Совершенствование методов компенсации высших гармоник в электрических сетях 0,4-10 кВ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.02, кандидат технических наук Боярская, Наталия Петровна

• Боярская, Наталия Петровна
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Боярская, Наталия Петровна

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

13

В СЕТЯХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 0,4 - 10 кВ

1.1. Несинусоидальные режимы в сетях 0,4 - ЮкВ

1.2. Влияние высших гармоник на эффективность электроснабжения

1.3. Источники высших гармоник в электрических сетях

1.4. Анализ качества напряжений и токов в сетях электроснабжения предприятий АПК (на примере ряда хозяйств центральных районов 27 Красноярского края)

1.5. Выводы по главе 1

2. СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ УСТАНОВИВШИХСЯ НЕСИНУСОИДАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 35 0,4- ЮкВ

2.1.Гармонический анализ цепей с вентильными преобразователями

2.2 Модели коммутируемых устройств

2.3. Анализ спектрального состава токов и напряжений в сетях с

38

вентильными преобразователями

2.4. Анализ цепей с вентильными преобразователями

2.5. Модели вентильных преобразователей для гармонических ^ составляющих токов и напряжений

2.6. Энергетические соотношения при несинусоидальных режимах

2.7. Выводы по главе 2

3. СИНТЕЗ ПАССИВНЫХ ФИЛЬТРОКОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ

3.1. Общие свойства пассивных фильтрокомпенсирующих устройств

3.2. Процедура синтеза пассивных фильтрокомпенсирующих ^ устройств

3.3. Расчет пассивных фильтрокомпенсирующих устройств для линий ^ электроснабжения 0,4-10 кВ

3.4. Компенсация высших гармоник в сетях с осветительной ^ нагрузкой

3.5.Практические рекомендации по расчету и проектированию

88

пассивных фильтрокомпенсирующих устройств

3.6. Выводы по главе 3

4. АДАПТИВНЫЕ АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СЕТЯХ 0,4-10 кВ

4.1. Общая характеристика активных фильтров гармоник

4.2. Классификация активных фильтрокомпенсирующих устройств

4.3. Алгоритмы формирования управляющих сигналов для силовой

99

части активных фильтрокомпенсирующих устройств

4.4. Адаптивный алгоритм управления характеристиками активных фильтрокомпенсирующих устройств

4.5. Анализ характеристик режекторного цифрового фильтра, используемого в системе формирования управляющего сигнала

4.6. Методика экспериментальных исследований предложенного ^ алгоритма

4.6.1. Описание экспериментальной установки

4.6.2. Эксперименты и расчеты

4.7. Выводы по главе 4

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование методов компенсации высших гармоник в электрических сетях 0,4-10 кВ»

Введение

Одной из наиболее актуальных проблем современного электроснабжения является повышение качества электроэнергии. Термин «качество электроэнергии» стал одним из ключевых в электроэнергетике. В стандарте IEEE 1159 [35,85] термин «обеспечение качества электроэнергии» определяется как «концепция конструирования цепей питания и заземления в чувствительном оборудовании так, как это подходит для работы этого оборудования и совместимо с используемой системой питания и другим соединенным с ней оборудованием». В работе [53] качество электрической энергии определяется как «совокупность ее свойств, определяющих воздействие на электрооборудование, приборы и аппараты и оцениваемых показателями качества электроэнергии».

В большинстве промышленно развитых стран разработаны стандарты, технические регламенты и технологические правила, регламентирующие основные параметры, характеризующие качество электроэнергии, а также методы измерения и контроля этих параметров. В России и странах СНГ нормы качества электроэнергии в системах электроснабжения регламентируются ГОСТ 13109-97 [55].

Одной из главных причин ухудшения качества электроэнергии в распределительных сетях является увеличение числа потребителей с нелинейными вольт-амперными характеристиками, создающих при своей работе токи несинусоидальной формы. Такими устройствами являются импульсные источники питания, приводы электродвигателей с регулируемой скоростью вращения, дуговые сталеплавильные печи, пускорегулирующие аппараты для электролюминесцентных ламп и т.п. Токи и напряжения несинусоидальной формы можно представить в виде суммы гармоник, частоты которых кратны основной частоте питающей сети.

Для ограничения последствий ухудшения качества электрической энергии, вызванных несинусоидальностью токов и напряжений, необходимо

проведение комплекса организационных и технических мероприятий, включающих раздельное питание мощных нелинейных нагрузок, увеличение числа фаз в выпрямительных устройствах и т.д. Однако наибольший эффект дает использование специальных компенсирующих устройств - активных и пассивных фильтров гармоник. Пассивный фильтр гармоник (далее по тексту - ПФГ) представляет собой параллельное соединение колебательных контуров, настроенных на частоты отдельных гармоник. Установка таких фильтров вблизи нелинейной нагрузки обеспечивает замыкание на землю токов высших гармоник через соответствующий колебательный контур. Благодаря своей простоте и экономичности пассивные фильтры гармоник являются основным видом фильтрокомпенсирующих устройств. Недостаток пассивных фильтров заключается в возникновении резонанса токов в параллельном колебательном контуре, образуемом фильтром и индуктивностью питающей сети. Это может привести к усилению гармоники, частота которой близка к частоте параллельного резонанса системы фильтр-питающая сеть.

В последнее время значительный интерес проявляется к активным фильтрам гармоник (далее по тексту - АФГ) [45-47,52-64 ]. Такой фильтр представляет собой коммутируемое устройство, которое может выполнять одновременно несколько функций: подавление высших гармоник, коррекцию коэффициента мощности, снижение фликкера. В качестве коммутируемых элементов в активных фильтрах используются преимущественно мощные МОП-транзисторы или биполярные транзисторы с изолированным затвором (ЮВТ). Недостатком АФГ является, прежде всего, их высокая стоимость. Значительный прогресс, достигнутый в последние годы в совершенствовании характеристик силовых полупроводниковых приборов, делает в ряде случаев активные фильтры гармоник конкурентоспособными с их пассивными аналогами. АФГ - это новые и значительно более сложные устройства, чем пассивные фильтры. Многие вопросы теории и практики применения этих устройств в электрических сетях еще не решены.

Проблеме компенсации высших гармоник посвящены работы отечественных и зарубежных специалистов: Агунова А. В., Агунова М. В., Акаги X., Веникова В. А., Диксона Дж., Жежеленко И. В., Лабунцова В. А., Поссе А. В., Пенга Ф., Розанова Ю. К., Шидловского А. К., Чарнецки Л., Эмманюэля А. и других. Однако в большинстве работ рассматривается влияние на качество электроэнергии только крупных промышленных потребителей. Дополнительным фактором, способствующим ухудшению качества электроэнергии, является развитие энергосберегающих технологий, использование возобновляемых источников энергии и быстрое распространение компьютерной и офисной техники, что приводит к появлению многочисленных распределенных нелинейных нагрузок небольшой мощности, характеристики которых могут быстро изменяться.

Основными фильтрокомпенсирующими устройствами в настоящее время являются пассивные фильтры гармоник (ПФГ). Недостаток пассивных фильтров заключается в возможности возникновения резонанса токов в параллельном колебательном контуре, образуемом фильтром и индуктивностью питающей сети, на частотах, близких к частотам высших гармоник. Поэтому при проектировании таких устройств очень важно контролировать частотную характеристику системы фильтр - питающая сеть во всем диапазоне частот. Однако большинство существующих методов проектирования позволяет контролировать частотные характеристики фильтров только на частотах резонансов параллельных ветвей.

