автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Динамические показатели электромагнитной совместимости электрооборудования с системами электроснабжения промышленных предприятий по несимметрии и несинусоидальности напряжения

ДОНЕЦКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Ни правах рукописи

КОЛОМЫТЦЕВ Аркадий Дмитриевич

ДИНАМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ С СИСТЕМАМИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ ПО НЕСИММЕТРИИ И НЕСИНУСОИДАЛЬНОСТИ НАПРЯЖЕНИЯ

Специальность 05.09.03 — «Электротехнические комплексы и системы, включая их управление и регулирование»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ДОНЕЦК - 1993

ДОНЕЦКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

КОЛОМЫТЦЕВ Аркадий Дмитриевич

ДИНАМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭЛЕКТРОМАГШШЮЙ СОВМЕСТИМОСТИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ О СИСТЕМАМИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОШШИШЫХ. ПРЕДПРИЯТИЙ ПО НЕХЗИШЕТРИИ И НЕСИНУСОИДАЛЬБОСТИ НАПРЯЖЕНИЯ

Спсилвлыюоть 05.09.03 "Электротехнические комплексы и системы, включая их управление и . регулирование"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических паук

Донецк - 1993

Работа выполнена в Донецкой ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте-

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Э.Г. Коренный

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

В.В. Зорин

кандидат технических наук, доцент Ю.В. Слепов

Ведущая организация - Институт электродинамики АН Украины, г. Киев

Защита диссертации состоится " 27 " иая 1993 г, в 13 ча0* в ауд. 1201 на заседании специализированного совета К 068.20.01 при Донецком ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте: 340000, г. Донецк, ул. Артема, 58

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Донецкого

'j

политехнического института.

Автореферат разослан "£3" Qlf 1993 г.

Учений секретарь специализированного совета,

канд. техн. наук, профессор И.Т. Сидоренко

ОБЩАЯ УАРАКТЕРЛСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Применение прогрессивных технологий ведет к увеличению единичной мощности электроприемников (ЭП) с несимметричными и нелинейными нагрузками. Следствием этой тенденции является ухудшение электромагнитной совместимости (ЭМС) электрооборудования с системами электроснабжения. По экспертным оценкам ежегодный экономический ущерб от ухудшения качества напряжения превышает к млрд.руб. (в ценах 1987 г.). Занижение требований к ЭМС приводит к экономическому и ^или) социальному ущербам, а завышение - к неоправданным затратам на сеть электроснабжения. В связи с этим весьма актуарной является зчдача обеспечения достоверности оценок ЭМС.

, Существующие показатели качества напряжения- и методы их расчета являются неуииверсальными^и недостаточными, так как относятся к частным случаям. Поэтому научная актуальность работы заключается в необходимости разработки 'универсальных показателей ЭМС, их нормирования, расчета и измерения при любых видах помех.

Работа выполнена в соответствии, с Координационными планами АН Украины•научно-исследовательских работ по комплексной проблеме "Научные основы электроэнергетики" на 1985-1990 г.г.: и 1991-1995 г.г., а также программой научных исследований и разработок по приоритетным направлениям развития науки и техники Министерства образования Украины в рамках гостемы "Разработка теории л методов анализа электромаиштной совместимости в сетях электроснабжения".

Разрешаемое в диссертации оснс ноа научное противоречие

сострит в том, что существующие показатели качества напряжения (ПКМ)относятся к частным случаям постоянных во времени или периодически изменяющихся помех, в то время как практика требует достоверной оценки ЭМС электрооборудования при случайных помехах.

Цель работы - повышение эффективности работы электрооборудования и'электрических сетей путем обеспечения достоверности оценок ЭМС.

Научная задача - обоснование универсальных динамических показателей ЭМС по несимметрии и несинусоидальности напряжения, разработка методов их расчета и измерения при любых видах помех.

Основная работы заключается ь моделировании воздействий помехи путем представления электроприемников в виде динамических систем с учетом их инерционности.

Защищаемые научные положения а результаты, йх новизна.

1. Принцип динамического моделирования применительно к оценке ЭМС по нэшшметрии и яесинусоидальности напряжения, отличающийся тем, что используются показатели не входного процесса помехи, а процессов, непосредственно отражающих степень воздействия помехи на электрооборудование.

2. Математическая модель оценки ЭМС по к^эффигчентам симметричных составляющих и несинусоидальности, отличающаяся от существующих наличием инерционного (или кумулятивного) блока.

3. Новая математическая модель оценки ЭМС электроо бору дознания с емкостной проводимостью, состояния из блока воздействия в виде модели конденсатора и инерционного (или кумулятивного) блока. •

4. Методы расчета показателей ЭМС электрооборудования по

несинусоидалыюсти, отличающиеся от существующих представлением помехи в виде случайного процесса, а не суммы гармонически х составляющих.

