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
8.2 Этап 2. Нормы эмиссии по отношению к фактическим характеристикам системы
Принимая во внимание фактическую поглощающую способность системы из-за разностей фаз гармонических токов, а также полного сопротивления системы и характеристик подключаемой установки, могут быть допущены уровни эмиссии выше, чем в соответствии с критериями этапа 1.
На этом этапе допустимый общий вклад в общий уровень помех распределяется для каждой отдельной установки в соответствии с ее долей от общей мощности системы питания (St), к которой эта установка подключена. Это гарантирует, что уровень помех из-за эмиссии всех потребителей, подключенных к системе, не будет превышать планируемый уровень.
Два соответствующих подхода представлены ниже. Первый (упрощенный) подход основан на допустимом гармоническом токе как функции тока основной частоты. Второй основан на общем законе суммирования, позволяющем использовать более общий метод для установления предельных значений эмиссии для более крупных установок, создающих помехи.
8.2.1 Относительные гармонические токи как нормы эмиссии
Допустимая доля общего искажения напряжения, как правило, не будет превышена, если для "относительных гармонических токов" установлены соответствующие нормы. В таблице 5 приведен пример указанных норм.
Эти нормы относятся к потребителям с согласованной мощностью Si <= 1 МВ·А и отношением Si/Ssc < 1%, при условии что существующий уровень гармоник позволяет применять указанные нормы и пользователь не применяет конденсаторы и/или фильтры для коррекции коэффициента мощности.
Таблица 5
Некоторые нормы эмиссии гармонических токов нечетного
порядка относительно размера установки потребителя
(индикативные значения)
Порядок гармоники h | 5 | 7 | 11 | 13 | > 13 |
Норма эмиссии гармонического тока EIhi = Ihi/Ii, % | 5 | 5 | 3 | 3 |
|
где EIhi - норма эмиссии гармонического тока порядка h для пользователя i;
Ihi - гармонический ток порядка h, вызванный установкой пользователя i, создающей помехи;
Ii - среднеквадратичное значение тока, соответствующее согласованной мощности установки пользователя (основная частота).
8.2.2 Общий подход, основанный на законе суммирования
8.2.2.1 Распределение общей эмиссии между пользователями
Типичная система среднего напряжения приведена на рисунке 4. Цель - установить нормы эмиссии для среднего напряжения.
Рисунок 4 - Пример системы для разделения общих вкладов
при среднем напряжении
Прежде всего для определения общего вклада всех источников гармоник, присутствующих в конкретной системе СН, необходимо применение общего закона суммирования [формула (2)]. Для каждого порядка гармоники фактическое гармоническое напряжение в системе СН является результатом векторного суммирования напряжения гармоник, поступающего из восходящей системы (следует учесть, что восходящая система может представлять собой ВН или другую систему СН, для которой установлены промежуточные планируемые уровни), и напряжения гармоник, образованного в результате влияния всех искажающих установок, подключенных к рассматриваемой системе СН и НН. Это общее гармоническое напряжение не должно превышать планируемого уровня системы СН, определяемого как:
, (6)
Таким образом, общий вклад гармонического напряжения, который может быть распределен среди всех установок СН и НН, получающих питание из рассматриваемой системы СН, определяется как:
, (7)
где GhMV+LV - максимальный глобальный вклад от общего количества установок СН и НН, которые могут получать питание от шины СН, в напряжение h-й гармоники в системе СН (выражается в процентах напряжения основной частоты);
LhMV - планируемый уровень h-й гармоники в системе СН;
LhUS - планируемый уровень h-й гармоники в вышестоящей системе (по причинам, указанным ранее, для промежуточных уровней напряжения между СН и ВН - СВН могут потребоваться разные планируемые уровни; поэтому в качестве общего термина для "восходящей системы" используется "планируемый уровень");
ThUM - коэффициент передачи искажающего гармонического напряжения порядка h из восходящей системы в рассматриваемую систему СН. Значение ThUM может быть определено путем моделирования или измерений. Для первоначальной упрощенной оценки коэффициенты передачи ThUM из восходящей системы в систему СН могут быть приняты равными 1. На практике коэффициенты передачи могут быть менее 1 (например, 2/3) из-за влияния элементов нисходящей системы или выше 1 (обычно между 1 и 3) из-за резонанса. За определение соответствующих значений в зависимости от характеристик системы несет ответственность сетевая организация;
- показатель закона суммирования (см. таблицу 3 и раздел 7).
Пример, иллюстрирующий использование вышеприведенной формулы, представлен в приложении C.
Если планируемые уровни систем СН равны уровням для вышестоящих систем, то, как показано в таблице 2 для h = 15; 21 и гармоник более высокого порядка, кратных 3, применение формулы (7) приводит к нулевому вкладу для потребителей СН и НН (см. приложение C). В этих случаях следует распределить справедливую долю эмиссии между различными уровнями напряжения системы.
8.2.2.2 Индивидуальные нормы эмиссии
Для каждого пользователя будет разрешена только часть общего лимита эмиссии GhMV+LV. Разумный подход заключается в том, чтобы при определении указанной части общего лимита принять во внимание соотношение между согласованной мощностью установки Si и общей мощностью системы СН St. Такой критерий связан с тем, что согласованная мощность установки пользователя часто связана с его долей в инвестиционных затратах энергосистемы.