Сказанное требует дальнейшего развития методов анализа несинусоидальных режимов и оптимального проектирования пассивных и активных фильтрокомпенсирующих устройств для низковольтных электрических сетей, развития адаптивных алгоритмов управления такими устройствами.

Цель работы - улучшение качества электроэнергии в сетях электроснабжения 0,4 - 10 кВ за счет совершенствования методов и средств компенсации высших гармоник.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи исследования:

1. Проанализировать гармонический состав токов и напряжений в сетях электроснабжения 0,4-10 кВ (на примере ряда хозяйств агропромышленного комплекса Красноярского края).

2. Разработать метод анализа установившихся несинусоидальных режимов в сетях с вентильными преобразователями.

3. Разработать методы проектирования пассивных фильтрокомпенсирующих устройств на основе общей теории синтеза реактивных четырехполюсников.

4. Исследовать и развить адаптивные методы формирования управляющих сигналов для активных фильтрокомпенсирующих устройств.

Объект исследования.

Распределительные сети напряжением 0,4-10 кВ.

Предмет исследования.

Качество электроэнергии в распределительных электрических сетях 0,4-10 кВ и методы компенсации высокочастотных гармонических составляющих.

Методы исследований.

Для решения поставленных задач использованы основные положения теоретической электротехники, аппарат современных методов анализа и синтеза электрических цепей, элементы матричной алгебры, математического анализа, методы спектрального анализа. Теоретические решения сочетались с экспериментальными исследованиями на основе имитационного моделирования, а также проверкой результатов с помощью современного программного обеспечения (пакеты MatLab, PSpice, среда визуального программирования Lab View).

Научная новизна:

1. Предложен метод анализа установившихся несинусоидальных режимов в сетях с вентильными преобразователями, основанный на спектральном

представлении переменных и законов управления коммутируемыми элементами.

2. Разработан метод расчета пассивных фильтрокомпенсирующих устройств (ПФКУ), основанный на представлении фильтра в виде реактивного четырехполюсника, нагруженного на сопротивление питающей сети. Это позволяет использовать для проектирования ПФКУ хорошо разработанные методы синтеза пассивных цепей.

3. Предложен адаптивный метод управления характеристиками активных фильтрокомпенсирующих устройств, использующий алгоритмы цифровой обработки сигналов.

Практическая значимость проведенных исследований заключается в следующем:

1. На основе предложенного метода анализа установившихся несинусоидальных режимов в сетях с вентильными преобразователями разработано программное обеспечение для расчета гармонического состава токов и напряжений.

2. На основе предложенного метода синтеза пассивных фильтров гармоник разработана инженерная методика проектирования пассивных фильтрокомпенсирующих устройств.

3. С помощью разработанной методики спроектированы пассивные фильтры для компенсации высших гармоник в сетях с осветительной нагрузкой. Выполнены расчеты пассивных фильтрокомпенсирующих устройств для типовых нелинейных нагрузок. Разработаны практические рекомендации по реализации систем компенсации высших гармоник.

4. Предлагаемый метод формирования управляющих сигналов для активных фильтрокомпенсирующих устройств не требует предварительной настройки АФКУ на спектр сетевых частот. Его характеристики могут изменяться в режиме реального времени при изменении спектров несинусоидальных напряжений и токов.

Достоверность полученных научных положений подтверждается их сравнением с результатами, полученными при моделировании и расчете с помощью апробированного программного обеспечения, результатами экспериментальных исследований, а также результатами, полученными другими авторами.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Процедура синтеза пассивных фильтров гармоник, позволяющая контролировать частоты параллельных резонансов системы фильтр-питающая сеть, что дает возможность исключить резонансное усиление гармоник.

2. Адаптивный метод управления характеристиками активных фильтрокомпенсирующих устройств, основанный на использовании алгоритмов цифровой обработки сигналов, не требует предварительной настройки фильтра на спектр сетевых частот. Характеристики фильтра могут изменяться в режиме реального времени при изменении спектров несинусоидальных напряжений и токов.

3. Метод анализа установившихся несинусоидальных режимов в сетях с вентильными преобразователями, который позволяет определить гармонический состав напряжений и токов без проведения анализа во временной области.

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и 4-х приложений.

В первой главе выполнен аналитический обзор научно-технической литературы по предмету исследования. Проанализировано влияние несинусоидальных режимов на эффективность работы электрооборудования. Проведен анализ основных видов нелинейных нагрузок, вызывающих искажение напряжений и токов. Приведены некоторые результаты обследования качества электроэнергии предприятий агропромышленного комплекса (АПК) (на примере ряда хозяйств центральных районов Красноярского края).

Результаты обследования и выполненных измерений на предприятиях АПК и в жилом секторе приведены в Приложении 1.

Вторая глава посвящена разработке метода анализа установившихся несинусоидальных режимов в сетях с вентильными преобразователями, являющимися наиболее распространенным видом нелинейных нагрузок. Проведен обзор алгоритмического и программного обеспечения, используемого для анализа несинусоидальных режимов. Алгоритм разработанного метода реализован в среде MatLab (Приложение 2). Разработанное программное обеспечение позволит автоматизировать алгоритмы расчета. На программу расчета установившихся несинусоидальных режимов получено свидетельство о государственной регистрации [6].

В главе также проведен сравнительный анализ критериев, характеризующих энергетические соотношения в установившемся несинусоидальном режиме. В качестве критерия, определяющего эффективность фильтрокомпенсирующих устройств, предложено использовать коэффициент мощности, определяемый выражением

X « cos ф— cos ф] , ^ =.

Vi+{kruf+(krIf

В третьей главе проведен сравнительный анализ структур пассивных фильтров гармоник, используемых для компенсации несинусоидальных режимов. Предложен новый метод проектирования пассивных фильтрокомпенсирующих устройств, основанный на представлении фильтра реактивным четырехполюсником, нагруженным на сопротивление сети. На основе предложенного метода разработана инженерная методика проектирования пассивных фильтрокомпенсирующих устройств. Рассмотрены вопросы компенсации высших гармоник в сетях электроснабжения 0,4 - 10 кВ.

В четвертой главе проведена классификация и выполнен сравнительный анализ основных видов активных фильтрокомпенсирующих

устройств. Рассмотрен адаптивный метод формирования управляющих сигналов для силовой части активных фильтрокомпенсирующих устройств (АФКУ), основанный на использовании методов цифровой обработки сигналов.

В Приложении 1 приведены результаты измерений параметров качества электроэнергии в сетях электроснабжения ряда предприятий АПК центральных районов Красноярского края.

Приложение 2 содержит описание программного обеспечения, разработанного на основе предложенного алгоритма метода анализа установившихся несинусоидальных режимов в сетях с вентильными преобразователями.

В Приложении 3 приводятся акты о внедрении результатов диссертационной работы.

В Приложении 4 выполнен расчет экономической эффективности установки фильтрокомпенсирующих устройств на птицефабрике. Дается расчет срока окупаемости установок ФКУ.

Результаты проведенных исследований опубликованы в статьях [8-11, 13,14,17], докладывались на международных [12,15„16,20,21,22], республиканских и региональных симпозиумах и конференциях.

