Описание

В установках HVDC фильтры гармонических шунтов переменного тока используются для:

1) уменьшить гармонические напряжения и токи в энергосистеме,

2) подать реактивную мощность, потребляемую преобразователем. Для иллюстрации этих концепций моделируется выпрямитель 1000-MW (500 кВ, 2kA) HVDC.

Выпрямитель HVDC построен из двух последовательно соединенных 6-импульсных тиристорных мостов. Конвертер связан с системой с 1200-MVA Трехфазовым трансформатором (три обмотки). К стороне постоянного тока через сглаживающий реактор 0,5 Н подключена 1000-MW резистивная нагрузка. Набор фильтров состоит из следующих четырех компонентов библиотеки powerlib/Elements:

- один конденсаторный блок (C1) 150 Мвар, смоделированный «нагрузкой RLC трехфазного ряда»,

- три фильтра, смоделированные с использованием «трехфазного фильтра гармоник»

(1) один фильтр верхних частот типа C, настроенный на 3-й (F1) из 150 Мвар

(2) один двойной фильтр 11/13-й (F2) 150 Мвар

(3) один фильтр верхних частот настроен на 24-й (F3) из 150 Мвар

Общая оценка Mvar набора фильтров составляет 600 Mvar. Для подключения фильтров, установленных на шине переменного тока, используется трехфазный автоматический выключатель (Brk1).

Моделирование

Моделирование временной области

Выполните первое моделирование с альфа-углом выстрела 19 градусов. Вы должны получить уровень постоянного напряжения 500 кВ. Теперь посмотри внутрь Scope1. Сравните токи, протекающие в шину B1 (Iabc_B1, ось 2), с токами, протекающими в шину B2 (Iabc_B2, ось 3). Видно, что гармонические фильтры почти исключают гармоники, генерируемые преобразователем. Если вы используете инструмент FFT powergui, вы обнаружите, что гармонические фильтры уменьшают THD тока, вводимого в систему, с 9% до 0,7%. Можно также выполнять другие моделирования с различными значениями альфа. Обратите внимание на влияние на уровень постоянного тока и на генерируемые гармоники.

Частотная характеристика

Теперь вы постройте график полного сопротивления и частоты фильтров гармоник:

1) Отсоедините фильтры от шины переменного тока. Для этого дважды щелкните на Brk1 выключателя, выберите «открыть» для начального состояния выключателей и нажмите кнопку OK.

2) Откройте блок питания и выберите «Impedance vs Frequency Measurement».

3) Нажмите кнопку Display/Save (просмотр/сохранение). Специализированные энергетические системы вычисляют и отображают частотную характеристику фильтров.

4) Дважды щелкните по блоку «Показать импеданс фильтров в зависимости от частоты». Будет отображен второй рисунок, показывающий предварительно вычисленную частотную характеристику фильтров. Данные импеданса двух фигур должны быть идентичными.

5) Если вы увеличиваете изображение (с помощью меню «Tool»), вы должны найти импеданс 417 Ом емкостной (-90deg.) при 60 Гц. Это значение подтверждает, что общая реактивная мощность фильтров при 60 Гц составляет: Qc = V ^ 2/Xc = 500e3 ^ 2/417 = 600 Mvar.