Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza numeryczna propagacji harmonicznych w obwodzie jednofazowym AC z obciążeniem nieliniowym

Wciślik Mirosław, Strząbała Paweł

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 1

220--225

PL

Podstawowymi zniekształceniami współczesnych systemów elektroenergetycznych są składowe harmoniczne, wywoływane najczęściej przez obciążenie nieliniowe. W pracy rozważano obwód prądu przemiennego zawierający część liniową LR oraz obciążenie nieliniowe, którego napięcie jest proporcjonalne do funkcji signum prądu. Przedstawiono symboliczne rozwiązania równania tego modelu w stanie ustalonym dla przepływu prądu bez przerw, uwzględniając wszystkie harmoniczne. Dla prądu płynącego z przerwami równanie to rozwiązano numerycznie wykorzystując system MATLAB-Simulink. Wybrane wyniki badań numerycznych, charakterystyki przedstawiono w postaci graficznej.

EN

The main distortions of modern power systems are harmonics, usually caused by a nonlinear load. This paper considers an AC circuit containing a linear LR component and a nonlinear load with a voltage proportional to the signum function of the current. The symbolic solutions of the equation of this model in the steady state for the current flow without interruptions are presented, with consideration of all harmonics. For current flowing with interruptions, this equation was solved numerically using the MATLAB-Simulink system. Selected numerical results, characteristics are presented in graphical form.

2

Harmonic mitigation in utility grid with highly unbalanced non linear load using intelligent controller: an experimental study

Bouhouta Ahmed, Moulahoum Samir, Kabache Nadir

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 4

1--7

EN

The kind of grid-connected loads and the control strategy of harmonic mitigation system using active power filters (APF) play a very important role in terms of total harmonic distortion (THD) and their performances during dynamic operating conditions. Much research deals with these filtering systems only under nonlinear loads with THD values of the source current not exceeding 30%. However when much distorted loads like LED lighting is chosen, the used control strategy can work unsatisfactorily. In this contribution paper, the indirect current control method (ICC) was examined under an extreme case when involving a very high nonlinear load. For the current control, the hysteresis method is adopted which provides switching signals with a fast response and good accuracy. Without require any accurate mathematical model and based on a linguistic description, a fuzzy logic control scheme (FLC) is also developed for the DC-side capacitor voltage to enhance the undesirable dynamic performances obtained using a conventional proportional-integral controller (PI). Simulations outputs and experimental implementation using dSPACE hardware are done under Matlab/Simulink software. Obtained results demonstrate very good performances of the laboratory platform and the control system has been proved to be effective and in perfect compliance with the standard harmonic limits IEEE 519-1992 even when the load current is highly distorted characterized by a high THD more than 60% and an important amplitude of 5th and 7th harmonics.

PL

Rodzaj odbiorników podłączonych do sieci oraz strategia sterowania systemem ograniczania harmonicznych za pomocą filtrów mocy czynnej (APF) odgrywają bardzo ważną rolę w zakresie całkowitego zniekształcenia harmonicznych (THD) i ich wydajności w dynamicznych warunkach pracy. Wiele badań dotyczy tych układów filtrujących tylko przy obciążeniach nieliniowych, przy wartościach THD prądu źródłowego nieprzekraczających 30%. Jednak w przypadku wybrania bardzo zniekształconych obciążeń, takich jak oświetlenie LED, zastosowana strategia sterowania może działać niezadowalająco. W niniejszym artykule, pośrednia metoda sterowania prądem (ICC) została zbadana w skrajnym przypadku, przy bardzo dużym obciążeniu nieliniowym. Do regulacji prądu przyjęto metodę histerezy, która zapewnia sygnały przełączające o szybkiej odpowiedzi i dobrej dokładności. Nie wymagający żadnego dokładnego modelu matematycznego i oparty na opisie językowym, opracowano również schemat sterowania logiki rozmytej (FLC) dla napięcia kondensatora po stronie DC w celu zwiększenia niepożądanych osiągów dynamicznych uzyskanych przy użyciu konwencjonalnego sterownika proporcjonalno-całkującego (PI). Wyniki symulacji i eksperymentalna implementacja przy użyciu sprzętu dSPACE są wykonywane w oprogramowaniu Matlab/Simulink. Uzyskane wyniki wskazują na bardzo dobre osiągi platformy laboratoryjnej, a system sterowania okazał się skuteczny i doskonale zgodny z normami dotyczącymi limitów harmonicznych IEEE 519- 1992, nawet gdy prąd obciążenia jest silnie odkształcony charakteryzujący się wysokim THD powyżej 60% i ważną amplitudę 5. i 7. harmonicznej.