Научные и практические результаты диссертации, положения, выносимые на защиту, разработаны и получены автором лично. Разработка и реализация общей научной идеи выполнена при участии научного руководителя.

1. АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ КАЧЕСТВА

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СЕТЯХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 0,4-10 кВ

1.1. Несинусоидальные режимы в сетях 0,4 -ЮкВ

Для исследования процессов в электрических цепях с несинусоидальными напряжениями и токами эти величины разлагают на сумму синусоидальных составляющих, называемых гармониками.

Известно, что если периодическая несинусоидальная функция отвечает условиям Дирихле, она может быть представлена гармоническим рядом Фурье. Ряд Фурье в тригонометрической форме имеет вид

а со 2 п=1

Здесь бо= (2я/Т) - угловая частота первой гармоники. Коэффициенты ап и Ьп вычисляются по формулам

2 172

ап=— (1.2)

Т -Т/2

2 Т/2

Ьп=— | /. (1.3)

Т -Т/2

В формуле (1.1) а0/2 - постоянная составляющая, равная среднему значению функции /(?) за период.

Объединение синуса и косинуса одной частоты в выражении (1.1) дает

~ оо

= + (1.4)

2 п=1

Совокупность гармонических составляющих несинусоидальной периодической функции называют дискретным частотным спектром. Совокупность амплитуд гармоник образует амплитудный спектр, а совокупность начальных фаз — фазовый спектр.

Если несинусоидальная периодическая функция выражается формулой (1.4), ее действующее значение равно

В настоящее время в большинстве промышленно развитых стран разработаны и приняты стандарты, определяющие качество и отклонения формы напряжения и тока в сетях. Наиболее известными зарубежными стандартами качества электроэнергии в электрических системах являются: стандарт, определяющий приемлемое качество электроэнергии (IEEE Standard 519-1992), стандарт по измерению возмущений, ухудшающих качество электроэнергии (IEEE Standard 1159) и американский стандарт (ANSI Standard С84-1 (1999) для напряжения 120 В). Этими стандартами определяются пределы гармонических искажений напряжения и тока. В России такую же роль играет ГОСТ 13109-97, который определяет искажения несколько иначе - как нормально допустимые и предельно допустимые. Нормально допустимые должны соблюдаться в течение 95% времени суток, предельно допустимые не более, чем в течение 5% времени суток. Однако, этот стандарт определяет искажения только для напряжения. Начиная с 2001 года в России стали внедряться ГОСТы серии 51315 [57,58], которые имеют много аналогий с европейским стандартам МЭК 61000. Общим для зарубежных и российских стандартов является то, что распределительные сети несут ответственность за поставку синусоидального напряжения и с хорошим качеством потребителям, а потребители, в свою

очередь, отвечают за соблюдение пределов содержания гармонических составляющих в токах, которые потребляют из сети [1,19,32,33,53,55,59,60].

В соответствии с ГОСТ 13109-97, количественной оценкой отклонения формы напряжения от синусоидальной, служит коэффициент искажения синусоидальной формы кривой (коэффициент несинусоидальности), равный отношению действующих значений всех высших гармоник к действующему значению первой гармоники. В зарубежной литературе коэффициент гармоник принято называть THD (total harmonic distortion - суммарное гармоническое искажение). Для тока коэффициент искажения

Для напряжения

кт1 = ■

Ш h

К и =

м

I и*

Ы1

Щ

Здесь к - порядковый номер гармоники, Vк - действующее значение к-й гармоники.

Другой характеристикой несинусоидальности формы кривой служит коэффициент п-й гармонической составляющей

Кп = -^-100%. п 11\

Таким образом, для оценки коэффициентов, определяющих несинусоидальность периодических кривых, необходимо знать спектральный состав несинусоидальных токов и напряжений. При расчете гармонического состава кривых напряжений и токов удобно учитывать не частоту гармоники

в герцах, а ее порядок - кратность по отношению к частоте основной гармоники.

1.2. Влияние высших гармоник на эффективность работы электрооборудования

Значительная часть современного электрооборудования чувствительна к ухудшению качества электроэнергии. Высшие гармоники напряжения и тока, оказывают неблагоприятное влияние на эффективность работы электрооборудования, создавая дополнительные потери, сокращая срок службы изоляции, повышая вероятность аварий в кабельных сетях, вызывая сбои в работе устройств релейной защиты и автоматики.

Основные причины, вызывающие повышенный интерес к проблеме повышения уровня гармоник в электрических сетях [3,19,20,26,35,53].

1. Трансформаторы. Наличие гармоник высокого порядка вызывает дополнительный нагрев обмоток и увеличение потерь в сердечниках от вихревых токов.

2. Электродвигатели. Высокий уровень содержания гармоник может привести к увеличению вибрации и перегреву обмоток, вызывающему ускоренное старение изоляции.

3. Компенсирующие конденсаторы. Присутствие в сетевом напряжении гармоник высоких порядков может привести к значительному повышению потерь, росту токов, при которых работают компенсирующие конденсаторы, и, соответственно, к ускоренному старению изоляции и выходу конденсаторов из строя. Практика работы промышленных предприятий свидетельствует о том, что батареи конденсаторов, работающие при несинусоидальных режимах, часто выходят из строя в результате вспучивания или взрывов.

4. Персональные компьютеры и измерительные устройства. Несинусоидальная форма токов и напряжений может повлиять на точность измерений и вызвать сбои в работе компьютеров [20,87].

5. Резонансные явления. Наличие гармоник высоких порядков создает опасность возникновения параллельного резонанса между компенсирующими конденсаторами и линией электроснабжения.

6. Устройства релейной защиты. Высшие гармоники оказывают существенное влияние на работу дистанционных защит, принцип действия которых основан на измерении сопротивления линии [3]. Влияние высших гармоник на характеристики устройств релейной защиты исследовано в работах [3,80,84,88,102]. Результаты экспериментов, приведенные в этих работах, показывают, что наличие высших гармоник в сети искажает характеристики максимальной токовой защиты, могут привести к ложным срабатываниям устройств, в которых используются фильтры токов обратной последовательности. Наличие высших гармоник напряжения может привести к замедлению срабатывания реле частоты.

7. Высшие гармоники тока и напряжения влияют на показания электроизмерительных приборов. Существенное значение имеет увеличение погрешностей индукционных счетчиков. При несинусоидальных режимах значение погрешностей может достигать 10%.¡5 6-7

Помимо перечисленных причин, искажение формы кривых напряжений и токов приводит к дополнительным капитальным затратам на установку компенсирующих устройств, отрицательно влияет на качество производимой продукции.

Несинусоидальные режимы систем электроснабжения приводят к дополнительным потерям электроэнергии. Как отмечается в [30,34,53], потери от высших гармоник при значениях коэффициента несинусоидальности 7 - 15% могут достигать 10 - 12% суммарных потерь

мощности. При меньших значениях коэффициента несинусоидальности дополнительные потери незначительны. В этом случае основной отрицательный экономический эффект связан с капитальными затратами на проектирование и установку фильтрокомпенсирующих устройств.

