Зниження вищих гармонійних складових на тягових підстанціях постійного струму

Abstract

UKR: У даній роботі розглядається проблема зниження вищих гармонік, що виникла у зв'язку з застосуванням напівпровідникової перетворювальної техніки з нелінійною вольт-амперною характеристикою. При випрямному навантаженні виходить спотворення, тобто відмінна від синусоїдальної, форми кривої споживаного струму. Ця спотворена форма кривої споживаного струму може бути представлена як сума ряду синусоїдальних кривих, що складається з основної синусоїди і вищих гармонійних синусоїд, що мають частоти, в кратне число раз перевищуючі частоту основної синусоїди. Падіння напруги, обумовлені цими струмами, викликають спотворення кривої напруги живлення. А це веде до погіршення показників якості електроенергії. В роботі проведено аналіз погіршення показників якості електроенергії при появі вищих гармонік напруги та струму. У ході виконання роботи, були проведено дослідження роботи випрямлячів тягових підстанцій постійного струму та визначено оцінку можливої появи та рівня вищих гармонійних складових. Проведено моделювання випрямних перетворювачів підстанцій постійного струму в системі Matlab. За допомогою розроблених моделей проведено імітацію роботи різних типів випрямних перетворювачів тягових підстанцій за наявності фільтрів вищих гармонік та без них. На основі аналізу зроблено висновки про можливість та ефективність застосування сучасних фільтрів вищих гармонік для зниження вищих гармонійних складових.

ENG: This paper considers the problem of lower harmonics reduction, which arose in connection with the use of semiconductor converters with nonlinear volt-ampere characteristic. At rectifier loading distortion turns out, that is different from a sinusoidal, form of a curve of the consumed current. This distorted form of the current consumption curve can be represented as the sum of a series of sinusoidal curves consisting of a main sinusoid and higher harmonic sinusoids having frequencies many times higher than the frequency of the main sinusoid. The voltage drops caused by these currents cause distortion of the supply voltage curve. And this leads to a deterioration in electricity quality. The paper analyzes the deterioration of electricity quality indicators with the appearance of higher harmonics of voltage and current. EN: In the course of the work, a study of the operation of rectifiers of DC traction substations was carried out and an assessment of the possible occurrence and level of higher harmonic components was determined. Modeling of rectifier converters of direct current substations in the Matlab system is carried out. With the help of the developed models the simulation of work of different types of rectifier converters of traction substations in the presence of filters of higher harmonics and without them is carried out. Based on the analysis, conclusions are made about the possibility and effectiveness of modern filters of higher harmonics to reduce the higher harmonic components.