Таким образом
, (8)
где EUhi - норма эмиссии гармонического напряжения порядка h для установки (i), напрямую подключенной к СН, %;
GhMV+LV - максимальный общий вклад суммарного числа установок СН и НН, которые могут получать питание из рассматриваемой системы СН в напряжение h-й гармоники в системе СН, как указано в формуле (7);
- согласованная мощность установки пользователя (i) или номинальная мощность в МВ·А рассматриваемой искажающей установки (либо нагрузка, либо генерация);
St - общая пропускная способность рассматриваемой системы, включая резерв для будущего роста нагрузки (в принципе, St - сумма распределений мощностей всех установок, включая установки "ниже по потоку", которые подключены или могут быть подключены к рассматриваемой системе, принимая во внимание их разнообразие). St может также включать в себя вклад от рассеянной генерации, однако потребуется более детальное рассмотрение, чтобы определить фактический вклад рассеянной генерации в St и ее эффективный вклад в мощность короткого замыкания;
- показатель закона суммирования (см. таблицу 3).
Примечание - В некоторых случаях рассеянная генерация может фактически являться источником гармоник и должна учитываться соответствующим образом.
В некоторых расположениях существующий уровень гармоник может быть выше, чем нормальная доля, установленная для имеющихся в наличии установок. В этом случае норма эмиссии для любых новых установок может быть уменьшена, или может быть пересмотрено распределение планируемых уровней между различными уровнями напряжения, или может быть увеличена способность поглощения тока гармоник в системе.
Для пользователей, имеющих низкую согласованную мощность, формула (8) может привести к неоправданно низким ограничениям. Если норма эмиссии напряжения в некоторых гармонических порядках становится менее 0,1%, она должна быть установлена равной 0,1% (за исключением случаев, когда существует риск телефонных помех или если эмиссия соответствует частоте дистанционного управления путем передачи сигналов звуковой частоты в сети, в этих случаях могут быть оправданы более серьезные ограничения).
Может оказаться предпочтительным установить нормы гармонических токов для установки, создающей помехи, даже если целью нормирования является ограничение гармонических напряжений в системе. Сетевая организация будет обязана предоставить данные, касающиеся частотно-зависимого полного сопротивления системы, чтобы можно было выразить эти нормы в виде гармонических токов
, (9)
где EIhi - соответствующая норма эмиссии гармонического тока пользователем "i" при гармоническом порядке h;
Zhi - гармоническое полное сопротивление системы в точке оценки для пользователя "i", оцененное с учетом фактической цели преобразования напряжения в нормы эмиссии тока (см. 6.4.1).
8.2.2.3 Длинные фидеры среднего напряжения Zhi
Требования, приведенные выше для установления индивидуальных норм эмиссии, не учитывают изменения мощности короткого замыкания в различных точках сетей СН. Когда установки подключены к виртуальной общей шине, мощность короткого замыкания существенно не изменяется, и представленные методы разделения предельных значений эмиссии являются адекватными. Это применимо к распределительным системам с кабелям длиной менее 10 км и воздушным линиями длиной менее 5 км. Эти условия типичны для сетей, питающих довольно большие нагрузки (конкретные промышленные нагрузки и т.д.).
Примечание - Если между шиной и фидером имеется последовательный реактор с целью уменьшения мощности короткого замыкания, то под словом "шина" следует понимать точку реактора, обращенную к фидеру.
Для распределительных систем с длинными кабелями и воздушными линиями, где установки пользователей распределены по длине фидеров, вышеупомянутый подход может привести к установлению излишне строгих норм гармонического тока, что приведет к "наказанию" пользователей, подключенных на некотором расстоянии вниз по линии, где мощность короткого замыкания может быть значительно ниже, чем на передающем конце фидера. Подход к разделению допустимой общей эмиссии GhMV между отдельными установками среднего напряжения с целью компенсации этого эффекта приведен в приложении B.
Метод, предложенный и проиллюстрированный в приложении B, подходит для конкретных случаев, а также для разработки общих правил, относящихся к эмиссии. Следовательно, этот метод может использоваться сетевой организацией для установления своих собственных норм эмиссии гармонического тока, адаптированных к особенностям опорной системы распределения. Метод основан на математической модели, в которой предполагается, что каждый фидер имеет свои установки среднего напряжения, распределенные равномерно и непрерывно вдоль него. Предполагается, что каждый фидер имеет постоянное полное сопротивление на единицу длины, но отдельные фидеры могут отличаться друг от друга. В такой системе самое высокое значение гармонического напряжения появится на конце фидера, имеющего наихудшее регулирование напряжения. Метод направлен на оценку этого напряжения и ограничение его до планируемого уровня.
В случае, когда в отклике системы преобладает резонанс, вызванный кабелями или шунтирующими конденсаторами, метод, представленный в приложении B, не подходит для частоты гармоники, на которой возникает резонанс.
Подписаться на обновления