1.3. Источники высших гармоник в электрических сетях

Отклонение формы кривых напряжений и токов в электрических сетях вызвано наличием потребителей с нелинейными вольтамперными и вебер-амперными характеристиками. Электроприемники с нелинейной ВАХ являются источниками гармоник тока [3,28,29]. Распространение высших гармоник тока по сети вызывает искажения формы кривых напряжений в узлах сети. Особенно заметно это проявляется в линиях большой протяженности, характерных для сельских сетей.

Подробный анализ нелинейных устройств, генерирующих высшие гармоники в электрических сетях, проведен в работах [3,19,76,77,100]. Поскольку различные потребители используют нелинейные нагрузки определенного вида, целесообразно рассмотреть не отдельные нагрузки, а группы потребителей, использующих различные виды нелинейных нагрузок.

Первая группа - промышленные потребители. Основным видом нелинейных нагрузок являются трехфазные асинхронные двигатели с регулируемой скоростью вращения, установки дуговой сварки, а также люминесцентные лампы. В качестве источников питания используются многофазные выпрямители, имеющие большую индуктивность со стороны постоянного напряжения. На стороне переменного тока преобразователь ведет себя как источник тока. Фазные токи можно приближенно представить в виде прямоугольных импульсов, повторяющихся с частотой питающей сети. Гармонический состав потребляемого от сети тока

1п=1х1п, п = кр±\, к = 1,2,....

Здесь 1Х - амплитуда тока основной гармоники, р - число фаз преобразования. Относительные значения токов гармоник (по отношению к

1-й) для многопульсных выпрямителей приведены в табл. 1.1. [28]. В таблице 1.1 п- "пульсность" выпрямителя

Таблица 1.1 Относительные значения токов гармоник

п 5 7 11 13 17 19 23 25

6 0.175 0.11 0.045 0.029 0.015 0.01 0.009 0.008

12 0.021 0.014 0.075 0.059 0.011 0.009 0.015 0.011

Важная особенность многофазных преобразователей заключается в том, что они не генерируют гармоники, кратные трем. Однако такие преобразователи являются источниками гармоник более высоких частот. Значение коэффициента несинусоидальности напряжений на предприятиях с большим количеством многофазных выпрямителей достигает 25-40%[?^/.

Необходимо отметить, что именно промышленные потребители являются основными системами, генерирующими гармоники высших порядков.

Особенностью Восточно-Сибирского региона является наличие крупных предприятий цветной металлургии. Нелинейной нагрузкой таких предприятий являются мощные вентильные преобразователи, оказывающие влияние на гармонический состав напряжений и токов в сетях 110, 35 и 10 кВ. Мощные вентильные преобразователи отрицательно влияют и на примыкающие к ним электрические сети электроснабжения 10-0,4 кВ. Эффект «просачивания» высших гармоник в сети низкого напряжения может наблюдаться на значительном расстоянии от мощных нелинейных нагрузок. Еще одним значительным источником широкого спектра высших гармоник являются тяговые трансформаторные подстанции железной дороги. К ним подключены и сторонние потребители, среди которых значительное число -сельские населенные пункты и предприятия сельского хозяйства.

В точках общего присоединения сетей общего назначения и железнодорожных тяговых подстанций происходит выброс высших

гармонических составляющих, которые изменяют качественные показатели электроэнергии сети. Таким образом, высшие гармоники, генерируемые при движении электровозов, попадают в общую сеть.

Вторая группа - офисные (коммерческие) потребители, учебные заведения, предприятия АПК, использующие в производственном процессе, как его неотъемлемую часть электроосвещение помещений (теплицы, птичники, в меньшей степени - коровники и телятники). Основной нелинейной нагрузкой в них является офисное оборудование (персональные компьютеры, серверы, принтеры, блоки бесперебойного питания и т.п.), использующее однофазные источники питания, люминесцентные лампы с электронным балластом, а также регулируемые электроприводы, используемые в системах кондиционирования и вентиляции. У этой группы потребителей доля нелинейной нагрузки может значительно превышать линейную составляющую. Как правило, источники питания офисного оборудования используют мостовые выпрямители с емкостными сглаживающими фильтрами. У современных выпрямителей напряжение сети подается непосредственно на диодный мост. Выпрямленный ток преобразуется с помощью переключателя в переменный ток высокой частоты, а затем снова выпрямляется. Такие выпрямители вызывают значительные искажения формы потребляемого тока, существенную долю которого составляют компоненты с частотой третьей гармоники. Поскольку токи порядка, кратного 3, во всех фазах тождественны, они суммируются в нейтральном проводе.

К третьей группе потребителей отнесен жилой сектор. Основными нелинейными нагрузками являются импульсные источники питания телевизоров, персональных компьютеров, приборов бытовой техники. Главная особенность этого вида потребителей заключается в том, что большая часть нелинейных нагрузок является однофазной, имеет малую мощность и распределена по сети. Такая нагрузка генерирует токи резко несинусоидальной формы. Как отмечается в работах [77,96], рост

нелинейных нагрузок в жилом секторе является одной из основных причин ухудшения качества электроэнергии. Из-за распределенного характера нелинейной нагрузки установка фильтрокомпенсирующих устройств в таких сетях представляет серьезную техническую проблему и требует значительных капитальных вложений.

В [77] приводится анализ пропорциональности распределения источников гармонических искажений по вышеперечисленным группам потребителей на 2000г и на 2010г. Графическое представление этого анализа показано на рис. 1.1 и рис. 1.2.

□ Промышленность-57%

□ Жилье-19%

□ Коммерческие-24%

Рис. 1.1 - распределение источников гармонических искажений в 2000г.

□ Промышленность-20%

□ Жилье-43%

□ Коммерческие-37%

Рис. 1.2 - распределение источников гармонических искажений в 2010г.

Из диаграмм становится очевидным, что, рост числа однофазных нелинейных нагрузок у коммерческих потребителей и в жилом секторе является существенной причиной ухудшения качества электроэнергии.

Результаты исследования режимов трехфазных четырехпроводных сетей, основной нагрузкой которых являются однофазные выпрямители с емкостными сглаживающими фильтрами и люминесцентные лампы с электронным балластом, приведены в [82,90]. Серьезной проблемой таких систем являются большие уровни токов нейтрального провода даже при симметричной нагрузке. Преобладающими являются составляющие, имеющие частоту третьей гармоники, а они суммируются в нейтральном проводе. Дополнительным фактором, приводящим к еще большему увеличению тока в нейтральном проводе, может быть несимметрия нагрузки. Это приводит к увеличению неконтролируемых потерь и в ряде случаев - к авариям, вызванным перегоранием нейтрального провода. Кроме того, большие уровни токов третьей гармоники приводит к дополнительному нагреву обмоток трансформаторов и повреждению их изоляции.

В [90] отмечено, что включение компенсирующих конденсаторов приводит к увеличению коэффициента мощности и уменьшению фазных токов, имеющих частоту основной гармоники. Однако на величину тока в нейтральном проводе включение конденсаторов практически не влияет. Поскольку нагрузки в жилом секторе в подавляющем большинстве случаев однофазные, ток нейтрального провода может значительно превышать фазные токи даже при симметричной нагрузке. Например, если нагрузкой являются двухполупериодные выпрямители одинаковой мощности,

включенные в каждую фазу, ток в нейтральном проводе в -Уз раз превышает фазные токи. Это приводит к значительным дополнительным потерям. Весьма вероятны перегрев и разрушение нулевых проводников линий вследствие их перегрузки токами третьей гармоники. Ведь для нулевого провода никакими нормативными документами не предусматриваются

аппараты защиты. Для обеспечения надежного электроснабжения в таких сетях требуется увеличение сечения нейтрального проводника.