3

Praca pieca łukowego AC w systemie elektroenergetycznym

Gała Marek, Rak Janusz, Jagieła Kazimierz

Przegląd Elektrotechniczny

|

2019

|

R. 95, nr 12

246--251

PL

W artykule opisano instalację zasilania pieca łukowego prądu przemiennego. Elektryczny piec łukowy AC, ze względu na dynamiczny charakter pracy łuku elektrycznego, negatywnie oddziałuje na sieć zasilającą w postaci generowania wyższych harmonicznych, wahań napięcia oraz asymetrii. Przedstawiono wybrane wyniki pomiarów przeprowadzonych po stronie niskiego napięcia, gdzie nieliniowe prądy łuków są źródłem zaburzeń oraz w punkcie wspólnego przyłączenia sieci wysokiego napięcia. Instalacja pieca łukowego na poziomie średniego napięcia wyposażona jest w trójgałęziowy pasywny filtr wyższych harmonicznych, który spełnia podwójną funkcję: redukcji harmonicznych oraz kompensacji mocy biernej dla składowej podstawowej. Analizę pracy pieca łukowego AC przeprowadzono dla pełnego cyklu wytopu stali obejmującego stany roztapiania (pierwszy i drugi kosz złomowy) oraz rafinacji stali.

EN

The article presents the AC power supply installation. The AC electric arc furnace, due to the dynamic nature of the electric arc work, has a negative effect on the supply network in the form of generating higher harmonics, voltage fluctuations and asymmetries. Selected results of measurements on the low-voltage side are presented, where non-linear arc currents are a source of disturbances and at the high-voltage network connection point. The installation of an arc furnace at the medium voltage level is equipped with a three-branch passive higher harmonics filter, which has a dual function: harmonics reduction and reactive power compensation for the basic component. The analysis of AC arc furnace operation for the full steel smelting cycle including melting (first and second scrap bin) and refining is shown.

4

Ocena asymetrii napięć i prądów w instalacji zasilania pieca łukowego AC

Rak Janusz, Gała Marek, Jagieła Kazimierz

Napędy i Sterowanie

|

2019

|

R. 21, nr 10

92--100

PL

Elektryczny piec łukowy AC, ze względu na dynamiczny charakter pracy łuku elektrycznego, negatywnie oddziałuje na sieć zasilającą w postaci generowania wyższych harmonicznych, wahań napięcia oraz asymetrii. W artykule przedstawiono analizę asymetrii napięć i prądów w instalacji zasilania pieca łukowego AC. Na podstawie zarejestrowanych komputerowo danych pomiarowych obliczono za pomocą szybkiej transformaty Fouriera podstawowe harmoniczne przebiegów napięć i prądów w poszczególnych punktach toru zasilania. Następnie wyznaczono współczynniki asymetrii napięć i prądów oraz średnie wartości impedancji fazowych na poziomie niskiego i średniego napięcia dla stanów roztapiania i rafinacji.

EN

The electric AC arc furnace, due to the dynamic nature of the electric arc operation, has a negative impact on the supply network in the form of generating higher harmonics, voltage fluctuations and asymmetry. The paper presents the analysis of asymmetry of voltages and currents in the power supply installation of an AC arc furnace. The basic harmonics of voltage and current waveforms at individual points of the power line were calculated using the Fast Fourier Transform on the basis of computer-recorded measurement data. Next, the voltage and current asymmetry coefficients as well as mean values of phase impedances at the low and medium voltage levels were determined for the melting and refining states.

5

Asymetria napięciowo - prądowa w torze zasilania pieca łukowego AC

Jagieła Kazimierz, Rak Janusz, Gała Marek

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2019

|

Nr 2 (122)

123--129

PL

Piece łukowe AC są odbiornikami energii elektrycznej dużej mocy o chaotycznym poborze prądów niesinusoidalnych, zwłaszcza w pierwszej fazie topienia stali. Taki charakter pracy powoduje negatywne oddziaływanie na sieć zasilającą w postaci wahań napięcia, asymetrii oraz odkształcenia przebiegu napięcia od sinusoidy. W artykule przedstawiono analizę asymetrii napięć i prądów w torze zasilania pieca łukowego AC. Na podstawie zarejestrowanych komputerowo danych pomiarowych obliczono za pomocą szybkiej transformaty Fouriera podstawowe harmoniczne przebiegów napięć i prądów w poszczególnych punktach toru zasilania. Następnie wyznaczono składowe symetryczne kolejności zgodnej i przeciwnej, współczynniki asymetrii oraz średnie wartości impedancji fazowych na poziomie niskiego i średniego napięcia dla stanu roztapiania i rafinacji.

EN

AC arc furnaces are loads of high-power electric power with chaotic non-sinusoidal currents, especially in the first phase of steel melting. This type of work causes a negative impact on the supply network in the form of voltage fluctuations, asymmetry and distortion of the sinusoidal voltage waveform. The paper presents the analysis of asymmetry of voltages and currents in the power supply path of an AC arc furnace.The basic harmonics of voltage and current waveforms at individual points of the power line were calculated using the Fast Fourier Transform on the basis of computer-recorded measurement data. Next, the symmetrical components of the consistent and opposite order, the asymmetry coefficients and the mean values of phase impedances at the low and medium voltage level were determined for the melting and refining state.

