ГОСТ IEC/TR 61000-3-6-2020. Межгосударственный стандарт. Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 3-6. Нормы. Оценка норм электромагнитной эмиссии для подключения установок, создающих помехи, к системам электроснабжения среднего, высокого и сверхвысокого напряжения

6.3 Оценка уровней эмиссии гармоник

Настоящий подраздел предназначен для предоставления общего руководства по оценке эмиссии гармоник от установок, создающих помехи, с учетом различных рабочих и неидеальных условий, которые могут существовать в энергосистемах и установках пользователей. Более подробная информация об оценке уровней эмиссии приведена в [13] и [14].

Предварительная оценка уровня эмиссии гармоник для установки может быть проведена с использованием базовых предположений о характеристиках системы и установок потребителей. Однако это расчетное значение, вероятно, будет отличаться от фактического уровня эмиссии, который будет наблюдаться, когда установка подключена к системе, т.е. фактический уровень выбросов может быть выше или ниже расчетного значения. Поэтому может потребоваться оценить уровень эмиссии, которая будет иметь место при подключении установки к системе.

6.3.1 Условия эксплуатации

Оценка уровней эмиссии гармоник от установок, создающих помехи, должна учитывать наихудшие нормальные условия эксплуатации, для которых предназначена система или установка потребителя, включая несимметрии и непредвиденные обстоятельства, и которые могут продолжаться в течение определенного процента времени, например более 5% времени, определенного на основе статистического среднего (например, длительное отключение одного 6-импульсного выпрямителя в большой многофазной выпрямительной установке). Кроме того, оценка уровней эмиссии гармоник установками должна проводиться для установок по сравнению с размером системы (например, при S_sc/S_i < 30). При этом следует учитывать, что отношение 30 может быть скорректировано в соответствии с конкретными условиями. Также может быть необходимым оценить уровни эмиссии для возможных условий эксплуатации, длящихся менее 5% времени. При таких случайных условиях или во время запуска или внезапного отключения могут быть допустимы более высокие нормы эмиссии (например, увеличенные от 1,5 до 2 раз).

В простых случаях инжекцию гармоник от конкретной установки, создающей помехи, можно оценить, используя максимальное значение тока на каждой гармонике и межгармонической частоте, которые могут быть получены в возможном диапазоне работы каждой единицы оборудования. Для установок этот подход может привести к чрезмерно консервативным результатам. В качестве альтернативы для оценки максимальной гармонической инжекции допускается рассматривать набор гармонических и межгармонических токов, согласующихся с режимами наибольшей нагрузки и совпадающего во времени функционирования образцов оборудования, которые могут реально иметь место одновременно.

6.3.2 Несимметрии и неидеальные условия

В практических ситуациях неизбежно наличие некоторой степени несимметрии в системе питания и оборудовании потребителя, что приводит к генерации нехарактерных гармоник. Эти нехарактерные гармоники могут быть малыми относительно характеристических гармоник, но для определенных типов установок, таких как включающие постоянно меняющиеся во времени нагрузки, и для выпрямительных установок, использующих выпрямители с числом импульсов, они могут доминировать и усиливаться из-за резонанса с фильтрами. Следовательно, эти нехарактерные гармоники должны быть включены в оценку уровней эмиссии.

Приведенные ниже неидеальные условия следует рассматривать как минимальные условия для выполнения оценки работы установки в отношении эмиссии гармоник (следует обратить внимание на то, что для оценки оборудования и/или устройства, такого как трансформаторы, конденсаторы, реакторы, фильтры и т.д., критерии могут отличаться от приведенных ниже критериев, которые относятся к качеству функционирования вместо оценки):

- частое или длительное уменьшение числа импульсов в установке из-за сбоя или несбалансированной работы некоторых преобразователей, образующих установку с более высоким числом импульсов, увеличивая таким образом гармоники низкого порядка, такие как 5, 7, 11, 13 и т.д.;

- несимметрия напряжений питания: наличие компонентов обратной последовательности основной частоты трехфазного напряжения питания обычно приводит к нечетно-тройным гармоникам положительной и/или отрицательной последовательности. Как правило, следует учитывать коэффициент несимметрии напряжений от 1% до 2% в зависимости от уровня напряжения при неидеальной стационарной работе энергосистемы. В некоторых сетях СН с однофазными ответвлениями коэффициент несимметрии напряжений может составлять до 3%, если это указано сетевой организацией;

- несимметрия полных сопротивлений трансформаторов и коммутирующего оборудования преобразователя: производственные допуски на отношение витков (отношение витков не равно в точности ) и на реактивное сопротивление между двумя трансформаторами 12-импульсного преобразователя создают нехарактерные гармоники, как правило, связанные только с 6-импульсным преобразователем;

- несимметрия полных сопротивлений коммутирующего оборудования между фазами приводит к появлению нехарактерных гармоник, которые также зависят от соединений обмоток трансформатора;

- несимметрия углов зажигания: изменения моментов зажигания вентилей могут привести к появлению широкого спектра гармоник. Отклонения углов зажигания между вентилями зависят от конкретной конструкции цепей зажигания;

- расстройки фильтра: если для соблюдения норм эмиссии требуются фильтры гармоник, оценка гармонических помех должна также учитывать эффекты расстройки фильтров:

      -  из-за  изменения  частоты  питания,  которое  может  происходить в

установившемся режиме;

      -  первоначального  искажения  значений  компонентов  фильтров  из-за

производственных  допусков  и  их  изменений  из-за  колебаний  температуры

окружающей среды;

      - старения компонентов фильтров;

      -  плановых  операций переключения фильтров и конденсаторных  батарей

с изменением нагрузки.