je generiranje kompenzacijske struje razlikom između izlaznog napona PWM pretvarača i napona mreže.
Na temelju TSC kompenzacije jalove snage, RNCT održava jalovu snagu na PCC konstantnom na 0 u većini vremena. Što je kraći interval preklapanja TSC-a, to je bolji učinak kompenzacije jalove snage. Kada je interval preklapanja TSC dug, jalova snaga sustava premašuje raspon kompenzacije RNCT. U ovom trenutku RNCT daje maksimalnu jalovu snagu (-7,5kVar ili +7.5kVar).
3.2 Regulacija struje negativnog slijeda u elektroenergetskoj mreži
Nakon analize, RNCT izlazna struja sadrži samo komponente negativnog slijeda, ali ne i reaktivne komponente pozitivnog slijeda. Nakon instaliranja RNCT-a, sadrži samo aktivne komponente pozitivnog slijeda, ali ne i komponente negativnog slijeda i reaktivne komponente pozitivnog slijeda. Među njima su tro-fazne struje sustava potpuno jednake, a nazivna struja je oko 0,6 A, a maksimalna struja sustava smanjena je za 40%. Ovo pokazuje da se nakon ugradnje RNCT-a struja najveće faze u trofaznom-sustavu može prenijeti na druge dvije faze, čineći tako tro-fazne struje jednakima. Ova tro-metoda balansiranja neuravnotežene struje smanjuje gubitke transformatora i kabela smanjenjem maksimalne struje sustava, odnosno smanjenjem gubitaka u liniji sustava.
4. Eksperimentalna primjena uređaja
Tro-fazni četverožični prijenosni reaktivni harmonički kompenzacijski uređaj je razvijen i testirana je izvedba kompenzacije. Sljedeći podaci predstavljaju učinak filtra aktivne snage koji radi u dva stanja kako bi kompenzirao opterećenje pod istim uvjetima. Prije kompenzacije, struja opterećenja sadrži velik broj komponenata od 2. do 50. harmonika, što uzrokuje ozbiljno izobličenje valnog oblika struje na strani mreže.
