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

9.2 Этап 2. Нормы эмиссии по отношению к фактическим характеристикам системы

9.2.1 Оценка общей доступной мощности подстанции

Оценка S_t в сетях ВН и СВН является намного более сложной, чем в случае СН. В качестве первого подхода при рассмотрении случая промышленного потребителя, подключенного к конкретной подстанции ВН или СВН, основной информацией являются прогнозы потоков электроэнергии с учетом эволюции системы в будущем.

 

 

Рисунок 6 - Определение S_t для простой системы ВН или СВН

 

Упрощенная оценка имеет вид:

 

, (10)

 

где S_t - приближенное значение общей мощности, МВ·А, всех установок, для которых нормы эмиссии должны быть распределены в дальнейшем;

S_out - мощность электрического тока, МВ·А, вытекающего из рассматриваемой шины ВН - СВН (включая условия будущего роста нагрузки);

S_Din - мощность, МВ·А, любых высоковольтных станций постоянного тока или нелинейных генерирующих установок;

Q_Dshunt - динамическая характеристика, Мвар, любого реактора с тиристорным управлением любых статических переменных компенсаторов, подключенных к рассматриваемой шине.

Предполагается, что данное приближение для S_t остается консервативным.

Примечание - Настоящее первое приближение может быть не консервативным, если шунтирующие конденсаторы расположены в соседних шинах.

 

9.2.2 Метод разделения планируемых уровней между шинами на высоком и сверхвысоком напряжении

Прежде чем распределить нормы эмиссии для установок, создающих помехи, в данной системе ВН - СВН, необходимо вначале разделить общие планируемые уровни при ВН - СВН (L_hВН-СВН, см. таблицу 2) между различными подстанциями или шинами в данной системе.

 

 

Рисунок 7 - Распределение планируемых уровней по подстанциям

в системе ВН - СВН

 

На рисунке 7 представлена синтезированная система ВН - СВН. Первым требованием является определение общих вкладов (G_hB1, G_hB2, ... G_hBn) всех установок, создающих помехи, подключенных к различным подстанциям или шинам B1, B2, ... Bn.

Основным требованием является то, что если все установки, создающие помехи, инжектируют гармоники в систему, уровни которых равны их нормам эмиссии, то общий уровень помех в любой точке системы не должен превышать планируемого уровня. Указанное общее условие удовлетворяется, если:

 

, (11)

 

где и

L_hHV-EHV - планируемый уровень;

E_Uhi - уровень эмиссии для каждой установки, подключенной к подстанции или шине j;

G_hBj - максимальный общий вклад в напряжение h-й гармоники всех искажающих установок, которые получают питание от данной подстанции или шины Bj в рассматриваемой системе ВН - СВН.

Определяют m-ю шину или подстанцию в рассматриваемой системе. Простой подход к установлению общего вклада G_hBm заключается в распределении планируемых уровней между шинами или подстанциями пропорционально их доле от общей пропускной способности системы .

Таким образом

 

. (12)

 

Для сетчатых систем СВН или ВН зачастую необходим более общий или усовершенствованный подход, учитывающий значения коэффициентов влияния K_hj-m между рассматриваемым узлом m и каждой из n - 1 других подстанций или шин. Коэффициент влияния K_hj-m представляет собой гармоническое напряжение порядка h, которое возникает в узле m, когда единичное гармоническое напряжение порядка h (1 p.u., в долях напряжения основной частоты) подается в узел j; расчет K_hj-m обычно требует использования компьютерной программы. Коэффициенты влияния связаны с элементами матрицы полных сопротивлений узла системы для гармонического порядка, представляющего интерес. Принимая во внимание коэффициенты влияния, формулы (11) и (12) имеют вид:

 

. (13)

 

Основываясь на том же методе распределения, что и ранее, следует, что приемлемый общий вклад G_hBm от всех искажающих установок, которые могут быть подключены к рассматриваемой шине Bm, должен удовлетворять следующему условию:

 

, (14)

 

с добавлением членов вида K_hj-m·S_t1 до тех пор, пока они остаются значительными по сравнению с S_tm.

Адресуясь к m-му рассматриваемому узлу и любому j-му из других n - 1 узлов, расположенных поблизости, можно рассчитать значения S_tm и S_tj в соответствии с 9.2.1 и формулой (10), игнорируя при этом весь поток мощности S_out между любыми двумя из этих узлов.

Следует также учитывать, что условия, определенные формулами (13) и (14), должны выполняться не только в интересующем узле m, но также и в n - 1 других узлах или подстанциях в рассматриваемой системе.

Более подробная информация о методе, включая пример применения с учетом резонансных эффектов, приведена в приложении D.

9.2.3 Индивидуальные нормы эмиссии

В рассматриваемой системе ВН - СВН для каждой i-й установки, создающей помехи, в каждом порядке гармоник h должен быть допущен вклад E_Uhi в общий вклад G_hBm подстанции или шины B_m в соответствии с соотношением между ее мощностью S_i и общей доступной мощностью S_tm подстанции m.

 

, (15)

 

где E_Uhi - норма эмиссии нелинейной установки i (ВН или СВН) при гармоническом порядке h;

G_hBm - максимальный общий вклад в напряжение h-й гармоники всех искажающих установок, которые могут быть подключены к данной подстанции B_m в рассматриваемой системе ВН - СВН (полученный в соответствии с показаниями, приведенными в 9.2.2 и приложении D);

- согласованная мощность установки пользователя i или номинальная мощность рассматриваемой искажающей установки, МВ·А (либо нагрузка, либо генерация);

S_tm - общая пропускная способность подстанции m в рассматриваемой системе, которая оценивается в соответствии с 9.2.1 и 9.2.2;

- показатель закона суммирования (см. таблицу 3).

В некоторых размещениях возможно, что существующий уровень гармоник выше, чем нормальная доля общего вклада для существующих установок. В этом случае норма эмиссии для любых новых установок может быть уменьшена, или может быть предложен пересмотр распределения планируемых уровней между различными уровнями напряжения, или может быть увеличена способность поглощения тока гармоник в системе.

Для потребителей, имеющих низкую согласованную мощность, формула (15) может привести к невыполнимо низким ограничениям. Если норма эмиссии напряжения в некоторых гармонических порядках становится менее 0,1%, он должен быть установлен равным 0,1% (за исключением случаев, когда существует риск телефонных помех или если он будет соответствовать частоте дистанционного управления, для которой могут быть оправданы более серьезные ограничения).

Может оказаться предпочтительным установить нормы гармонического тока для установки, создающей помехи, даже если целью 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:

 

, (16)

 

где E_Ihi - соответствующая норма эмиссии гармонического тока потребителя i в гармоническом порядке h;

Z_hi - гармоническое полное сопротивление системы в точке оценки для установки i, принимая во внимание фактическую цель преобразования напряжения в нормы эмиссии тока (см. 6.4.1).