Следует отметить, что внедрение энергосберегающих технологий стимулирует дальнейший рост доли нелинейных нагрузок. Это может приводить к ухудшению качества электроэнергии для всех потребителей. Подробный анализ динамики роста нелинейных нагрузок, проведенный в [77], показал, что в последние годы проблема становится все более острой.

В современных условиях развития, все большее внимание уделяется использованию в бытовых устройствах и в промышленности так называемых «возобновляемых источников энергии». Имеются в виду источники электроэнергии прямого преобразования (гальванические,

электрохимические элементы, термоэлектрические элементы) и источники с промежуточным преобразованием (ветроэнергетические преобразователи). Общей отличительной особенностью всех этих устройств является то, что электроэнергия в них вырабатывается в виде постоянного тока. В качестве интерфейсов между такими источниками и сетью используют инверторы тока. А инверторы, в свою очередь, в силу того, что имеют нелинейную вольтамперную характеристику, являются генераторами высших гармоник сети. Более подробно этот вопрос рассматривается в работах [45,47,67].

Рассмотрим подробнее те устройства, которые вызывают несинусоидальные режимы у сельскохозяйственных потребителей.

Осветительные установки: Широкое применение в

производственных и бытовых сетях находят светильники с газоразрядными лампами. Их удельный вес в осветительной нагрузке отдельных производств доходит до 80-85%. Такие лампы являются

энергосберегающими, и, следовательно, их доля, в общем и специальном освещении, будет только возрастать. Но наряду с таким положительным показателем, как энергосбережение, такие лампы имеют существенный недостаток. Они имеют нелинейную вольтамперную характеристику цепи

дугового разряда, которая вносит искажения в форму кривой тока, потребляемого из сети. Следует отметить, что светильники с газоразрядными лампами генерируют гармоники высших порядков в питающей сети даже при полностью симметричной нагрузке. Кроме того, в процессе эксплуатации ламп может возникать так называемый аномальный режим работы, при котором характеристики ламп значительно отличаются от паспортных значений. В спектре тока при этом режиме возникают нечетные гармоники и постоянная составляющая.

Относительная величина гармоник высших порядков (в процентах к 1-й гармонике) приведена в таблице 1.2 [28].

Таблица 1.2. Относительная величина гармоник высших порядков для различных типов осветительных ламп (в % к основной гармонике)

№ Люминесцентные,

гар- с балластным Светильники с лампами:

моники сопротивлением

индуктивно-ем- ДРЛ без ДРЛ с ДНаТс

костным компен- компен- компен-

сации сацией сацией

3 16-21 6,2-9 18 19

5 0,9-3 1,2-2,5 5,8-7,2 9,5

7 0,5-1,2 0,5-0,8 1-5,2 1-1,4

9 0,1-0,6 0,2-0,4 1-1,4 2,4-3

11 0,3-1,1 0,2 5,4-8,8 11

13 0,2-0,3 - 2,6-8,8 4,5-5,9

15 0,2 - 0,2-0,4 0,4-0,7

17 0,4 - 1-4,4 6,6-7,4

19 0,5 - 0,1-1 2,2-3,4

21 0,7 - 0,8-9 0,7-7,2

23 - - 5-9,4 7-10

25 - - 0,1-1 3-10

27 - - 1,5-10,5 1-9

29 - - 1,1-2 4,2-5,5

31 - - 2,4-4,6 7,2-10,5

33 - - 1,6-3,4 0,2

35 - - 0,3-1 0,5-2

37 - - 2,5-4,1 5-8,6

39 - - 1,5-4,6 1,7-3,6

Это сведения 80-х годов XX века, исследование гармонического состава современных флуоресцентных ламп проведено в [105] и показало, что гармонический состав токов ламп практически не претерпел изменения.

Использование светорегуляторов для ламп накаливания также способствует энергосбережению. Однако светорегуляторы на основе тиристоров имеют нелинейную вольтамперную характеристику регулирующего элемента - тиристора, что приводит к появлению в питающих освещение сетях высших гармоник тока. В основном это третья, пятая и седьмая гармоники. Относительные, (в процентах к току первой гармоники) величины этих гармоник составляют 1,5-11

Оросительные установки* В распределительных сетях 6-10 кВ современных сельскохозяйственных оросительных комплексов, основной нагрузкой которых являются крупные насосные станции, несинусоидальность напряжения появляется в основном из-за использования трансформаторов и преобразователей возбудителей синхронных машин. Наибольшими оказываются уровни нечетных гармоник напряжения в диапазоне частот 100-1500 Гц, относительные значения гармоник высших порядков могут достигать 2-6% основной. Максимальные значения возникают из-за возможного режима резонанса напряжений в сети.1^31

Искажения напряжений в сетях с установками дуговой сварки.

Существенное влияние на несинусоидальность напряжения оказывают установки дуговой сварки.

Вызванные работой сварочных устройств искажения очень велики, носят спорадический характер и меняются в очень широких пределах даже в течение одной рабочей смены. Образование спектра напряжений представляет собой случайный процесс. Искажения напряжений, вызванные работой сварочных выпрямителей, превосходят допустимые по ГОСТ 1310997. Они служат основным источником гармоник высших порядков

соответствующих производств. Уровни гармоник, обусловленные сварочными установками весьма нестабильны из-за нестабильности технологического процесса.

Для ограничения последствий ухудшения качества электрической энергии, вызванных несинусоидальностью токов и напряжений, необходимо проведение комплекса методических, организационных и технических мероприятий [31,53].

Методические мероприятия включают в себя ограничение уровня помех, вносимых электрооборудованием, автоматизированный контроль и анализ качества энергии.

К организационным мероприятиям можно отнести выявление электроприемников генерирующих основную долю высших гармоник, диагностику кабельных линий по уровню токов в фазных и нулевых проводниках.

Технические мероприятия включают в себя:

1. Увеличение мощности короткого замыкания питающей сети.

2. Организацию раздельного питания линейных и нелинейных электроприемников, которое осуществляется от разных секций подстанций или через сдвоенные реакторы - на отдельные ветви.

Такой способ широко используется на крупных предприятиях. Однако в случае одиночных нагрузок малой мощности такой способ неприменим.

3. Увеличение числа фаз выпрямления.

4. Применение пассивных и активных фильтров высших гармоник.

Это мероприятие является наиболее эффективным средством улучшения качества электроэнергии.

1.4 Анализ гармонического состава напряжений и токов в сетях электроснабжения предприятий АПК (на примере ряда хозяйств центральных районов Красноярского края)

При выполнении работы было проведено обследование качества электроэнергии ряда предприятий агропромышленного комплекса в Сухобузимском районе Красноярского края. Результаты обследования и выполненных измерений приведены в приложении 1. В качества иллюстрации на рис. 1.3 -1.5 приведены изменения амплитуд токов цеха по переработке молока за сутки в реальном времени, на рис. 1.6 - изменения коэффициента несинусоидальности. На рис. 1.7, 1.8 - диаграммы спектрального состава токов и напряжений в рабочее время.

