ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

СИСТЕМЫ СИЛОВЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ С РЕГУЛИРУЕМОЙ СКОРОСТЬЮ

Часть 4

Общие требования. Номинальные технические характеристики систем силовых приводов переменного тока свыше 1000 В и не более 35 кВ

IEC 61800-4:2002 Adjustable speed electrical power drive systems — Part 4:

General requirements — Rating specifications for a.c. power drive systems above 1000 V a.c. and not exceeding 35 kV (IDT)

Издание официальное

2014

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ» (ФГБОУВПО «НИУ «МЭИ») и Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении» (ВНИ-ИНМАШ) на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 333 «Вращающиеся электрические машины»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 сентября 2012 г. №377-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 61800-4:2002 «Системы силовых электроприводов с регулируемой скоростью. Часть 4. Общие требования. Номинальные технические характеристики систем силовых приводов переменного тока свыше 1000 В и не более 35 кВ» (IEC 61800-4:2007 «Adjustable speed electrical power drive systems — Part 4: General requirements — Rating specifications for a.c. power drive systems above 1000 V a.c. and not exceeding 35 kV»).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

© Стандартинформ, 2014

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Примечание 3 — THD можно рассматривать как аппроксимацию TDR, в котором дробными гармониками пренебрегли вследствие малости их амплитуд.

Примечание 4 — Кривая напряжения в распределительной сети обычно искажена меньше, чем кривая тока. Поэтому оценка двух коэффициентов THD и TDR по напряжению дает одинаковый результат. Если делать ее для токов, они могут быть существенно разными.

3.1.17 результирующий фактор искажения (total distortion factor), TDF: Отношение действующего значения результирующего состава искажения к действующему значению самой переменной величины.

[МЭС 551-20-16 и МЭС 101-14-55]

Q Q

Примечание 1 — Результирующий коэффициент искажения зависит от выбора основной составляющей. Если из контекста неясно, какая она, следует дать указание на этот счет.

Примечание 2 — Отношение TDF к TDR равно отношению действующих значений основной составляющей и всей переменной величины. Согласно МЭС 551-20-17 и МЭС 161-02-22 это есть коэффициент искажения по первой гармонике.

Q TDR

3.1.18    коэффициент искажения отдельной гармоники (individual harmonic distortion), IDR: Отношение любой гармоники к основной.

3.1.19    характеристика гармоник тока (characteristic current harmonics): Порядки гармоник тока, создаваемых преобразовательным оборудованием при нормальной работе.

Примечание 1 — Например, в шестипульсном преобразователе характеристика гармоник тока: нет гармоник кратных трем, есть только нечетные порядков h = 6к ± 1 (к — целая величина).

Примечание 2 — В электрической системе могут также возникать гармоники, вызванные взаимодействием с нагрузкой преобразователя. Их называют дробными гармониками.

3.1.20    номинальное напряжение (rated voltage): Действующее значение линейного напряжения

в номинальном режиме:

-    первичная сторона входного трансформатора 17_LN;

-    на входе преобразователя l/_VN;

-    на выходе преобразователя l/_aN;

-    напряжение двигателя 1У_АМ.

3.1.21    номинальное значение основной гармоники напряжения (rated fundamental voltage): Действующее значение основной гармоники напряжения в номинальном режиме:

-    первичная сторона входного трансформатора 17_LN1;

-    на входе преобразователя U_yN1;

-    на выходе преобразователя 17_аМ1;

-    основная гармоника напряжения двигателя U_AM.

3.1.22    номинальный переменный ток (rated а.с. current): Действующее значение переменного тока в номинальном режиме:

-    первичная сторона входного трансформатора /_LN;

-    на входе преобразователя /_VN;

-    на выходе преобразователя /_aN;

-    номинальный ток двигателя /_AN.

3.1.23    номинальное значение основной гармоники тока (rated fundamental current): Действующее значение основной гармоники тока в номинальном режиме:

-    первичная сторона входного трансформатора /_LN1;

-    на входе преобразователя /_VN1;

-    на выходе преобразователя /_aN1;

-    основная гармоника номинального тока двигателя /_AN1.

ГОСТРМЭК 61800-4—2012

3.1.24 перегрузочная способность (overload capability): Максимальный ток, который может быть подан от источника питания в течение определенного периода времени без превышения установленных пределов при установленных рабочих условиях:

-    первичная сторона входного трансформатора /_LM;

-    на входе преобразователя /_VM;

-    на выходе преобразователя /_аМ;

-    перегрузочный ток двигателя /_АМ.

3.2 Параметры силового электропривода

3.2.1    входная мощность со стороны питающей сети (line-side input power), f^_\ Входная активная мощность, потребляемая из сети.

3.2.2    полная (кажущаяся) входная мощность (line-side input apparent power), S_L: Полная (кажущаяся) мощность, потребляемая из сети.

3.2.3    результирующий коэффициент мощности на входе (input total power factor), ^_L: Отношение входной активной мощности к полной, определяемых в линии, соединяющей ЭП с питающей сетью.

COSCPli /[

u_LлТз

L1

ч =

coscp_L1.

Пример — В трехфазной системе при синусоидальном напряжении

Примечание 1 — Коэффициент мощности учитывает влияние фазового сдвига coscp-| и гармоник с помощью коэффициента искажения v =

Примечание 2 — Определение относится ко входу преобразователя (индекс V) или двигателя (индекс L).

3.2.4 несимметрия напряжения (voltage unbalance (imbalance)): Ситуация в многофазной системе, когда не равны действующие значения основной гармоники линейных напряжений или фазовые углы между смежными фазами.

Примечание 1 — Степень этого неравенства обычно выражается в виде отношения составляющих обратной и нулевой последовательностей к составляющей прямой последовательности.

[МЭС 161-08-09 модифицированный]

U12, U₂з и L/₃₁ представляют собой три линейных напряжения, а 8,у = (Ц, - и_срец)/(Зб/_сред) есть отклонение каждого из них, т — несимметрия напряжений, равная отношению амплитуды напряжения обратной последовательности к амплитуде напряжения прямой последовательности:

Примечание 2 — Формула, упомянутая в примечании 1, дает отличную аппроксимацию (с ошибкой менее 5 % при изменении амплитуд в пределах ± 20 % и фазовых сдвигов в пределах ± 15 % по сравнению с идеальной симметричной системой прямой или обратной последовательности). Более простая аппроксимация

т = (2/3)[(1У_макс-^мин)/^сред]

дает приемлемые результаты, вплоть до т = 7 % (абсолютная ошибка меньше 1 %). Еще одна простая аппроксимация дает результаты со сравнимой ошибкой:

т = макс [(Uy — б^_Ср_ед )/U_cред ]■

3.2.5    переходное питающее напряжение (supply transient overvoltage): Мгновенное пиковое напряжение, которое может появиться между проводами, подающими питание к силовому электроприводу, когда он отключен.

3.2.6    переходная питающая энергия (supply transient energy): Энергия, которую система питания может подать к зажимам силового электропривода в переходном режиме.

9

3.3 Преобразователь

3.3.1    секция преобразователя (напряжение свыше 1 кВ) (converter section (voltage above 1 kV)): Силовой электронный преобразователь, работающий при напряжении свыше 1 кВ, но не более 35 кВ, по схеме на рисунке 1.

3.3.2    входной фильтр преобразователя (converter input filter): Цепочки, присоединенные к входным зажимам преобразователя для снижения dU/dt (перенапряжения для изоляции трансформатора) или излучения радиопомех.

3.3.3    напряжение на шинах постоянного тока преобразователя (converter d.с. link voltage), U_d: Среднее значение напряжения на шинах постоянного тока (на входе преобразователя).

3.3.4    ток в звене постоянного тока преобразователя (converter d.c. link current), /_d: Среднее значение тока в шинах постоянного тока (на входе преобразователя).

3.3.5    снаббер (цепь) (snubber (circuit)): Вспомогательная цепь, соединенная с одним или более полупроводниковым прибором в целях снижения перенапряжения на его (их) зажимах, возникающих из-за высокой скорости нарастания тока, переходных перенапряжений, коммутационных потерь и т. п.

3.3.6    связь постоянного тока (d.c. link): Силовая цепь постоянного тока, соединяющая входной и выходной преобразователи в схемах с промежуточным звеном постоянного тока и состоящая из конденсаторов и/или реакторов для уменьшения пульсаций постоянного напряжения или тока.

3.3.7    выходной фильтр преобразователя (converter output filter): Цепочки, присоединяемые к силовому выходу преобразователя для уменьшения dU/dt (перенапряжения на изоляции двигателя и генерирующего подшипниковые токи) или потерь от высших гармоник.

3.3.8    выходная мощность преобразователя на переменном токе (а.с. converter output power), Pat Мощность на выходных зажимах преобразователя на основной гармонике.

3.3.9    полная (кажущаяся) мощность на выходе преобразователя (apparent converter output power), S_a: Полная (кажущаяся) мощность на выходных зажимах преобразователя.

3.3.10    переходной ток короткого замыкания на выходе (dynamic short-circuit output current): Постоянный или переменный ток в переходном процессе, который протекает из преобразователя в короткозамкнутую цепь через его выходные зажимы.

3.3.11    рабочий диапазон частоты (operating frequency range): Диапазон измерения частоты основной гармоники на выходе преобразователя (7_МИН, 7_макс), регулируемой при определенных условиях работы.

3.4 Выходные характеристики силового электропривода

3.4.1 нагрузочная диаграмма (load envelope): Площадь, описываемая зависимостью момента от скорости ЭП в продолжительном нагрузочном режиме.

Момент,,

^мшн    ^No    ^Nm    Скорость

Рисунок 2 — Пример нагрузочной диаграммы

3.4.2    минимальная рабочая скорость (minimum operation speed), Л/_мин: Минимальная скорость двигателя, требуемая приводным механизмом.

3.4.3    максимальная рабочая скорость (maximum operation speed), Л/_м: Максимальная скорость двигателя, требуемая приводным механизмом.

3.4.4    базовое значение скорости (base speed), N₀: Наибольшая скорость двигателя, при которой ЭП способен продолжительно развивать номинальный момент.

10

ГОСТРМЭК 61800-4—2012

Примечание — Базовое значение скорости есть точка перехода от работы с постоянным моментом к режиму ослабления поля.

3.4.5    работа с ослаблением поля (field weakening operation): Работа с уменьшенным потоком в диапазоне скоростей между базовой (Л/₀) и максимальной (Л/_м).

3.4.6    пульсация электромагнитного момента (air-gap torque pulsation): Периодические изменения электромагнитного момента двигателя в установившихся режимах, величина которых оценивается разностью между положительным и отрицательным пиковыми значениями.

3.5 Регулирование

3.5.1    система управления (control system): Электронная система, которая обеспечивает работу силового преобразователя и набор информации от управляющих команд и обратных связей.

3.5.2    регулируемые переменные величины (controlled variable): Набор переменных в разомкнутой или замкнутой системе управления ЭП.

Примечание — Примерами регулируемых переменных являются напряжение, ток статора, частота, скорость вращения, скольжение и момент.

3.5.3    вспомогательные переменные (service variable): Определенные переменные, обычно связанные с условиями окружающей среды (например, температурой), по которым следящая система должна вносить коррекцию, чтобы поддерживать идеальное значение регулируемой величины.

3.5.4    рабочее значение (operating variable): Определенное значение переменной (например, момента нагрузки в приводе регулирования скорости), отличающееся от тех, что соответствуют условиям регулирования, по которому следящая система должна вносить коррекцию, чтобы поддерживать идеальное значение регулируемой величины.

3.5.5    регулирование в разомкнутой системе (open-loop control): Регулирование, при котором не измеряется регулируемая переменная.

3.5.6    регулирование в системе с обратными связями/в замкнутой следящей системе (feedback control/closed-loop control): Регулирование, при котором управляющие воздействия зависят от измерения регулируемой переменной.

3.5.7    стимул (stimulus): Любое возбуждающее воздействие, которое вызывает ответную реакцию.

3.5.8    возмущение (disturbance): Нежелательное и чаще всего непредсказуемое изменение входной переменной, отличающееся от задания.

3.5.9    реакция во времени (time response): Изменение во времени выходной переменной системы, вызванное определенной вариацией одной из входных величин.

3.5.10    реакция на скачок (step response): Изменение во времени выходной переменной системы, вызванное скачкообразным изменением одной из входных величин.

Примечание — Когда изменение входной величины равно единице, реакция называется единичной реакцией на скачок.

3.6 Испытания

3.6.1    типовое испытание (type test): Испытание одного или нескольких элементов системы для того, чтобы показать, что она удовлетворяет определенным спецификациям.

[МЭК 60050-16-16 модифицированный]

3.6.2    выходное испытание (routine test): Испытание, которому подвергается каждое устройство в ходе или после изготовления, чтобы убедиться, что оно удовлетворяет определенным требованиям.

[МЭК 60050-16-17 модифицированный]

3.6.3    выборочное испытание (sampling test): Испытание нескольких образцов, случайно взятых из партии.

[МЭК 60050-16-20 модифицированный]

3.6.4    специальное испытание (special test): Испытание, дополняющее выходные и типовые по усмотрению поставщика системы или по соглашению между поставщиком и потребителем или его представителем.

[МЭК 61800-2, пункт 7.1.4, модифицированный]

3.6.5    приемочное испытание (acceptance test): Испытание по соглашению, чтобы убедить потребителя в том, что устройство отвечает определенным условиям его спецификации.

[МЭК 60050-16-23]

11

3.6.6    приемо-сдаточное испытание (commissioning test): Испытание устройств или оборудования, проводимое на месте работы, чтобы подтвердить правильность монтажа и условий эксплуатации.

[МЭК 60050-16-24 модифицированный]

3.6.7    доказательное испытание (witness test): Любое из вышеперечисленных испытаний в присутствии покупателя, потребителя или его представителя.

[МЭК 61800-2, пункт 7.1.8]

3.6.8    испытание отдельного компонента (separate component test): Индивидуальное испытание каждого из основных компонентов ЭП (трансформатора, двигателя и т. д.).

3.6.9    испытание системы привода (drive system test): Испытание всего ЭП для подтверждения характеристик системы в целом.

3.7 Обозначения

В таблице 1 представлены обычно используемые обозначения.

Таблица 1 — Обозначения

Обозначение Единица измерения Определение в разделе Показатель ^аМ A 3.1.24 Перегрузочный ток (перегрузочная способность) AiN A 3.1.22 Номинальный выходной ток в продолжительном режиме АаШ A 3.1.22 Номинальное значение основной гармоники выходного тока 'd A 3.3.4 Ток в звене постоянного тока A 3.1.22 Номинальный ток электропривода, потребляемый из сети переменного тока ^LNI A 3.1.23 Номинальное значение основной гармоники тока преобразователя со стороны питающей сети А/N A 3.1.22 Номинальный выходной ток преобразователя J КГМ2 Момент инерции Md Нм Электромагнитный момент Ms Hm Момент на валу N об/мин Скорость вращения двигателя N0 об/мин 3.4.4 Базовое значение скорости NM об/мин 3.4.3 Максимальная рабочая скорость об/мин 3.4.2 Минимальная рабочая скорость taNI Вт Номинальное значение выходной мощности преобразователя на переменном токе PLN Вт 3.2.1 Номинальная входная мощность Ps Вт Выходная мощность (на валу двигателя) «SI МЭК 61800-3 В.2.1.3.6 Относительный ток короткого замыкания оборудования RS| = (Ssc в рассматриваемой точке)/Эм SaN BA Номинальная полная (кажущаяся) мощность на выходе преобразователя SLN BA 3.2.2 Номинальная входная полная (кажущаяся) мощность

Окончание таблицы 1

Обозначение Единица измерения Определение в разделе Показатель TDRa % См. 3.1.16 Результирующий коэффициент искажения на выходе преобразователя tdrl % См. 3.1.16 Результирующий коэффициент искажения со стороны питающей сети (с учетом дробных гармоник) THDa % См. 3.1.14 Результирующее гармоническое искажение THDi % См. 3.1.14 Результирующее гармоническое искажение со стороны питающей сети (без учета дробных гармоник) ^alsl/^aN В/Гц Отношение номинального напряжения к номинальной частоте UaN В 3.1.21 Основная гармоника номинального напряжения переменного тока на стороне нагрузки преобразователя ^LN В 3.1.20 Номинальное напряжение системы ЭП Ц/N в 3.1.20 Номинальное входное напряжение переменного тока преобразователя *Л/м в 3.1.21 Номинальное значение основной гармоники напряжения на входе преобразователя COS (pL1 МЭК 61800-2 Коэффициент мощности со стороны питающей сети COS ф\/-| МЭК 61800-2 Коэффициент мощности на входе преобразователя In Гц Номинальная частота питающей сети Лс % 3.1.6 КПД преобразования энергии TlD % 3.1.5 КПД привода Лм % 11.1 КПД двигателя Лт % 11.1 КПД трансформатора ч 3.2.3 Результирующий коэффициент мощности на входе системы ЭП Примечание 1 — Индекс L используется для параметров и переменных на стороне питающей сети (первичной обмотки трансформатора). Примечание 2 — Индекс V используется для параметров и переменных на входе преобразователя. Примечание 3 — Индекс d используется для параметров и переменных звена постоянного тока. Примечание 4 — Индекс а используется для выходных параметров и переменных преобразователя. Примечание 5 — Индекс А используется для параметров и переменных двигателя. Примечание 6 — Второй индекс N используется для номинальных значений. Примечание 7 — Третий индекс 1 используется для основной гармоники переменной (1-го порядка) и т. д.

4 Обзор топологических структур приводов

4.1 Классификация структур

Структуры различных систем электропривода можно классифицировать по следующим основным признакам:

-    конфигурация преобразователя;

-    способ коммутации;

-    тип двигателя.

13

Любая комбинация признаков может быть использована для формирования топологической структуры системы ЭП. Примеры обычно применяемых структур даны в приложении А.

По типу преобразователя ЭП подразделяют на системы со звеном постоянного тока и с непосредственной связью. Второй подход к классификации — по способу коммутации, которая может быть принудительной и естественной (самокоммутацией) или с непосредственной связью.

4.2 Конфигурация преобразователя

4.2.1 Преобразователь со звеном постоянного тока

Преобразование энергии переменного тока с постоянной частотой и напряжением на входе преобразователя в энергию переменного тока с варьируемыми частотой и напряжением на выходе осуществляется с промежуточным звеном постоянного тока, как показано на рисунке 3.

Трансформатор    Преобразователь    Звено    Преобразователь,

линейного    постоянного    питающий

напряжения    тока    двигатель

Рисунок 3 — Общая структура системы привода, имеющего преобразователь со звеном постоянного тока

Звено постоянного тока включает одно или более фильтрующих устройств (последовательный реактор, параллельный конденсатор или оба вместе). Если звено постоянного тока содержит индуктивность, преобразователь, питающий двигатель, называется инвертором тока (ИТ). При наличии емкости в звене постоянного тока он называется инвертором напряжения (ИН).

4.2.2 Преобразователь с непосредственной связью

Преобразование энергии переменного тока с постоянной частотой и напряжением на входе преобразователя в энергию переменного тока с варьируемыми частотой и напряжением на выходе осуществляется без промежуточного звена постоянного тока, как показано на рисунке 4.

°МЗО

Трансформатор на обоих рисунках обычно имеет трехфазную первичную обмотку и одну или более вторичных трехфазных обмоток в зависимости от схемы присоединяемого к ним преобразователя. Последняя может состоять из группы шестипульсных модулей преобразователя, соединенных последовательно и/или параллельно, а иногда и с последовательным (чередующимся) управлением, соответственно для улучшения гармонического состава и коэффициента мощности.

4.2.3    Способ коммутации

4.2.3.1    Внешняя (принудительная) коммутация

Она осуществляется от источника сигнала вне преобразователя и бывает линейной и нагрузочной. В случае нагрузочной коммутации преобразователя, питающего двигатель, преобразователь называется инвертором, коммутируемым нагрузкой.

4.2.3.2    Самокоммутация

Самокоммутация означает, что она осуществляется с помощью элементов внутри преобразователя.

4.3    Тип двигателя

Основные типы двигателей — синхронные и асинхронные. Чаще всего оба типа являются трехфазными или с несколькими трехфазными обмотками статора. Асинхронные двигатели могут подразделяться на двигатели с короткозамкнутым ротором и двигатели с фазным ротором.

На рисунке 5 показан пример группы модулей преобразователя и двигателя с двумя отдельными обмотками статора.

4.5 Рекуперация и динамическое торможение

4.5.1    Рекуперативное торможение

В общем случае момент и скорость имеют два знака, поэтому существуют четыре квадранта, ха-рактеризирующие работу привода. Если момент и скорость имеют одинаковые знаки, энергия поступает из сети в двигатель. Если момент препятствует вращению, энергия передается из двигателя в сеть.

Передача мощности из сети в двигатель соответствует двигательному режиму работы, в то время как обратное направление из двигателя в сеть называется режимом рекуперации. Многие из схем, представленные в приложении А, способны работать в четырех квадрантах, т. е. и в режиме рекуперативного торможения.

4.5.2    Динамическое торможение

При динамическом торможении энергия рассеивается в резисторе.

Для примера на рисунке 8 показан привод с инвертором напряжения, в котором резистор включен параллельно с конденсатором звена постоянного тока; когда ток изменяет знак, ключ срабатывает, чтобы поддержать напряжение на конденсаторе, позволяя энергии торможения рассеиваться в резисторе.

5 Условия сервиса

5.1    Установка и эксплуатация

5.1.1    Обслуживание электрической части

5.1.1.1    Нормальные (обычные) условия обслуживания

Если это специально не оговаривается, систему силового электропривода проектируют для условий обслуживания электрической части, которые представлены в таблице 2. Соответствующие критерии ЭМС этого устройства можно найти в МЭК 61800—3 (пункт 5.2).

Таблица 2 — Условия обеспечения питающего напряжения на зажимах электропривода (основных и вспомогательных)

Показатель Уровень Базовый документ Изменение частоты f|_N i 2 % /j_N ±4 % (для автономных систем электроснабжения) МЭК 61800-3 Скорость изменения частоты < 2 % /[n/s МЭК 61800-3 Изменение напряжения ± 10% + 10 %, - 15 % < 1 мин(см. примечание 1) МЭК 61800-3 Флуктуация напряжения Максимальный перепад амплитуды: -    12 % внутри поля допуска; -    минимальный интервал между скачками 2 с; -    время нарастания > 5 периодам питающего напряжения МЭК 61800-3 Провалы напряжения 10—50% t <100 мс 10—100 % t < 5 мс (см. примечание 2) МЭК 61800-3 Несимметрия напряжения Основное питание: 2    % (составляющие нулевой и обратной последовательностей). Питание вспомогательное: 3    % (составляющие нулевой и обратной последовательностей) МЭК 61800-3

Окончание таблицы 2

Показатель Уровень Базовый документ Гармоники напряжения: -    статика -    переходные режимы THD <10 % THD < 15 %, f < 15 с (см. примечание 3) МЭК 61800-3 Дробные гармоники напряжения -    статика -    переходные режимы IDR< 0,5 % /DR <0,75 %, f <15 с МЭК 61000-2-4, приложение А Коммутационные провалы Глубина: 40 % L/lwm Основное питание, площадь: 125 %хстепень Вспомогательное питание, площадь: 250 %хстепень МЭК 61800-3 Примечание 1 — Номинальный режим при напряжениях ниже 100 % номинального будет предметом согласования между потребителем и поставщиком системы. Примечание 2 — Относительно критерия работоспособности, как он определен в таблице 1 МЭК 61800-3: для главного силового входа меньшие провалы из этой таблицы относятся к критериям В или С, а наибольший — к критерию С. Для вспомогательных силовых зажимов меньшие провалы связаны с критериями А или В, а наибольший — с критерием В. Примечание 3 — Эти цифры представляют собой сервисные условия, когда система силового электропривода находится в работе.

5.1.1.2    Полное сопротивление источника

Устройства защиты силового электропривода, в частности защита линейного кабеля (см. 9.3), должны быть рассчитаны на нормальную работу в определенном диапазоне значений отношения тока короткого замыкания R_S1.

Чтобы обеспечить номинальный режим, минимальное отношение R_S1 для стандартного исполнения силового привода должно быть равно 20, будучи определенным в точке присоединения (ТП).

Максимальное значение R_S1 для стандартного исполнения силового привода, чтобы удовлетворять условиям защиты, должно быть равно 100, будучи определенным в ТП.

В случае если заказчик желает иметь реальный диапазон значений R_S1 ниже 20 или больше 100, это следует оговаривать особо.

5.1.1.3    Повторяющиеся и неповторяющиеся переходные процессы

Типичная кривая напряжения переменного тока содержит повторяющиеся и неповторяющиеся переходные процессы. Они вызываются коммутациями в преобразователе, подключениями контрольных и распределительных устройств к схеме привода, а также возмущениями в энергосистеме.

Привод следует проектировать так, чтобы нормально работать с неповторяющимися переходными процессами, которые появляются при включении питающего трансформатора (см. 9.2.1) или другого трансформатора, подключаемого кТП.

Примечание — Если в ТП может быть необычно высокое напряжение, потребитель должен об этом предупредить. Например, техническое требование потребителя при питании напряжением 6 кВ уточняет:

-    в случае дистанционного включения: импульс напряжения 15 кВ, 250/2500 мкс;

-    в случае непосредственного включения: импульс напряжения 12,3 кВ, 50/400 мкс.

5.1.1.4    Необычные условия обслуживания электрической части

Необычные условия обслуживания должны быть предметом специального соглашения между потребителем и поставщиком системы.

5.1.2 Условия окружающей среды

5.1.2.1 Климатические условия

Система силового электропривода (возможна без силового трансформатора и с другими способами установки двигателя) работает в условиях окружающей среды, предусмотренных в МЭК 60721-3-3 для класса ЗКЗ и в МЭК 60146-1-1 (раздел 2) для окружающей среды. Они включают следующие:

a)    диапазон температур охлаждающей среды:

-    воздуха от 0 °С до 40 °С,

-    воды на входе от 5 °С до 30 °С;

b)    диапазон окружающих температур:

-    от 5 °С до 40 °С,

-    30 °С средняя дневная температура воздуха,

17

ГОСТРМЭК 61800-4—2012

Содержание

1    Область применения..................................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................................1

3    Термины и определения...............................................................4

4    Обзор топологических структур приводов................................................13

5    Условия сервиса....................................................................16

6    Номинальные данные................................................................20

7    Требования к характеристикам системы.................................................24

8    Основные элементы системы силового электропривода....................................31

9    Результирующие требования к системе силового электропривода............................39

10    Испытания........................................................................46

11    Определение коэффициента полезного действия........................................54

Приложение А (справочное) Наиболее часто используемые топологии систем электропривода.....60

Приложение В (справочное) Способы регулирования скорости и механическая часть

электропривода..........................................................68

Приложение С (справочное) Потери в силовых полупроводниковых приборах...................72

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов

национальным стандартам Российской Федерации (и действующим в этом качестве межгосударственным стандартам).........................................77

-    25 °С средняя годовая температура воздуха;

c)    относительная влажность:

-    от 5 % до 85 % без кондиционирования;

d)    высота:

-    1000 м максимальная над уровнем моря;

e)    содержание пыли и твердых частиц:

-    оборудование стандартного исполнения спроектировано для чистого воздуха со степенью загрязнения 2, любые другие условия относятся к необычным и должны быть оговорены потребителем (см. МЭК 60529 о степени защиты закрытых объектов);

f)    расширенное время простоя:

-    если оно предвидится, потребитель должен указать, даже если окружающие условия находятся в пределах, рассмотренных выше.

5.1.2.2 Условия монтажа

Система силового электропривода (возможна без силового трансформатора и с другими способами установки двигателя) должна быть установлена внутри помещения на жесткой монтажной поверхности или в дополнительной оболочке, которая не оказывает серьезного влияния на вентиляцию или систему охлаждения. Для повышения надежности может быть добавлен кондиционер воздуха.

Другие особенности установки требуют специального рассмотрения, уточнения и консультаций с изготовителем преобразователя.

Вибрации должны оставаться внутри пределов, предусмотренных МЭК 60721-3-3, класс ЗМ1 (см. таблицу 3), которые считаются нормальными для стационарного оборудования. Вибрации за этими пределами или использование ЭП в нестационарном (подвижном) оборудовании следует рассматривать как необычные механические условия.

Таблица 3 — Пределы вибрации установки

Частота, Гц Амплитуда, мм Ускорение, м/с2 2<f<9 0,3 Не определено 9<f< 200 Не определено 1

Главный трансформатор (если он есть) и двигатель должны соответствовать стандартам на применение этих видов продукции (МЭК 60078 или МЭК 60726 и МЭК 60034 соответственно).

5.1.2.3 Необычные условия окружающей среды

Эксплуатацию преобразователя и других элементов системы электропривода в необычных условиях, которые перечислены в МЭК 60146-1-1, следует рассматривать как особенную. Потребитель должен заранее оговорить эти необычные условия.

Особенности, которые не предусмотрены в 5.1.2 как необычные условия окружающей среды, должны быть согласованы потребителем с поставщиком оборудования.

Отметим необычные условия работы преобразователя:

a)    подверженность разрушающим агрессивным испарениям;

b)    подверженность повышенной влажности (относительной влажности более 58 %) и относительным изменениям влажности (превышающим 0,005 о.е./ч);

c)    подверженность повышенному запылению;

d)    подверженность абразивной пыли;

e)    подверженность конденсату пара или воды;

f)    подверженность масляным испарениям;

д) подверженность взрывоопасной смеси пыли или газов;

h)    подверженность повышенному содержанию солей в воздухе;

i)    подверженность повышенным вибрациям, ударам или качаниям;

j)    подверженность дождевой и просачивающейся воде;

k)    подверженность необычным условиям транспортирования или хранения;

l)    подверженность экспериментальным или неожиданным изменениям температуры (превосходящими 5 К/ч);

т) охлаждающая вода, содержащая кислоту или загрязнения, которые вызывают повышенные осадки, электролиз, коррозию или засорение, морская и жесткая вода;

18

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СИСТЕМЫ СИЛОВЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ С РЕГУЛИРУЕМОЙ СКОРОСТЬЮ

Часть 4

Общие требования. Номинальные технические характеристики систем силовых приводов переменного тока свыше 1000 В и не более 35 кВ

Adjustable speed electrical power drive systems Part 4: General requirements — Rating specifications for a.c. power drive systems above 1000 V

a.c. and not exceeding 35 kV

Дата введения —2013—06—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на системы регулируемых электроприводов переменного тока, которые включают в себя силовой преобразователь, устройства управления и двигатель. Настоящий стандарт не распространяется на электрическую тягу железнодорожного применения и электрические приводы транспортных устройств.

Настоящий стандарт распространяется на системы электропривода (см. рисунок 1) с линейным напряжением преобразователя от 1 до 35 кВ переменного тока, 50 или 60 Гц и с частотами преобразователя на стороне нагрузки до 600 Гц. Особые требования при напряжениях свыше 15 кВ в настоящий стандарт не включены и определяются соглашением между производителем и потребителем таких систем.

Для электроприводов на напряжение свыше 1 кВ, использующих понижающий входной трансформатор и/или повышающий выходной трансформатор в соединении с низковольтным преобразователем (ниже 1000 В), применяют МЭК 61800-2.

Вопросы электромагнитной совместимости (ЭМС) включены в МЭК 61800-3.

Специальные требования безопасности электроприводов на напряжение свыше 1 кВ рассмотрены в МЭК 61800-5.

2    Нормативные ссылки

Представленные ниже документы необязательны при пользовании настоящим стандартом. Для датированных ссылок используются только упоминаемые издания.

Для недатированных ссылок — последние издания (включая любые поправки).

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты:

МЭК 60034-1:2004 Машины электрические вращающиеся. Часть 1. Номинальные значения параметров и эксплуатационные характеристики (IEC 60034-1:2004, Rotating electrical machines — Part 1: Rating and performance)

МЭК 60034-2-1:2007 Машины электрические вращающиеся. Часть 2-1. Методы определения потерь и коэффициента полезного действия вращающихся электрических машин (за исключением машин для подвижного состава) (IEC 60034-2-1:2007, Rotating electrical machines. Part 2-1: Standards methods for determining losses and efficiency from tests (excluding machines for traction vehicles)

МЭК 60034-2АИ974 Машины электрические вращающиеся. Часть 2. Методы определения потерь и коэффициента полезного действия вращающихся электрических машин (за исключением машин для подвижного состава). 1-е дополнение: Измерение потерь калориметрическим методом

Издание официальное

МЭК 60034-5:2000 Машины электрические вращающиеся. Часть 5. Степени защиты, обеспечиваемые собственной конструкцией вращающихся электрических машин (код IP). Классификация (IEC 60034-5:2000, Rotating electrical machines. Part 5. Degrees of protection provided by the integral design of rotating electrical machines (IP code). Classification)

МЭК 60034-6:1991 Машины электрические вращающиеся. Часть 6. Методы охлаждения (код 1C) (IEC 60034-6:1991, Rotating electrical machines — Part 6: Methods of cooling (1C code))

МЭК 60034-7 Машины электрические вращающиеся. Часть 7. Классификация типов конструкций и монтажных устройств (код IM) (IEC 60034-7, Rotating electrical machines — Part 7: classification of types of constructions and mounting arrangements (IM code))

МЭК 60034-9:1997 Машины электрические вращающиеся. Часть 9. Предельные уровни шума (IEC 60034-9:1997, Rotating electrical machines — Part 9: Noise limits)

МЭК 60034-14:1996 Машины электрические вращающиеся. Часть 14. Механическая вибрация некоторых видов машин с высотами вала 56 мм и более. Измерения, оценка и пределы вибраций (IEC 60034-14:1996, Rotating electrical machines — Part 14: Mechanical vibration of certain machines with shaft heights 56 mm and higher — Measurement, evaluation and limits of vibration)

МЭК 60034-17:1998 Машины электрические вращающиеся. Часть 17. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором при питании от преобразователей. Руководство по применению (IEC 60034-17:1998, Rotating electrical machines — Part 17: Cage induction motors when fed from converters —Application guide) МЭК 60034-18-31:1992 Машины электрические вращающиеся. Часть 18. Функциональная оценка систем изоляции. Раздел 31. Методики испытаний шаблонных обмоток. Оценка тепловых характеристик и классификация изоляционных систем, используемых в машинах мощностью до 50 MBA включительно, напряжением 15 кВ (IEC 60034-18-31:1992, Rotating electrical machines. Part 18: functional evaluation of insulation systems; section 31: test procedures for form-wound windings; thermal evaluation and classification of insulation systems used in machines up to and including 50 MVAand 15 kV)

Дополнение 1 (1996)

МЭК 60038:1983 Напряжения стандартные по МЭК (IEC 60038:1983, IEC standard voltages) Дополнение 1 (1994)

Дополнение 2 (1997)

МЭК 60050-111:1996 Международный электротехнический словарь. Глава 111. Физика и химия (IEC 60050-111:1996, International Electrotechnical Vocabulary — Part 111: Physics and chemistry)

МЭК 60050-151:2001 Международный электротехнический словарь. Глава 151. Электрические и магнитные устройства (IEC 60050-151:2001, International Electrotechnical Vocabulary. Part 151: Electrical and magnetic devices)

МЭК 60050-351:1998 Международный электротехнический словарь. Глава 351. Автоматическое управление (IEC 60050-351:1998, International Electrotechnical Vocabulary — Part 351: Automatic control) МЭК 60050-441:1984 Международный электротехнический словарь. Глава 441. Коммутационная аппаратура, аппаратура управления и предохранители (IEC 60050-441:1984, International Electrotechnical Vocabulary. Part 441: Switchgear, controlgear and fuses)

Дополнение 1 (2000)

МЭК 60050-551:1998 Международный электротехнический словарь. Глава 551. Силовая электроника (IEC 60050-551:1998, International Electrotechnical Vocabulary. Part 551: Power electronics)

МЭК 60050-601:1985 Международный электротехнический словарь. Глава 601. Производство, передача и распределение электроэнергии. Общие положения (IEC 60050-601:1985, International Electrotechnical Vocabulary. Part 601: Generation, transmission and distribution of electricity — General) Дополнение 1 (1998)

МЭК 60076-1:2000 Трансформаторы силовые. Часть 1. Общие положения (IEC 60076-1:2000, Power transformers — Part 1: General)

МЭК 60076-2:1993 Трансформаторы силовые. Часть 2. Повышение температуры (IEC 60076-2: 1993, Power transformers — Part 2: Temperature rise)

МЭК 60076-3:2000 Трансформаторы силовые. Часть 3. Уровни изоляции, испытания изоляции на пробой и наружные воздушные зазоры (IEC 60076-3:2000, Power transformers. Part 3: Insulation levels and dielectric tests and external clearances in air)

МЭК 60076-5:2000 Трансформаторы силовые. Часть 5. Стойкость к короткому замыканию (IEC 60076-5:2000, Power transformers — Part 5: Ability to withstand short circuit)

МЭК 60076-8:1997 Трансформаторы силовые. Руководство по применению (IEC 60076-8:1997, Power transformers —Application guide)

2

ГОСТРМЭК 61800-4—2012

МЭК 60146-1-1:1991 Преобразователи полупроводниковые. Часть 1-1. Технические условия на основные требования (IEC 60146-1-1:1991, Semiconductor convertors; general requirements and line commutated convertors; part 1-1: specifications of basic requirements)

Дополнение 1 (1996)

МЭК 60146-1-2:1991 Преобразователи полупроводниковые. Часть 1-2. Руководство по применению (IEC 60146-1-2:1991, Semiconductor convertors; general requirements and line commutated convertors; part 1—2: application guide)

МЭК 60146-1-3:1991 Преобразователи полупроводниковые. Часть 1-3. Трансформаторы и катушки индуктивности (IEC 60146-1-3:1991, Semiconductor convertors; general requirements and line commutated convertors; part 1-3: transformers and reactors)

МЭК 60146-2:1999 Преобразователи полупроводниковые. Часть 2. Полупроводниковые преобразователи с внутренней коммутацией, включая прямой преобразователь постоянного тока (IEC 60146-2: 1999, Semiconductor converters — Part 2: Self-commutated semiconductor converters including direct d.c. converters)

МЭК 60146-6:1992 Преобразователи полупроводниковые. Часть 6. Руководство по применению предохранителей для защиты полупроводниковых преобразователей от сверхтоков (IEC 60146-6:1992, Semiconductor convertors; part 6: application guide for the protection of semiconductor convertors against overcurrent by fuses)

МЭК 60204-11:2000 Электрооборудование промышленных машин. Безопасность. Часть 11. Требования к высоковольтному оборудованию, работающему при напряжениях свыше 1000 В переменного тока или 1500 В постоянного тока и не выше 36 кВ (IEC 60204-11:2000, Safety of machinery. Electrical equipment of machines — Part 11: Requirements for HV equipment for voltages above 1 000 V a.c. or 1 500 V d.c. and not exceeding 36 kV)

МЭК 60417 (все части) Графические обозначения, применяемые на оборудовании (IEC 60417 (all parts), Graphical symbols for use on equipment)

МЭК 60529:1989 Степени защиты, обеспечиваемые корпусами (Код IP) (IEC 60529:1989, Degrees of protection provided by enclosures (IP code))

МЭК 60664-1:2000 Координация изоляции для оборудования в низковольтных системах. Часть 1. Принципы, требования и испытания (IEC 60664-1:2000, Insulation coordination for equipment within low-voltage systems; part 1: principles, requirements and tests)

МЭК 60721 -3-1:1997 Классификация внешних воздействующих факторов. Часть 3. Классификация групп параметров окружающей среды и их степеней жесткости. Раздел 1. Хранение (IEC 60721-3-1:1997, Classification of environmental conditions — Part 3: Classification of groups of environmental parameters and their severities — Section 1: Storage)

МЭК 60721-3-2:1997 Классификация внешних воздействующих факторов. Часть 3. Классификация групп параметров окружающей среды и их степеней жесткости. Раздел 2. Транспортирование (IEC 60721-3-2:1997, Classification of environmental conditions — Part 3: Classification of groups of environmental parameters and their severities — Section 2: Transportation)

МЭК 60721-3-3:1994 Классификация внешних воздействующих факторов. Часть 3. Классификация групп параметров окружающей среды и их степеней жесткости. Раздел 3. Эксплуатация в стационарных условиях в местах, защищенных от непогоды (IEC 60721-3-3:1994, Classification of environmental conditions — Part 3: Classification of groups of environmental parameters and their severities; Section 3: Stationary use at weatherprotected locations)

Дополнение 1 (1995)

Дополнение 2 (1996)

МЭК 60076-11:2004 Трансформаторы силовые. Часть 11. Сухие трансформаторы (IEC 60076-11:2004, Power transformers — Part 11: Dry-type transformers)

Дополнение 1 (1986)

МЭК 61000-2-4:1994 Электромагнитная совместимость. Часть 2. Условия окружающей среды. Раздел 4. Уровни совместимости для низкочастотных проводимых помех в промышленных установках (IEC 61000-2-4:1994, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 2: Environment — Section 4: compatibility levels in industrial plants for low-frequency conducted disturbances)

МЭК 61000-4-7:1991 Электромагнитная совместимость. Часть 4. Методики испытаний и измерений. Раздел 7. Общее руководство по измерениям и приборам для измерения гармоник и промежуточных гармоник для систем энергоснабжения и связанного с ним оборудования (IEC 61000-4-7:1991, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4: Testing and measuring techniques — Section 7: General

3

guide on harmonics and interharmonics measurements and instrumentation, for power suplly systems and equipment connected thereto)

МЭК/TR 61800-6:2003 Системы силовых электрических приводов с регулируемой скоростью. Часть 6. Руководство по определению типов режимов нагрузки и соответствующих номинальных токов (IEC/TR 61800-6:2003, Adjustable speed electrical power drive systems — Part 6: Guide for determination of types of load duty and corresponding current ratings)

МЭК 61378-1:1997 Трансформаторы преобразовательные. Часть 1. Трансформаторы промышленного назначения (IEC 61378-1:1997, Convertor transformers — Part 1: Transformers for industrial applications)

МЭК 61800-2:1998 Системы силовых электроприводов с регулируемой скоростью. Часть 2. Общие требования. Номинальные технические характеристики низковольтных систем силовых электроприводов переменного тока с регулируемой частотой (IEC 61800-2:1998, Adjustable speed electrical power drive systems — Part 2: General requirements — Rating specifications for low voltage adjustable frequency a.c. power drive systems)

МЭК 61800-3:1996 Системы электродвигательных приводов с регулируемой скоростью. Часть 3. Стандартные требования к электромагнитной совместимости продукции и специальные методы испытаний (IEC 61800-3:1996, Adjustable speed electrical power drive systems — Part 3: EMC requirements and specific test methods)

ИСО 1680:1999 Акустика. Методы испытаний для измерения шума, производимого вращающимися электрическими машинами (ISO 1680:1999, Acoustics — Test code for the measurement of airborne noise emitted by rotating electrical machines)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены основные термины и определения, установленные в МЭК 60050-111, МЭК 60050-151, МЭК 60050-351, МЭК 60050-441, МЭК 60050-551, МЭК 60050-601, МЭК 60146-1-1, МЭК 60146-1-2 и МЭК 60146-1-3, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    Система

3.1.1    система силового электропривода (ЭП) переменного тока на напряжение свыше 1 кВ

(см. рисунок 1) (а.с. power drive system (PDS) with voltage above 1 kV (see figure 1)):

Система состоит из:

-    силового оборудования (включая фильтры гармоник, входной трансформатор, преобразователь, выходной трансформатор, двигатель переменного тока);

-    устройств управления, защиты и вспомогательных.

Примечание 1 — На рисунке 1 показаны основные функциональные элементы, а также оборудование, которое по выбору может быть включено во многие системы привода, распространено на широкое разнообразие возможных конфигураций приводов. Секция преобразователя не показывает какую-либо конкретную топологию или типы используемых ключевых элементов, так как в настоящее время применяется их широкое разнообразие. Входной и/или выходной фильтры могут быть включены в секцию преобразователя (за исключением фильтров гармоник, которые отмечены отдельно). См. раздел 4 и приложение А.

4

ГОСТРМЭК 61800-4—2012

Основной источник питания

Рисунок 1 —Функциональная схема системы силового регулируемого электропривода, напряжение свыше 1 кВ

Примечание 2 — U_a является выходным напряжением преобразователя, a L/_A — напряжением на зажимах двигателя. В случае отсутствия выходного трансформатора и при небольшой длине кабеля U_a = U_A.

Примечание 3 — Вспомогательное питание может также подаваться непосредственно от шин основного источника питания, если при этом обеспечивается достаточная надежность.

3.1.2    точки соединения (point of coupling): РСС, IPC, PC: в соответствии с определением МЭК 61000-2-4:

-    РСС — точка соединения с общей сетью;

-    IPC — точка соединения с частной сетью;

-    PC — точка соединения с любой из этих сетей.

3.1.3    фильтр гармоник (harmonic filter): Электрическая цепь, предназначенная для уменьшения попадания гармоник тока в связанную с приводом энергетическую систему.

3.1.4    рекуперация (regeneration): Процесс преобразования механической энергии привода в электрическую и передачи ее источнику питания.

Примечание — При рекуперации двигатель работает генератором и его номинальные данные могут быть другими.

5

3.1.5    КГЩ привода (PDS efficiency), r|_D: Отношение мощности на валу двигателя к общей входной мощности, забираемой им от первичной питающей сети (см. рисунки 1 и 25), обычно выражается в процентах.

Примечание — Мощность, забираемая от вспомогательных источников, как и мощность возбуждения, включается во входную мощность.

3.1.6    КПД преобразования энергии (power conversion efficiency), t|_C: Отношение мощности на выходе преобразователя к общей входной мощности, забираемой от первичной питающей сети, включая мощность, потребляемую преобразователем от вспомогательных источников (см. рисунки 1 и 25), обычно выражается в процентах.

3.1.7    основная частота (fundamental frequency): Частота, получаемая из преобразования Фурье временной функции, с ней соотносятся все частоты спектра. Согласно МЭК 61800 основная частота — это та, которую получает или отдает преобразователь в зависимости от рассматриваемого режима.

[МЭС 101-14-50 модифицированный Международный электротехнический словарь]

Примечание 1 — В случае периодической функции основная частота обычно равна частоте самой этой функции (см. МЭС 551-20-03 и МЭС 551-20-01). Вышеприведенное определение в действительности соответствует термину «опорная основная частота» в соответствии с МЭС 551-20-04 и МЭС 551-20-02, но слово «опорная» может быть опущено там, где нет риска потери ясности. Это определение было взято для пересмотра МЭК 61000-2-2 и МЭК 61000-2-4.

Примечание 2 — В случае любого оставшегося риска недоразумений частота источника питания должна быть отнесена к направлению и скорости вращения синхронного генератора (генераторов), питающего систему.

Примечание 3 — Это определение может относиться к любой промышленной питающей сети безотносительно к ее нагрузке (одиночная или множественная нагрузка, вращающиеся машины или другая нагрузка) и даже если источником питания является статический преобразователь.

3.1.8    основная составляющая (fundamental component (or fundamental)): Имеет частоту, равную основной частоте.

3.1.9    частота гармоники (порядка h) (harmonic frequency (order/?)): Частота, кратная частоте основной составляющей, т. е. отношение частоты этой гармоники к основной частоте называется порядком гармоники (рекомендованное обозначение «/?») (см. МЭС 551-20-05, МЭС 551-20-07 и МЭС 551-20-09).

3.1.10    гармоническая составляющая (harmonic component): Это любая из составляющих, имеющая частоту гармоники, ее величина обычно выражается действующим значением.

Примечани е — Для краткости эту составляющую можно называть просто гармоникой.

3.1.11    дробная частота (interharmonic frequency): Любая частота, не кратная основной частоте (см. МЭС 551-20-05, МЭС 551-20-07 и МЭС 551-20-09).

Примечание 1 — Расширяя понятие порядка гармоники, можно сказать, что отношение дробной частоты к основной не является целым числом (рекомендованное обозначение «т»).

Примечание 2 — В случает < 1 можно также использовать термин «субгармоника» (см. МЭС 551-20-10).

3.1.12    дробная гармоническая составляющая (interharmonic component): Составляющая, имеющая дробную частоту, ее величина обычно выражается в виде действующего значения.

Примечание 1 —Для краткости эту составляющую можно называть просто дробной гармоникой.

Примечание 2 — Согласно МЭК 61800 и МЭК 61000-4-7, промежуток времени имеет ширину в 10 периодов основной гармоники (в системах на 50 Гц) или 12 периодов основной гармоники (в системах на 60 Гц), что приблизительно составляет 200 мс. Поэтому разность частот двух соседних дробных гармонических составляющих равна примерно 5 Гц. В случае других основных частот временной интервал должен выбираться между 6 периодами основной гармоники (примерно 1000 мс при 6 Гц) и 18 периодами основной гармоники (примерно 100 мс при 180 Гц).

3.1.13    гармонический состав (harmonic content), НС: Сумма гармонических составляющих периодической величины.

[МЭС 551-20-12]

Примечание 1 — Гармонический состав есть функция времени.

Примечание 2 — Для практического анализа может потребоваться периодическая аппроксимация.

Примечание 3 — Гармонический состав зависит от выбора основной составляющей. Если из контекста неясно, какая используется, следует указать это.

6

ГОСТРМЭК 61800-4—2012

Примечание 4 — На практике сумма ограничивается порядком Н. Примечание 5 — Действующее значение гармонического состава

НС =

h=H

IQ

2

h >

h=2

где h — порядок гармоники (согласно 3.1.9);

Q_h — действующее значение гармонической составляющей порядка /?;

Н — равно 40 в настоящем стандарте.

3.1.14 результирующее гармоническое искажение (total harmonic distortion), THD: Отношение действующего значения гармонического состава к действующему значению основной составляющей или относительное значение основной составляющей переменной величины (см. МЭС 551-20-13).

THD=™ = Q^

Щ'²

h-2

где Q — представляет собой ток или напряжение;

Q₁ — действующее значение основной составляющей; h — порядок гармоники (согласно 3.1.9);

Q_h — действующее значение гармонической составляющей порядка h;

Н — равно 40 в настоящем стандарте.

3.1.15 результирующий состав искажения (total distortion content), DC: Величина, получаемая в результате вычитания из переменной величины ее основной составляющей или относительного значения основной составляющей.

[МЭС 551-20-11]

Примечание 1 — Результирующий состав искажения включает гармонические составляющие и дробные гармоники, если они есть.

Примечание 2 — Результирующий состав искажения зависит от выбора основной составляющей. Если из контекста неясно, какая вычитается, следует указать это.

Примечание 3 — Результирующий состав искажения есть функция времени.

Примечание 4 — Переменная величина является периодической функцией с нулевой постоянной составляющей.

Примечание 5 — Действующее значение результирующего состава искажения

DC = 7q²-Qi²,

где в дополнение к обозначениям в 3.1.14 Q — результирующее действующее значение переменной величины (см. также МЭС 101-14-54).

3.1.16 результирующий коэффициент искажения (total distortion ratio), TDR: Отношение действующего значения результирующего состава искажения к действующему значению основной составляющей или относительное значение основной составляющей переменной величины.

[МЭС 551-20-14]

Q1 Q1

Примечание 1 — Относительный результирующий коэффициент искажения зависит от выбора основной составляющей. Если из контекста неясно, какая она, следует дать указание на этот счет.

Примечание 2 — Результирующий коэффициент искажения может быть отнесен к гармонике определенного порядка, что должно быть объявлено отдельно.

7