Monografia jest adresowana do specjalistów, słuchaczy studiów doktoranckich, studentów kursów magisterskich pogłębiających swoją wiedzę w obszarze jakości energii elektrycznej i sposobów jej poprawy za pomocą nadążnych urządzeń energoelektronicznych.
- Spis treści
-
Wstęp 7
1. Układy jedno- i trójfazowe – pojęcia podstawowe 9
1.1. Systemy jednofazowe 9
1.2. Systemy wielofazowe 16
1.3. Przekształcenie układu trójfazowego w dwufazowy i odwrotnie 19
1.4. Moce w obwodach wielofazowych 20
1.4.1. Moc pozorna 20
1.4.2. Moc zespolona 22
2. Asymetria obciążenia 27
2.1. Składowe symetryczne 27
2.2. Moc składowych symetrycznych 28
2.3. Moc pulsująca w liniowych układach asymetrycznych niezrównoważonych 31
2.4. Wpływ asymetrii na przekształcanie energii 34
2.5. Symetryzacja prądów trójprzewodowej linii zasilającej odbiorniki asymetryczne 37
2.6. Trójfazowy asymetryczny odbiornik zrównoważony 48
2.7. Kolejność faz a wartość składowej kolejności przeciwnej prądu odbiornika asymetrycznego 50
2.8. Trójfazowe odbiorniki asymetryczne z przewodem neutralnym 53
2.9. Składowe symetryczne niezrównoważonego odbiornika zasilanego trójprzewodowo a wartości skuteczne prądów linii 57
3. Harmoniczne w układach wielofazowych 60
3.1. Harmoniczne prądu w symetrycznych układach trójfazowych 60
3.2 Harmoniczne prądu asymetrycznych trójfazowych odbiorników nieliniowych 62
3.3. Moc w jednofazowych liniach z okresowymi przebiegami odkształconymi 64
3.4. Miary odkształcenia przebiegów sinusoidalnych 66
4. Transformacje układów trójfazowych 69
4.1. Przekształcenie układu trójfazowego bez przewodu neutralnego do dwufazowego układu stacjonarnego przekształcenie Clarke) 69
4.2. Przekształcenie dwufazowego układu stacjonarnego αβ do układu wirującego dq (przekształcenie Parka) 74
4.3. Trójfazowa pętla fazowa 77
4.4. Prądy układu trójfazowego jako wektor wirujący 83
4.5. Regulacja prądów we współrzędnych dq 86
4.6. Regulacja prądów linii sprzęgającej źródło zależne i niezależne 90
5. Moc bierna i prądy bierne 93
5.1. Składowe mocy pozornej według C.I. Budeanu 93
5.1.1. Odbiorniki jednofazowe 93
5.1.2. Odbiorniki wielofazowe 97
5.2. Rozkład prądów fazowych według S. Fryzego 101
5.4. Wpływ obciążenia biernego na napięcie u odbiorcy energii 123
5.5. Współczynnik mocy w linii trójfazowej 125
6. Parametry trójfazowego kompensatora symetryzującego 127
6.1. Wyznaczanie wartości parametrów międzyfazowych elementów kompensatora symetryzującego 127
6.2. Pomiar wartości składowych biernej i czynnej prądu odbiorników trójfazowych 131
6.2.1. Pomiar składowych czynnej i biernej obciążeń jednofazowych 131
6.2.2. Pomiar składowej biernej obciążeń trójfazowych symetrycznych 133
6.2.3. Pomiar składowej czynnej prądu 135
6.2.4. Wpływ harmonicznych prądu na wynik pomiaru składowych 137
6.2.5. Wpływ asymetrii prądów na wynik pomiaru składowej czynnej i biernej prądu 138
6.2.6. Pomiar składowych biernych prądów fazowych obciążeń asymetrycznych 141
7. Nadążne tyrystorowe kompensatory prądu biernego 144
7.1. Trójfazowe kompensatory symetryzujące 144
7.1.1. Wielosekcyjna bateria kondensatorów załączanych łącznikami tyrystorowymi (TSC) 144
7.1.1.1. Załączanie jednofazowej baterii kondensatorów do linii prądu przemiennego 145
7.1.1.2. Kompensator TSC zasilany przez transformator 157
7.1.2. Stała bateria kondensatorów i dławiki z kontrolowanym za pomocą regulatorów tyrystorowych prądem biernym (FC+TCR) 161
7.1.2.1. Jednofazowy tyrystorowy sterownik z obciążeniem indukcyjnym 161
7.1.3. Kompensator (FC+TCR) 165
7.2. Nadążne kompensatory symetryczne 169
7.2.1. Kompensatory z prądami dławików regulowanymi symetrycznie za pomocą regulatorów tyrystorowych 169
7.2.2. Sterowanie nadążnymi symetrycznymi kompensatorami w zamkniętym układzie regulacji 171
7.3. Porównanie nadążnych trójfazowych kompensatorów 173
7.4. Jednofazowe kompensatory nadążne 173
7.5. Kompensator symetryzujący w układzie Steinmetza 176
8. Filtracja harmonicznych 180
8.1. Źródła harmonicznych prądu 180
8.2. Źródła harmonicznych napięcia 182
8.3. Równoległe pasywne filtry harmonicznych prądu 183
8.3.1. Zasada filtracji harmonicznej prądu 183
8.3.2. Dobór parametrów elementów pasywnego filtru równoległego 191
8.4. Równoległe filtry aktywne 194
8.4.1. Równoległy filtr aktywny dla źródła harmonicznych prądu 194
8.4.2. Równoległy filtr aktywny dla źródła harmonicznych napięcia 196
8.5. Szeregowe filtry aktywne 197
8.5.1. Szeregowy filtr aktywny dla źródła harmonicznych prądu 197
8.5.2. Szeregowy filtr aktywny dla źródła harmonicznych napięcia 199
8.6. Różnice pomiędzy równoległym filtrem aktywnym i pasywnym 200
8.7. Struktura układów sterowania równoległymi filtrami aktywnymi 201
8.7.1. Sterowanie równoległym filtrem aktywnym w funkcji chwilowych mocy czynnych i biernych 205
8.7.2. Równoległe filtry aktywne sterowane we współrzędnych dq na podstawie składowych prądów S. Fryzego 209
8.8. Kompensator STATCOM 219
8.9. Pomiar nieaktywnych składowych prądów faz linii trójfazowej 224
9. Regulator proporcjonalno-rezonansowy (P+R) 229
9.1. Koncepcja regulatora 229
9.2. Synteza regulatora analogowego 232
9.3. Przykłady zastosowania regulatora P+R 236
9.4. Trójfazowy układ regulacji mocy czynnej i biernej 240
10. Dodatek 243
10.1. Jednofazowe obciążenie bierne 243
10.2. Składowa nieaktywna prądu źródła zasilającego impulsowy przekształtnik prądu stałego 248
Literatura 255