1(3),% 1(1),А

14-24:00 19:12:00 00:00:00 04 48 00 09:36:00 14:2400

Рис. 1.3 - графики изменения токов 1-й и 3-й гармоники для фазы А за сутки

1(5).% 1(1).А

09 3 6 00

14:24 00

Рис. 1.4 - графики изменения токов 1-й и 5-й гармоники для фазы А за сутки

Рис. 1.5 - графики изменения токов 1-й и 11-й гармоники для фазы А за сутки

Рис. 1.6 - изменение коэффициента песинусоидальности для фазы А за сутки

1 1 1 I 1 1 1 |А 1 |В ШЯс

[-1 1-

г

1 ПГ 1

пПИ 1, I 1 1 ПГ 11

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 гармонии

Рис. 1.7 - диаграмма спектрального состава тока в рабочее время дня фаз А, В, С

1 г- I ! ! г 1

п 1 1 1 1 _ А В С

[-1

- ....

пг 1 Пг 1 гт 1 п 1 ПП1 1. Пг гг 1 „

2 з 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 гармони«

Рис. 1.8 - диаграмма спектрального состава напряжения в рабочее время для фаз А,

В, С

На диаграммах по горизонтальной оси - номера гармоник, по вертикальной оси - процентное содержание по отношению к основной гармонике.

Изменение гармонического состава вызывается изменением режима работы оборудования, изменением интенсивности электроосвещения помещений. Следует отметить, что обследование проводилось в летний период, когда основной нагрузкой на трансформатор является не электроосвещение, а работа технологического оборудования.

1(3).%

К1).А

1 , ! 1 1...........- ! ,

..... г*........ .........V' .....>

У 1............. щ

1 1 \ \ _ ]

0 35 0.3 0 25 0 2

0 15

01

00:00 02:00.00 04:00:00 06:00.00 03:00:00 10:00:00 12 00 00 14:00.00 160000 18:00 00 20:0000 22:(ЮОО 0000

Рис. 1.9 - графики изменения токов 1-й и 3-й гармоники для фазы С за сутки

1(5), %

1(1),А

00:00 02 00 00 04 00"00 04 00:00 08-00 00 10:00:00 12 00:00 14 00 00 1600 00 18:00:00 20 00«) 22:00:00 00 00

Рис. 1.10- графики изменения токов 1-й и 5-й гармоники для фазы С за сутки

1С.ТЮ

; i

Заключение диссертации по теме «Электростанции и электроэнергетические системы», Боярская, Наталия Петровна

Результаты работы докладывались на международных, всероссийских и региональных симпозиумах и конференциях. Основные результаты работы отражены в 14 публикациях [6, 8-17, 20-22].

Разработанные методики использовались при проектировании фильтрокомпенсирующих устройств ряда предприятий агропромышленного комплекса Сухобузимского района Красноярского края (акты о внедрении приведены в приложении 3). Кроме того, результаты работы используются в учебном процессе Красноярского государственного аграрного университета (приложение 3).

Автор выражает благодарность научному руководителю д.т.н. профессору, члену-корреспонденту Академии электротехнических наук РФ В. П. Довгуну, а также коллегам по кафедре ТОЭ и руководству Института энергетики и управления энергоресурсами АПК КрасГАУ, поддержка которых способствовала выполнению работы.

5. Заключение

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Боярская, Наталия Петровна, 2011 год

Библиографический список

1. Агунов А. В. Управление качеством электроэнергии при несинусоидальных режимах / СПбМТУ. - СПб., 2009. - 134 с.

2. Адаптивные фильтры: Пер. с англ. / Под ред. К. Ф. Н. Коуэна, П. М. Гранта. - М.: Мир, 1988. - 392 е.: ил.

3. Аррилага Дж., Брэдли Д., Боджер П. Гармоники в электрических системах: Пер. с англ. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 320 с.

4. Атабеков Г. И. Основы теории цепей: Учебник. 2-е изд. - СПб.: Издательство «Лань», 2006. - 432 с.

5. Балабанян Н. Синтез электрических цепей / Пер. с англ. под ред. Г. И. Атабекова. - М. - Л.: Госэнергоиздат, 1961. - 416 с.

6. Балабанов А,С., Боярская Н.П., Довгун В.П. Программа расчета установившихся несинусоидальных режимов в электрических сетях. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2011616504.

7. Болотовский Ю. И., Таназлы Г. И. ОЯСАБ 9.x, ОЯСАБ 10.x. Практика моделирования. - М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2008. - 208 с.

8. Боярская Н. П., Довгун В. П. Гармонический анализ процессов в электрических сетях с нелинейными нагрузками. - Вестник КрасГАУ, 2010, №2, с. 135-141.

9. Боярская Н. П., Довгун В. П. Влияние гармонического состава токов и напряжений на эффективность энергосбережения. - Вестник КрасГАУ 2010, №4, с. 130- 134.

10. Боярская Н. П., Довгун В. П. Передаточные функции пассивных фильтров гармоник. - Вестник КрасГАУ, 2010, № 8, с. 130 - 138.

11. Боярская Н. П., Довгун В. П. Использование пассивных фильтров для компенсации гармоник в сетях с импульсными преобразователями. Актуальные проблемы энергетики АПК. Материалы Международной научно-практической конференции. Саратов, 2010. с. 68-73.

12. Боярская Н. П. Синтез пассивных фильтров гармоник в сетях с осветительными нагрузками. Актуальные проблемы энергетики АПК: Материалы II Международной научно-практической конференции / Под ред. А. В. Павлова. - Саратов, 2011, с. 47 - 54.

13. Боярская Н. П., Довгун В. П. Компенсация высших гармоник в сетях с осветительной нагрузкой. - Вестник КрасГАУ, 2011, № 9, с. 270 - 276.

14. Боярская Н. П., Дербенев А. М., Довгун В. П. Адаптивная система формирования управляющих сигналов для активных фильтров гармоник. Ползуновский вестник, 2011, № 2\1, с. 25 - 30.

15. Боярская Н.П„ Довгун В.П., Темербаев С. А. Обеспечение электромагнитной совместимости в электрических сетях с коммерческими нагрузками. Материалы XII всероссийской научно-практической конференции «Энергоэффективность систем жизнеобеспечения города», г. Красноярск, 2011, с. 201-204.

16. Боярская Н.П., Темербаев С. А. Качество электроэнергии в распределительных сетях сельскохозяйственных предприятий. Материалы XII всероссийской научно-практической конференции «Энергоэффективность систем жизнеобеспечения города», г. Красноярск, 2011, с. 226-231.

17. Боярская Н.П., Довгун В.П., Новиков В.В. Синтез пассивных фильтрокомпенсирующих устройств. - Известия ВУЗов. Проблемы энергетики, 2011, № 9-10, с. 31-39.

18. Влах И., Синхал К. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем: Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1988. - 560 е.; ил.

19. Вагин, Г.Я.Электромагнитная совместимость в электроэнергетике /Г.Я. Вагин, А.Б. Лоскутов, A.A. Севостьянов. - Н.Новгород: НГТУ, 2004.-214с.

20. Воробьев А. Ю. Электроснабжение компьютерных и телекоммуникационных систем. М., Эко-Трендз, 2003,

21. Демирчян К. С. Реактивная или обменная мощность / Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1984, № 2, с. 66-72.

22. Демирчян К. С. Реактивная мощность на случай несинусоидальных функций. Ортомощность / Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1992, № 1, с. 15-38.