6

Wpływ parametrów instalacji zasilania pieca łukowego na wskaźniki elektroenergetyczne procesu wytopu stali

Rak J., Gała M., Jagieła K., Kępiński M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 1

5--8

PL

W artykule porównano parametry elektryczne modernizowanej instalacji pieca łukowego AC dla dwóch różnych mocy transformatora piecowego oraz zmniejszonej reaktancji dławika szeregowego w torze zasilania średniego napięcia. Wyznaczono parametry oraz charakterystyki systemu zasilania pieca. Po modernizacji przeprowadzono racjonalizację stanów pracy pieca łukowego. Celem było uzyskanie maksymalnej mocy czynnej pobieranej przez piec w warunkach istniejących ograniczeń prądowych, przy zachowaniu stabilnej pracy w stanach dynamicznych. Na podstawie przeprowadzonych badań wyznaczono wskaźniki elektroenergetyczne charakteryzujące efektywność procesu wytopu.

EN

Electric indices of a the modernized AC arc furnace system are compared for two furnace transformers of different power and reduced reactance of the serial reactor in medium voltage power line. Parameters and characteristics of the power system of the arc furnace are determined. Improvement of the arc furnace operating conditions after the modernization has been performed. The aim was to obtain the maximum active power consumed by the furnace and preserve its stable operation in dynamic states taking into account existing current limitations. The electric power indices that characterize efficiency of the melting process were determined on the basis of experiments.

7

Non-linear load model for the local stability studies

Solak K., Brusiłowicz B., Szafran J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 10

26-30

EN

This paper presents the non-linear load model which can be used to study the local stability of the power system node. There have been shown the initial assumptions and implemented functions. Model based on Thevenin theory allows to present set part of the power system as voltage source and series impedance. This approach lets perform simple analysis of the influence of the voltage regulation on the local stability margin. In addition prepared program can also plot PU, QU, SU and load curves for the graphical representation of the node condition.

PL

Artykuł prezentuje nieliniowy model obciążenia wykorzystany do badania stabilności lokalnej węzłów systemu elektroenergetycznego. Przedstawiono założenia wstępne oraz realizowane funkcje. Model bazując na teorii Thevenina pozwala zadany fragment systemu, zamodelować jako źródło oraz impedancję systemową. Podejście takie umożliwia przeprowadzenie prostej analizy wpływu regulacji napięcia na wartość zapasu stabilności. Program umożliwia również wykreślanie krzywych nosowych i krzywych typu obciążenia w celu graficznego przedstawienia stanu węzła.

8

Charakterystyki symetrycznego obwodu pieca łukowego w stanie ustalonym w czasie roztapiania

Wciślik M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2011

|

R. 87, nr 7

68-71

PL

W artykule przedstawiono analityczne rozwiązanie równań symetrycznego obwodu trójfazowego pieca łukowego z obciążeniem nieliniowym w stanie ustalonym. Charakterystyka prądowo-napięciowa tego obciążenia została opisana z wykorzystaniem funkcji signum i modeluje łuk elektryczny w etapie roztapiania. Wyznaczono amplitudy i fazy harmonicznych prądów. Opracowano schemat zastępczy obciążenia nieliniowego dla pierwszej harmonicznej, zawierający indukcyjność i rezystancję. Przeprowadzono dyskusję bilansu mocy czynnej i biernej w obwodzie.

EN

The paper deals with analytical solution of equations of the arc furnace symmetrical three-phase circuit in the steady state with the nonlinear load. The current-voltage characteristic of the load was described using the signum function. It is the arc discharge model during scrap melting. Formulas of amplitudes and phases of all harmonic currents were appointed. An equivalent diagram of the non-linear load for first harmonics was worked out. The discussion of the active and reactive power balance in the circuit is presented.

9

Praca generatora indukcyjnego przy niesymetrycznym obciążeniu

Hickiewicz J., Moch J.

Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2008

|

Vol. 62, nr 28

412-419

PL

W przeważającej większości małych elektrowni wodnych jako generatory energii elektrycznej wykorzystane są maszyny indukcyjne. Generatory te mogą stale współpracować z siecią elektroenergetyczną lub pracować w trybie autonomicznym, zasilając wydzieloną wyspę. W każdym z tych trybów może wystąpić asymetria obciążenia poszczególnych faz. W referacie omówiono model matematyczny generatora indukcyjnego z uwzględnieniem nieliniowości charakterystyki magnesowania, przedstawiono również wyniki badań pomiarowych i symulacyjnych asymetrycznie obciążonego generatora indukcyjnego, pracującego autonomicznie na wydzielone obciążenie oraz sposoby ograniczania asymetrii obciążenia w trybie pracy wyspowej.

EN

In the majority of small hydropower plants the induction machines are used as generators. These generators can operate connected to a distribution network or supplying separate island. In each of the modes voltage asymmetry can appear as result of asymmetrical load in phases. Generator's voltage can be distorted by load's nonlinearity. In the paper, the mathematical model of an induction generator with saturated magnetic circuit were presented, as well as results of measurement, and simulation investigation on asymmetrically loaded induction generator. Methods to limit the asymmetry, and nonlinearity were discussed.