Analiza zawartości wyższych harmonicznych w prądach i napięciach maszyny elektrycznej współpracującej z siecią zasilającą

pol Artykuł w języku polskim DOI:

wyślij Krzysztof Antoni Ludwinek*, Arkadiusz Siedlarz** * Politechnika Świętokrzyska w Kielcach; Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki ** Pilkington Automotive Poland Sp. z o.o.

Pobierz Artykuł

Streszczenie

W artykule przedstawiono analizę zawartości wyższych harmonicznych w prądach i napięciach fazowych twornika podczas współpracy maszyny synchronicznej z trójfazową siecią zasilania zarejestrowane w komputerowym stanowisku. Dzięki opracowanym w środowisku LabVIEW programom komputerowym można przeprowadzać analizę wpływu niesymetrii i odkształcenia napięcia zasilania na zawartość i udział wyższych harmonicznych w prądach pobieranych lub oddawanych do sieci przez odbiorniki jedno-, dwu- i trójfazowe. Program pozwala na wizualizację przebiegów czasowych napięć i prądów oraz odpowiadających im mocy chwilowych. Umożliwia wyznaczanie mocy czynnych, biernych, pozornych i pozornych liniowych, odkształceń oraz współczynniki: THD, PWHD, IHD, niesymetrii oraz współczynniki mocy cosφ i tgφ, a także umożliwia analizę zarejestrowanych wcześniej przebiegów czasowych napięć i prądów np. za pomocą kart A/C, oscyloskopów, analizatorów itp.

Słowa kluczowe

IHD, LabVIEW, maszyna synchroniczna, środowisko graficzne, THD, wyższe harmoniczne

Harmonic distortion analysis in armature currents of synchronous machine during co-operation with the power system in graphical programming environment

Abstract

In the article an analysis of harmonic distortion in armature currents in synchronous machine during co-operation with electric power system is presented. This article is the result of the master thesis of project carried out at Kielce University of Technology. The analysis is carried out thanks to the computer applications designed in LabVIEW - graphical programming environment. The applications allow to simulate and carry out the analysis of the influence of voltage asymmetry and harmonic distortion of the power quality and to display on screen the non-sine waveforms of the voltages and currents taken by electrical equipment. Moreover, the programs display the RMS values of active, reactive and apparent power as well as power of distortion and coefficients: THD, PWHD, IHD, power factor and voltage unbalance. In addition, the applications allow to record the signals from A/C measuring devices or oscilloscopes and save them to file for further analysis.

Keywords

graphical environment, higher harmonics, IHD, LabVIEW, synchronous machine, THD

Bibliografia

  1. PN-EN 50160:2010 Parametry napięcia zasilającego w publicznych sieciach elektroenergetyczych.
  2. PN-EN 61000-3-12:2007 Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC). Część 3-12: Poziomy dopuszczalne. Poziomy dopuszczalne emisji harmonicznych prądu dla odbiorników o znamionowym prądzie fazowym >16A i <75A przyłączonych do publicznej sieci zasilającej niskiego napięcia.
  3. PN-EN 61000-3-2:2007 Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC). Część 3-2: Poziomy dopuszczalne. Poziomy dopuszczalne emisji harmonicznych prądu (fazowy prąd zasilający odbiornika < lub = 16A).
  4. Czarnecki L. S.: Moc bierna i deformacji według definicji Budenau i przyczyny bezużyteczności tych wielkości w elektrotechnice. ZNPŚl, Elektryka 107, Gliwice 1989, ss. 41-51.
  5. Kowalski Z.: Jakość Energii elektrycznej. Politechnika Łódzka, Monografia. Łódź 2007.
  6. Ludwinek K.: Wpływ niesymetrycznego i odkształconego zasilania sieci na przebiegi czasowe prądów w obwodzie twornika maszyny synchronicznej, Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Zeszyt Elektryka 42, Kielce 2005, ss. 251-266.
  7. Ludwinek K.: Measurement of momentary currents by Hall linear sensor. Electrical review, No. 10, 2009. pp. 182-187.
  8. Siedlarz A.: Analiza oraz wizualizacja wpływu niesymetrii i odkształcenia napięć i prądów zasilania sieci na jakość energii elektrycznej z wykorzystaniem środowiska graficznego Lab VIEW. Praca dyplomowa. Politechnika Świętokrzyska. Kielce 2008.
  9. Wiak S., Nadolski R., Ludwinek K., Staszak J.: Influence of the Synchronous Cylindrical Machine Damping Cage on Content of Higher Harmonics in Armature Currents During Co-Operation with the Distorted and Asymmetrical Electric Power System Computer Engineering in Applied Electromagnetism, IOS Press, 2006, pp. 520-527.