23. Довгун В.П., Боярская Н.П., Дербенев A.M.. Синтез составных пассивных фильтров гармоник. 9-й международный симпозиум по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии: труды симпозиума. - С. Петербург, 2011, с.79-84.

24. Довгун В.П., Дербенев A.M., Боярская Н.П. 9-й международный симпозиум по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии: труды симпозиума. - С. Петербург, 2011, с.84-89.

25. Довгун В. П., Боярская Н. П., Барыбин П. А.. Моделирование установившихся режимов в сетях с импульсными преобразователями. Энергетика в глобальном мире: сб. тезисов докладов первого Международного научно-технического конгресса. - Красноярск, 2010, с. 46-47.

26. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике и электротехнике/ Дьяков А.Ф., Максимов Б.К., Борисов Р.К., В. и др.; Под ред. А.Ф. Дьякова. - М.: Энергоатомиздат, 2003. - 768 с.

27. Дьяконов В.П., Абраменкова И.В., Круглов B.B. Matlab 5 с пакетами решений. М.: Нолидж, 2001.

28. Жежеленко И. В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. - 4-е изд., М., Энергоатомиздат, 1994.

29. Жежеленко И. В., Плешков П. Г., Лю Г. П. Исследование уровней высших гармоник в сельских электрических сетях. - Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1985, № 1, С. 57-59.

30. Железко Ю. С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: Руководство для практических расчетов. — М.: ЭНАС, 2009.-456 с.

31. Железко Ю. С. Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 256 с.

32. Иванов B.C., Соколов В.И. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий. М,: Энергоатомиздат, 1987 - 348с.

33. Карташев И.И., Зуев Э.Н. Качество электроэнергии в системах электроснабжения. М.:издательство МЭИ, 2001

34. Куренный Э.Г., Лютый А.П. Оценка несинусоидальности напряжения при анализе качества электроэнергии. Электричество, № 8, 2005, с. 2 - 9.

35. Куско, А. Качество энергии в электрических сетях / Куско А., Томпсон М.: пер. с англ. - М.: Додэка-ХХ1, 2008. - 336 с.

36. Лэм Г. Аналоговые и цифровые фильтры: Пер. с англ. - М.: Мир, 1982. -592 е., ил.

37. Марпл.-мл. С. Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990. - 584 е., ил.

38. Мэк Р. Импульсные источники питания. Теоретические основы проектирования и руководство по практическому применению / Пер. с англ. -М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2008. - 272 с.

39. Мелешин В. И. Широтно-импульсный модулятор в непрерывной модели преобразователя // Электричество. 2004, № 3.

40. Мелешин В. И. Транзисторная преобразовательная техника. М.: Техносфера, 2005. - 632 с.

41. Мелешин В. И., Овчинников Д. А. Управление транзисторными преобразователями электроэнергии. М.: Техносфера, 2011. - 576 с.

42. Мельников И. А. Реактивная мощность в электрических сетях. М.: Энергия, 1975. 128 с.

43. Оппенгейм A.B., Шафер Р.В. Цифровая обработка сигналов: Пер. с англ. - М:. Техносфера, 2006 - 855 е., ил.

44. Разевиг В. Д. Система сквозного проектирования электронных устройств DESIGNLAB 8.0. - М.: СОЛОН-Р, 2003 - 704 с.

45. Розанов Ю. К. Силовая электроника: учебник для вузов/ Ю. К. Розанов, М. В. Рябчицкий, A.A. Кваснюк. Изд. 2-е. - М.: Издательский дом МЭИ, 2009. - 632 с.

46. Розанов Ю. К., Гринберг Р. П. Гибридные фильтры для снижения несинусоидальности тока и напряжения в системах электроснабжения / Электротехника, 2006, № 10, с. 55-60.

47. Розанов Ю. К., Рябчицкий М. В. Современные методы улучшения качества электрической энергии / Электротехника, 1998, № 3, с. 10-17.

48. Северне Р., Блум Г. Импульсные преобразователи постоянного напряжения для систем вторичного электропитания: Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 294 с.

49. Третьяков А. Н., Кудряшев Г.С. и др. Вопросы качества энергии на сельскохозяйственных предприятиях Иркутской области. «Ползуновский альманах», 2004, № 1, С. 170-174.

50. Третьяков А. Н. Влияние высших гармоник в сельских распределительных сетях 0.38 кВ на показатели качества электрической энергии. Автореферат дисс. на соискание уч. степени канд. техн. наук [Рукопись]. Красноярск, 2006, 19 с.

51. Уидроу Б., Стирнз С. Адаптивная обработка сигналов: Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 2006. - 856 е.: ил.

52. Улахович Д. А. Основы теории линейных электрических цепей. - СПб.: БХВ-Петербург, 2009. - 816 с.

53. Управление качеством электроэнергии / И. И. Карташев, В. Н. Тульский, Р.Г. Шамонов и др.; под ред. Ю. В. Шарова. - М.: Издательский дом МЭИ, 2006. - 320 с.

54. Яворский Б.М., Детлаф A.A. Справочник по физике для инженеров и студентов ВУЗов, изд. 5-е, стереотипное, - М., Наука, 1971- 940стр. с илл.

55. ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

56. ГОСТ 14209-97. Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов

57. ГОСТ Р 51320-99. Совместимость технических средств электромагнитная. Радиопомехи индустриальные. Методы испытания технических средств - источников индустриальных помех.

58. ГОСТ Р 51318.14.1-2006 (СИСПР 14-1:2005). Совместимость технических средств электромагнитная. Бытовые приборы, электрические инструменты и аналогичные устройства. Радиопомехи индустриальные. Нормы и методы измерений.

59. РД 153-34.0-15.501-00. Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Часть 1. Контроль качества электрической энергии.

60. РД 153-34.0-15.502-2002. Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Часть 2. Анализ качества электрической энергии.

61. Abdeslam D., Wira P., Merckle J., Flieller D., Chapius Y.-A. A unified artificial neural network architecture for active power filters. - IEEE trans, on industrial electronics, 2007, Vol. 54, No. 1, pp. 61-76.

62. Akagi H. New trends in active filters for power conditioning. IEEE trans, on industry applications. 1996, Vol. 32, No 6, pp. 1312-1322.

63. Akagi H. Active harmonic filters. Proceedings of the IEEE. Vol. 93, 2005, No. 12, pp. 2128-2141.

64. Akagi H., Kanazava Y., Nabae A. Instatneous reactive power compensators comprising switching devices without energy storage elements. - IEEE trans, on industry applications. 1984, Vol. IA-20, No. 3, pp. 625-630.

65. Asiminoaei L., Blaabjerg F., Hansen S. Detection is key. IEEE industry application magazine. 2007, Vol. 13, No. 4, Jul/Aug, 2007, pp. 22 - 33.

66. Bhattacharya S., Cheng p., Divan D. Hybrid solutions for improving passive filter performance in high power applications. - IEEE trans, on industry applications. 1997, Vol. IA-33, No 3, pp. 732-747.

67. Blaabjerg F., Chen Z., Kjaer S. Power electronics as efficient interface in dispersed power generation systems. IEEE trans, on power electronics, 2004, Vol. 19, No. 5, pp. 1184-1194.

