Влияние кондуктивных высокочастотных помех на характеристики и условия функционирования электрооборудования электроэнергетических систем
Вопросам влияния кондуктивных помех на характеристики и условия функционирования электрооборудования электроэнергетических систем посвящено большое количество публикаций [12, 30 – 32, 111, 118, 119 и др.].
Наличие кондуктивных электромагнитных помех, обусловленных несинусоидальностью питающих напряжений и потребляемых токов, вызывает ухудшение технико-экономических показателей функционирования электроэнергетических систем и приводит к возникновению следующих отрицательных факторов: появлению дополнительных потерь мощности в линиях электропитания, трансформаторах, конденсаторах и генераторах; снижению коэффициента мощности в системах; ускоренному старению изоляции электрических машин, аппаратов, кабелей и как следствие, снижению надежности и срока службы электрооборудования; снижению точности электрических измерений; ухудшению работы вычислительных устройств, а также электронных устройств автоматики и защиты; затруднению (невозможности) использования силовых цепей как каналов передачи информации; ухудшению (нарушению) работы различных типов нагрузок, в том числе и тех, которые являются источниками кондуктивных ВЧ помех; ограничению использования конденсаторных батарей из-за перегрузки их высшими гармониками и возникновения резонансных явлений [30, 111, 119].
В зависимости от характера влияния кондуктивных помех на электронное и электротехническое оборудование ЭЭС различают электромагнитную и технологическую оставляющие ущерба [90, 47, 48]. Обе составляющие можно оценить экономически. Электромагнитная составляющая определяется, в основном, изменениями потерь активной мощности и соответствующими изменениями срока службы изоляции электрооборудования. Технологическая составляющая обусловливается влиянием помех на снижение продуктивности технологических установок вплоть до возникновения сбоев и отказов в их работе.
|
|
|
В настоящее время наибольшую актуальность представляют проблемы, связанные с отрицательным влиянием кондуктивных ВЧ помех (гармоник напряжения питающей сети и на входе асинхронных частотно-регулируемых АД) в судовых (автономных) ЭЭС с УВ и ПЧ по схеме НВ – АИН с ШИМ при наличии паразитных параметров [196].
Влияние кондуктивных ВЧ помех на технологическую составляющую ущерба определяется следующими факторами: возникновением дополнительных путей распространения помех не только по проводам, но и через паразитные емкостные и взаимоиндуктивные связи; трудностью создания эффективных средств снижения помех вследствие наличия паразитных емкостей дросселей фильтров.
В [196] отмечено, что в настоящее время одной из существеннейших и не решенных проблем ЭМС судовых установок является проблема борьбы с несимметричными и симметричными ВЧ помехами в диапазоне от десятков кГц до сотен МГц, обусловленными коммутацией силовых транзисторов и тиристоров ПП.
|
|
|
Электромагнитная составляющая ущерба от кондуктивных ВЧ помех определяется, прежде всего, ускорением процесса старения изоляции АД, которое определяется как увеличением диэлектрических потерь на высокой частоте, так и возникновением местных перенапряжений в обмотках двигателей. Анализ данных факторов выполнен в [118, 119]
Причиной преждевременного выхода из строя обмоток АД до сих пор считалось образование частичных разрядов [141]. Другим объяснением этого фактора следует считать значительное возрастание диэлектрических потерь в импульсном режиме, что обусловлено увеличением токов смещения. В [118, 119]показано, что возникающие диэлектрические потери приводят к дополнительному перегреву изоляции, а в результате к усиленному термическому старению и, следовательно, к снижению срока службы асинхронных двигателей питающихся от ПЧ.
Исследования, проведенные в [118, 119] показали, что при прочих равных условиях и возрастании частоты напряжения питающей сети от 50 Гц до 20 кГц диэлектрические потери в асинхронных двигателях возрастают примерно в 4 раза, а срок службы их изоляции снижается до 2 раз.
|
|
|
Местные перенапряжения в обмотках АД вызваны волновыми явлениями на высоких частотах. В [119] показано, что в результате возникновения высоких амплитуд перенапряжений, достигающих значений до 800 В в течении времени, не превышающего 170×10-9 с, электрическая нагрузка обмотки при питании от ПЧ с модулированным напряжением во много раз выше чем при питании от сети. Эти перенапряжения обусловлены тем, что при крутых фронтах импульсов возникают емкостные связи между витками, между катушками и каждой из них с пакетом железа. В [119] по данным измерения установлено, что наибольшая электрическая нагрузка при переходных процессах обусловленных импульсами, имеет место в начальных катушках обмотки. При питании модулированным напряжением с частотой модуляции 6 кГц амплитуды измеренных напряжений на первой катушке в 6,5 раз превышают значения амплитуд, имеющих место при питании синусоидальным напряжением от сети с частотой 50 Гц.
Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 74; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!