Низкочастотные кондуктивные ЭМ помехи

Гармоники, интергармоники напряжения электропитания

Гармоники напряжения или тока. Основным видом помех являются гармоники напряжения или тока, кратные основной частоте, на которую спроектирована система электроснабжения. Основной причиной появления гармонических помех является оборудование с нелинейной вольтамперной характеристикой. Такое оборудование может рассматриваться как источник гармоник тока [2.2]. Гармоника тока вызывает гармоническое падение напряжения на полном сопротивлении сети. В действительности гармоники тока от различных источников складываются геометрически. Из-за влияния емкостных нагрузок (например, конденсаторов, улучшающих коэффициент мощности) и емкостной проводимости кабелей в сети может возникнуть последовательный и параллельный резонанс и вызвать увеличение гармоник напряжения даже в точках, удаленных от искажающей нагрузки.

Оборудование для производства, передачи и распределения электроэнергии генерирует незначительные гармоники. Источниками больших значений гармоник тока являются нагрузочные устройства.

Значительные токи гармоник генерируют следующие источники:

  • - Оборудование с фазовым управлением и большой мощностью.
  • - Неуправляемые выпрямители, особенно со сглаженными конден-саторами. Генерируемые ими гармоники совпадают по фазе, поэтому гармоники от разных выпрямителей складываются друг с другом, приводя к увеличению их общего уровня.
  • - Генерирующее, передающее и распределяющее оборудование. Эта группа оборудования включает генераторы, трансформаторы, статические компенсаторы, преобразователи частоты и т.п. Вращающиеся машины представляют собой источники незначительных гармоник, так как правильным подбором количества пазов на полюс, шага обмотки и других параметров машины можно получить кривую почти синусоидальной формы. Несим-метрия напряжений, подводимых к машине, может вызвать генерацию третьей гармоники и гармоник более высоких порядков. Гармоники от трансформаторов вызваны насыщением стали магнитопровода, происходящим из-за повышения напряжения на трансформаторе.
  • - Силовые нагрузочные устройства. Сюда можно отнести: силовые преобразователи (выпрямители), сварочные установки, электронное силовое оборудование и т.д.

Порядок канонических гармоник преобразователей вычисляют по формуле п pm 1, где р - пульсность преобразователя; т - целое число (1,2,3,...).

При асимметрии углов управления, несимметрии питающего напряжения появляются неканонические гармоники. Амплитуда гармоник тока зависит от индуктивного падения напряжения, обусловленного индуктивностью цепи и углом управления.

Амплитуда п -й гармоники тока в линии, питающей выпрями-

1,2

тель, вычисляют по формуле 1п /, / п 5 / п , справедливой для 5 п 31.

Отрицательное воздействие гармоник состоит в неправильном действии регулируемых устройств; в нарушении функционирования систем передачи сигналов по силовым линиям, системам сигнализации, защитных реле и других средств управления; в дополнительных потерях в конденсаторах и вращающихся машинах; в появлении помех в телефонной связи.

Мгновенное воздействие проявляется в виде неправильного срабатывания устройств или ухудшения их характеристик из-за смещения точки перехода кривой напряжения через нуль. Регулирующие устройства, электронное оборудование и компьютеры особенно чувствительны к таким воздействиям. Высокие амплитуды гармоник могут вызвать неправильное срабатывание приемных устройств систем передачи сигналов по силовым линиям.

Длительное воздействие проявляется в виде дополнительного нагрева оборудования, приводящего к сокращению сроков службы и повреждению конденсаторов, вращающихся машин и других устройств.

Интергармоники. Между гармониками напряжения или тока могут присутствовать частоты, не кратные основной частоте сети. Они могут быть в виде дискретных частот или широкополосного спектра.

Источники интергармоник могут находиться в электрических сетях низкого, среднего или высокого напряжений. Интергармоники, генерируемые источниками низкого напряжения, в основном воздействуют на устройства ближнего окружения; интергармоники, созданные в сетях среднего и высокого напряжения, распространяются в питающиеся от них сети низкого напряжения.

Основными источниками интергармоник являются статические преобразователи частоты, непосредственные преобразователи частоты, подсин-хронные вентильные каскады, асинхронные машины, сварочные аппараты и др.

Воздействие интергармоник может приводить к нарушениям работы устройств, принимающих сигналы, передаваемые по силовым линиям. На дискретных частотах, близких к основной, интергармоники могут привести к фликеру. Это обусловлено тем, что данные частоты могут вызвать амплитудную модуляцию основной частоты тока, которая будет особенно ощутимой при частоте модуляции, близкой к 10 Гц.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >