Измерения и моделирование высших гармоник. Выбор активных фильтров.

Power quality measurements and power system simulation.

Измерения высших гармоник тока и напряжения в действующей электроустановке позволяет получить исходные данные, необходимые для выбора активных фильтров, разработки схемы их подключения и алгоритмов работы.

В качестве примера ниже приведены данные измерений на буровой установке БУ-3900/225 ЭПКБМ-2. Точки подключения измерительных приборов показаны красными стрелками.

Схема буровой установки БУ-3900/225 ЭПКБМ-2

Схема буровой установки БУ-3900/225 ЭПКБМ-2 (упрощенная).

Переносные приборы подключаются на стороне 6 кВ, 0,66 кВ, 0,4 кВ.

Измерения выполняются с усреднением за 0,25 секунды, что позволяет фиксировать переходные процессы в различных режимах работы Главных приводов.

Подключение FLUKE 434-II

Регистрация параметров начинается при бурении под кондуктор и продолжается по мере увеличения глубины забоя.

Ниже приведены примеры обработки данных измерений, соответствующих глубине скважины от 250 до 600 метров.

Активная мощность главных приводов

Реактивная мощность главных приводов

Фазный ток главных приводов

Коэффициент нелинейных искажений по напряжению

Коэффициент нелинейных искажений по току

Напряжение на шинах питания главных приводов

Реактивная мощность в момент включения ФКУ

Проведенные измерения позволили зафиксировать ряд фактов.

Компенсация реактивной мощности существующими ФКУ неэффективна ввиду их низкого быстродействия.

При включении двух секций конденсаторов ФКУ возникает опасность «заброса» в сеть реактивной мощности ёмкостного характера.

Напряжение на вводе питания Главных приводов уменьшается до опасных значений (падение напряжения 15% и более).

Суммарный коэффициент гармонических составляющих напряжения на вводе 0,66 кВ трансформатора Т-1 составляет 14 – 20 % и превышает не только предельно допустимые значения по ГОСТ 32144-2013, перечисление «в», (5%), но и предельно допустимые значения по ГОСТ 32144-2013, перечисление «г», (8%).

Суммарный коэффициент гармонических составляющих тока достигает 30 – 75 %.

Следствием нелинейных искажений при питании электроустановок буровой являются:

нарушения в работе систем импульсно-фазового управления (СИФУ) управляемых выпрямителей Главных приводов;

перегрев и разгерметизация конденсаторов ФКУ;

перегрев дросселей ФКУ, электродвигателей переменного тока, коммутационной аппаратуры;

нештатная работа систем автоматизации, измерительных приборов, систем передачи данных и др.

При переводе питания буровой установки на автономные дизель-генераторы, суммарный коэффициент гармонических составляющих напряжения вырастает в 1,5 - 1,7 раза вследствие высокого внутреннего сопротивления генераторов.

Выполненные измерения позволяют обосновать решения по установки активных фильтров, выбрать оборудование системы динамической компенсации и определить инвестиционные показатели проекта.

В случае, когда измерения на объекте невозможны, выполняется моделирование электроустановки. Упрощенная модель позволяет представить спектр высших гармоник тока и напряжения в различных эксплуатационных режимах и получить необходимые исходные данные для выбора оборудования системы компенсации.

Упрощенная модель, спектр высших гармоник тока и напряжения, рис. 1

Упрощенная модель, спектр высших гармоник тока и напряжения, рис. 2

Предложение Инженерного центра «АРТ».

Полный комплекс работ по системам динамической компенсации высших гармоник и реактивной мощности, в том числе:

•       анализ схемы электроснабжения объекта, схем электроприводов и др;

•       замеры параметров качества электроэнергии сертифицированными приборами;

•       расчет спектра гармоник и моделирование;

•       выбор активных фильтров для компенсации гармоник, реактивной мощности и др.;

•       выполнение комплекса работ по системе компенсации от проектирования до настройки фильтров и интеграции их в АСУ ТП.

Отправить запрос.