Kompatybilność elektromagnetyczna niskiej częstotliwości

Widmo częstotliwościowe zanieczyszczeń harmonicznych

Kompatybilność elektromagnetyczna niskich częstotliwości (LF EMC) to specyficzna dziedzina w dziedzinie kompatybilności elektromagnetycznej (EMC) i jakości energii (PQ) , która zajmuje się zjawiskami zakłóceń elektromagnetycznych w zakresie częstotliwości od 2 kHz do 150 kHz. Jest to specjalny zakres częstotliwości, ponieważ nie mieści się w problemach PQ, z zakresem do 2 kHz (3 kHz w sieciowych systemach częstotliwości 60 Hz, takich jak Stany Zjednoczone ), gdzie względne poziomy napięcia i prądu może mieć ogromny wpływ na wydajność i integralność systemów elektrycznych, ani w przewodzonym zakresie EMC, który zaczyna się od 150 kHz i wpływa głównie na systemy informacyjne, ani już zbyt daleko od emitowanego zakresu EMC, który zaczyna się od 30 MHz i dochodzi do 1 GHz. Jest to nowsza dziedzina zainteresowania PQ i EMC, o czym świadczy fakt, że środowisko zawodowe nie osiągnęło konsensusu co do terminologii [ potrzebne źródło ] , harmoniczne LF EMC nazywane są supraharmonicznymi, a innym faktem jest pustka w normach dotyczących Zakres częstotliwości LF EMC.

Powoduje

Generowanie harmonicznych LF EMC dzięki inteligentnej sieci

Główną przyczyną występowania zakłóceń elektromagnetycznych o niskiej częstotliwości w domowych i przemysłowych instalacjach elektrycznych jest gęsta integracja częstotliwości przełączania energoelektroniki . Z czasem przełączające urządzenia zasilające, takie jak tranzystory , stały się tanie, małe i łatwe w użyciu, atakując wszystkie aspekty ludzkiej działalności. Częstotliwość przełączania tych urządzeń przekroczyła 2 kHz, a ich możliwości przenoszenia mocy wzrosły do ​​​​punktu, w którym zaczęły sterować urządzeniami elektrycznymi, takimi jak silniki elektryczne , które są bardziej energochłonne.

Inną rosnącą przyczyną zakłóceń 2 kHz - 150 kHz w systemach elektroenergetycznych jest ciągła integracja odnawialnych źródeł energii i ewolucja systemu elektroenergetycznego w kierunku inteligentnych sieci . Inteligentna sieć w zasadzie wykorzystuje systemy teleinformatyczne do sterowania wejściami i wyjściami zasilania za pośrednictwem przetwornic mocy , co oznacza intensywne wykorzystanie urządzeń przełączających w zakresie LF EMC.

Efekt

stosunek ciężaru harmonicznych do częstotliwości podstawowej w zakresie LF EMC, co prowadzi do wzrostu zanieczyszczenia harmonicznymi , które zaburza jakość energii dostarczanej do odbiorców oraz zakłócenia w pobliskich systemach informatycznych i telekomunikacyjnych . Stwierdzono, że wpływ LF EMC ma poważny wpływ na wszystkie połączenia elektryczne i urządzenia. Diagnoza problemów związanych z nadharmonicznymi oparta na wpływie na sprzęt elektryczny została zbadana przez Sakara i in. Propagacja harmonicznych LF przez LV i sieci SN prowadzi do zakłóceń w elementach dostarczających energię i urządzeniach końcowych, np. migotania światła, starzenia się kondensatorów i zakończeń kabli, słyszalnego szumu i przerw w ładowaniu pojazdów elektrycznych. Ponieważ takie incydenty zdarzają się coraz częściej, pojawia się potrzeba opracowania wytycznych ułatwiających diagnozę tych problemów. Wykazano, że różne cechy zniekształceń LF są odpowiedzialne za różne interferencje. Problemy te zostały zorganizowane w schematy blokowe poszczególnych problemów dla słyszalnego szumu, awarii zakończeń kabli, niechcianych wyzwoleń spowodowanych wyłącznikami różnicowoprądowymi i migotania. Na przetwornicach mocy , wykazano, że harmoniczne LF generują z kolei szereg problemów związanych z zanieczyszczeniem EMC. Interharmoniczne są jednymi z największych zanieczyszczeń w tej interakcji. Chociaż badanie przeprowadzono na konwerterach LED i niskim napięciu, wpływ na zastosowania wysokonapięciowe, takie jak trakcja kolejowa, może mieć wzmocniony szkodliwy wpływ.

Kierunki rozwoju

W tej stosunkowo nowej dziedzinie należy wziąć pod uwagę wiele wyzwań. Opublikowano już szereg badań, ale społeczność profesjonalna nadal nie rozwiązała kilku bardzo ważnych wyzwań w dziedzinie niskich częstotliwości EMC i PQ. Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników powołał już komitet techniczny do pracy nad tymi zagadnieniami, poczynając od zagadnień normalizacyjnych.

Normy

Pokrycie standardów PQ, EMC i LF EMC

Zagadnienie normalizacji w zakresie częstotliwości 2 – 150 kHz jest dwojakie: z jednej strony nie ma konkretnych i uzgodnionych norm zobowiązujących projektantów instalacji elektrycznych do uwzględnienia tego zakresu, a z drugiej strony nie ma norm, które kierować pomiarem EMI w tym konkretnym zakresie częstotliwości. Istnieją standardy, które obejmują obszar PQ i obszar EMC, ale pomiędzy nimi istnieje znaczna luka, która powoduje problemy z każdym nowym systemem elektrycznym lub urządzeniem.

Zobacz też

Emisje przewodzone

Jakość energii elektrycznej

Współczynnik mocy

  1. ^ Rönnberg, SK (2017). „O zniekształceniu kształtu fali w zakresie częstotliwości 2–150 kHz — przegląd i wyzwania badawcze”. Badania systemów elektroenergetycznych . 150 : 1–10. doi : 10.1016/j.epsr.2017.04.032 .
  2. ; ^ abc Jan Meyer   Wiktor Chochłow; Matthiasa Klatta; Juergena Bluma; Christian Waniek; Thomasa Wohlfahrta; Johanna Myrzik (2018). „Przegląd i klasyfikacja zakłóceń w zakresie częstotliwości 2–150 kHz (supraharmoniczne)”. IEEE Xplore . doi : 10.1109/SPEEDAM.2018.8445344 . Wikidane Q112827311 .
  3. ^   Millán, J. (maj 2014). „Ankieta dotycząca półprzewodnikowych urządzeń mocy z szerokim pasmem wzbronionym” . Transakcje IEEE dotyczące energoelektroniki . 29 (5): 2155–2163. Bibcode : 2014ITPE...29.2155M . doi : 10.1109/TPEL.2013.2268900 . S2CID 23719999 .
  4. ^ a b c d    S. Sakar; SK Rönnberg; M. Bollen (lipiec 2021). „Emisja interharmoniczna w przetwornicach AC-DC narażonych na niezsynchronizowane napięcie o wysokiej częstotliwości powyżej 2 kHz”. Transakcje IEEE dotyczące energoelektroniki . 36 (7): 7705–7715. doi : 10.1109/TPEL.2020.3047862 . ISSN 0885-8993 . Wikidane Q112827082 .
  5. ^ ab ; Ángela Espín-Delgado    Sarah Rönnberg; Shimi Sudha Letha; Matematyka Bollen (czerwiec 2021). „Diagnostyka problemów związanych z nadharmonicznymi na podstawie wpływu na sprzęt elektryczny”. Badania systemów elektroenergetycznych . 195 (4). doi : 10.1016/J.EPSR.2021.107179 . ISSN 0378-7796 . Wikidane Q112827201 .
  6. ^ „TC7 EMC niskiej częstotliwości” . TC 7 Kompatybilność elektromagnetyczna niskiej częstotliwości .
  7. Bibliografia    _ „Ograniczenia w stosowaniu istniejących topologii LISN do pomiarów emisji przewodzonych o niskiej częstotliwości i możliwe rozwiązania”. 2021 Międzynarodowe sympozjum Azji i Pacyfiku na temat kompatybilności elektromagnetycznej (APEMC) : 1–4. doi : 10.1109/APEMC49932.2021.9596980 . hdl : 11311/1199963 . ISBN 978-1-7281-7621-5 . S2CID 244274225 .
  8. ^   Alkahtani, Ammar Ahmed (2020). „Jakość energii w mikrosieciach, w tym nadharmonicznymi: problemy, normy i środki zaradcze” . Dostęp IEEE . 8 : 127104–127122. doi : 10.1109/ACCESS.2020.3008042 . S2CID 220733743 .

Linki zewnętrzne

Pobrane z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Low_frequency_electromagnetic_compatibility&oldid=1136439117 ”