68. Cirrincione M., Picci M., Vitale G. A single-phase DG generation unit with shunt active power filter capability by adaptive neural filtering. - IEEE trans, on industrial electronics, 2008, Vol. 55, No. 5, pp. 2093-2110.

69. Czarnecki L. Considerations on the reactive power in nonsinusoidal situations. IEEE trans, on instrumentation and measurement, Vol. IM-34, No 3, 1985, pp. 399 - 404.

70. Czarnecki L. Misinterpretations of some power properties of electric circuits. IEEE trans, on power delivery, Vol. 9, No 4, 1994, pp. 1760-1769.

71. Chinifroosh S., Jatskevich J, ets. Definitions and applications of dynamic average models for analysis of power systems. IEEE transactions on power delivery, 2010, No 1.

72. Das J. Passive filters - potentialities and limitations. IEEE trans, on industry applications. Vol. 40, No 1, January/February, 2004, pp. 232-241.

73. De Lima Tostes M., Bezerra U., Silva R. Impacts over distribution grid from the adoption of distributed harmonic filters on low-voltage customers. IEEE transactions on power delivery, vol. 20, No 1, 2005, pp. 384 - 389.

74. Depenbrock M. The FBD-method, a generally applicable tool for analyzing power relations. IEEE transactions on power systems, vol. 8, No 2, 1993, pp. 381 -387.

75. Dixon J., Moran L., Rodrigues J., Domke R. Reactive power compensation technologies: state-of-the-art review. Proc. Of the IEEE, Vol. 93, No 12, 2005, pp. 2144-2164.

76. Emanuel A. Powers in nonsinusoidal situations. A review of definitions and physical meaning. IEEE trans, on power delivery, Vol. 5, No 3, 1990, pp. 1377-1389.

77. Emanuel A., Pileggi D., Gentile T. Distribution feeders with nonlinear loads in the northeast U.S.A. Part 1 - voltage distortion forecast. IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 10, No 1, 1995, pp. 340-347.

78. Fujita H., Akagi H. A practical approach to harmonic compensation in power systems - series connection of passive and active filters. IEEE trans, on industry applications. 1991, Vol. IA-27, No 6, pp. 1020-1025.

79. Filipski P., Baghzouz Y., Cox M. Discussion of power definitions contained in the IEEE dictionary. IEEE trans, on power delivery, Vol. 9, No 3, 1994, pp. 1237-1244.

80. Fuller J.F., Fuchs E.F. Roesler D.J. Influence of harmonics on power distribution system protection. IEEE trans, on power delivery, Vol. 3, No 2, 1988, pp. 549-557.

81. Glover J. Adaptive noise cancelling applied to sinusoidal interferences. -IEEE trans. On acoustics, speech and signal processing, Vol. ASSP-25, No. 6, 1977, pp. 484-491.

82. Gruzs T. A survey of neutral currents in three-phase computer power systems. IEEE trans, on industry applications. 1990, Vol. IA-26, No. 4, pp. 719-725.

83. Haykin S. Adaptive filter theory. Prentice-Hall, New Jersey, 1996.

84. Horton W.F., Goldberg S. The effect of harmonics on the operating points of electromechanical relays. IEEE transactions on power apparatus and systems, vol. PAS-104, No. 5, 1985, pp. 1178 - 1188.

85. IEEE Std. 1459-2010. IEEE standard definitions for the measurement of electric power quantities under sinusoidal, nonsinusoidal, balanced, or unbalanced conditions.

86. Karimi H., Karimi-Ghartemani M., Iravani M. An adaptive filter for synchronous extraction of harmonics and distortions. IEEE transactions on power delivery, Vol. 18, No 4, 2003, pp. 1350-1355.

87. Koval D. Power quality characteristics of computer loads. IEEE trans, on industry applications, Vol. 33, No. 3, 1997, pp. 613-621.

88. Krein P., Bentsman J., Bass R., Leseitre B. On the use of averaging for the analysis of power electronic systems. IEEE trans, on power electronics, 1990, Vol. 5, No. 2, pp. 182-190.

89. Li Q., Yuan F. Time-domain response and sensitivity of periodically switched nonlinear circuits. IEEE trans, on circuits and systems, Vol. 50, NO 11, 2003, pp. 1437-1446.

90. Liew A-C. Excessive neutral currents in three-phase fluorescent lighting circuits. IEEE trans, on Industry applications. 1989, Vol. IA-25, No. 4, pp. 776-782.

91. Luo S., Hou Z. An adaptive detecting method for harmonic and reactive currents. - IEEE trans, on Industrial electronics, Vol. 42, No 1, 1995, pp. 8589.

92. Maksimovic D., Stankovic A., Thottuvellil V., Verghese G. Modeling and simulation of power electronic converters. - Proceedings of the IEEE, Vol. 89, No. 6, 2001, pp. 898-912.

93. Maza J., Rosendo J., Gomez A. Reference current computation for active power filters by running DFT techniques. - IEEE transactions on Power delivery, Vol. 25, No 3, 2010, pp. 1986-1995.

94. Morsi W., El-Hawary M. Defining power components in nonsinusoidal unbalanced polyphase systems: the issues. - IEEE transactions on Power delivery, Vol. 22, No 4, 2007, pp. 2428-2438.

95. Phipps J. A transfer function approach to harmonic filter design. IEEE industry application magazine, March/April 1997, pp. 68-82.

96. Pileggi D., Gulachenski E., Breen M. Distribution feeders with nonlinear loads in the northeast U.S.A. Economic evaluation of harmonic effects. IEEE transactions on power delivery, Vol. 11, No 1, 1996, pp. 79-101.

97. Practical definitions for powers in systems with nonsinusoidal waveforms and unbalanced loads: a discussion. IEEE working group on nonsinusoidal

situations. IEEE transactions on power delivery, Vol. 10, No 1, 1995, pp. 348-356.

98. Pretorius J-H., van Wyk J. D., An evaluation of some alternative methods of power resolution in a large industrial plant. IEEE transactions on power delivery, Vol. 15, No 3, 2000, pp. 1052-1059.

99. Rice D. Adjustable speed drive and power rectifier harmonics - their effect on power systems components. - IEEE trans, on Industry applications. 1993, Vol. IA-22, No. 1, 1986, pp. 161-177.

100. Stratford R. Analysis and control of harmonic current in systems with static power converters. - IEEE trans, on industry applications, Vol. IA-17, NO 1, 1981, pp. 71-81.

101. Singh B., Al-Haddad K., Chandra A. A review of active filters for power quality improvement. - IEEE trans, on industrial electronics, Vol. 46, No 5, 1999, pp. 960-971.

102. The impact of sine-wave distortions on protective relays. Wave distortion on consumer's interconnection working group. IEEE transactions on industry applications, Vol. IA-20, No. 2, 1984, pp. 335-343.

103. Valiviita S., Ovaska S. Delayless method to generate current reference for active filters. - IEEE trans, on industrial electronics, Vol. 45, No 4, 1998, pp. 559-567.

104. Van der Woude, Koning W, Fuad Y. On the periodic behavior of PWM DC-DC converters. IEEE trans, on power electronics, 2002, Vol. 17, No. 4, pp. 585-595.

105. Watson N., Scott T., Hirsch J. Implication for distribution networks of high penetration of compact fluorescent lamps. IEEE transactions on power delivery, Vol. 24, No. 3, 2009, pp. 1521-15281.