5. Новые методы измерения динамических показателей ЭМС по несимметрии и несинусоидальности напряжения.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обусловлена применением апробированных методов теории автоматического управления и теории случайных процессов, обоснованностью принятых допущений, совладением оценок ЭМС для частных случаев по предложенным и существующим показателям.

Научное значение работы заключается в развитии теории статистической "динамики систем электроснабжения путем разработки новых, адекватно отражающих воздействия помех на ЭП, моделей оценки ЭМС по несимметрии и несинусоидальности напряжения, а также обосновании универсальных методов расчета и измерения динамических показателей.

Практическая ценность работы состоит в том, что исключается необоснованное завышение затрат на обеспечение ЭМС за счет повышения достоверности ее оценок, а также существенно упрощаются экспериментальные исследования в электрических сетях. Разработанные приборы для оценки ЭМС позволяют предотвратить ущерб от нарушения ЖС. Рекомендации по оценке ЭМС могут быть использованы для уточнения и дополнения ГОСТ 13109-87.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Результаты выполненных исследований использованы ПЭО "Лонбассэнерго", ПО "Донецкуголь" для оценки качества напряжения по несимметрии и несинусоидальности напряжения с помощью разработанных инерционных приборов; Институтом электродинамики АН Украины для

оценки ЭМС емкостных преобразователей напряжения для питания магнитодинамических установок (МДУ), а также при проектировании сети электроснабжения литейных цехоз и конденсаторных установок с учетом обеспечения ЭМС МДУ. Экономический эффект от внедрения составил 1,875 тыс.руб. в год на одну установку (в ценах 1987 г.); Донецким политехническим институтом (ДЛИ) в учебном процессе при чтении лекций по ЭМС.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на Международных (/8, 16/), Всесоюзных (/1, 5, 6, 11, 13/), республиканских (/3, 17/) и вузовских научно-технических конференциях и семинарах, в том числе на УП Международном симпозиуме по ЭМС (Вроцлав, 1984 г.), Международной научной конференции "Качество электрической энергии" (Спала, 1991 г.), УП-1Х сессиях Всесоюзного научного семинаре АН СССР "Кибернетика электрических систем по тематике "Электроснабжение промышленных предприятий" (Новочеркасск, 19841987 г.г.), Республиканских научно-технических конференциях "Методы и средства измерения в области Э.!С" (Винница, 1987 и 1991 г.г.), семинарах Научного совета АН Украины по комплексной проблеме "Научные основы электроэнергетики".

Публикации. По результатам выполненных исследований и разработок опубликовано 19 научных работ и Я отчета по законченным НИР.

Структ ,-ра а объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения. Содержание работы изложено на 226 страницах машинописного текста, иллюстрировано 49 рисунками. Работа содержит список использованной литературы из 166 наименований и 2 приложения на 8 страницах.

С0Д7ИШИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность проблемы исследований, сформулирован;- цель и г:деч работы, излагаются решаемые ■ задачи, а также основные результаты и положения, выносимые на защиту.

2 первой главе приведен обзор и дан критический анализ существующих; методов нормирования, расчета и измерения показателей ЭМС по неситаетрии и несинусоидальности напряжения.

Принятые в ГОСТ 13109-87 ПКН по несимиетрии и несинусоидальности напряжения не являются универсальными. Оценка ЭМС по коэффициентам К ¿у обратной и Кои нулевой последовательностей наряжения однозначна лишь для частного случая неизменных помех: если несимметрия длительно превышает допустимое значение, то ЭМС не соблюдается. При изменении же несимметрии возникает неопределенность: даже если максимум Кэд^ или Коим превышает горму, ко длительность выброса невелика, то выброс практически не скажется на ЭП. Поэтому принятые в качестве оценок ЭМС текущих максимумов помехи завышают требования.

Аналогичным образом требова. ая ТОСТ 13109-87 по несинусоидальности относятся только к частному случаю периодической помехи, когда графики процессов изменения коэффициентов Ки(г^ п -х гармоник и КН(.ц несинусоидальности представляют собой горизонтали. Если искажения синусоида изменяются от цикла к циклу (рис. 1, шйкы 6 кВ металлургического завода), понятие гармоники теряет смысл, р требования ГОСТ становятся неопределенными. Кроме того, коэффициент несинусоидальности оценивает ЭМС лишь электроприемников с активной проводимостью, хотя практический интерес представляет оценка ЭМС ЭП

с емкостной проводимостью и изоляции.

Модель помехи в виде случайно■изменяющимися во времени коэффициентами гармоник корректна лишь ддя частного случая очень медленного изменения искажений от цикла к циклу.

Во второй•главе дается обоснование динамических моделей оценки ЭМС и динамических ПКН.

Дня оценки ЭМС того или иного ЭП предложено использовать его математическую модель, на вход которой поступает помеха. Процесс на выходе модели отражает воздействие помехи' на ЭП по натуральным показателям (нагрев, изменение производительности и др.). Поэтому параметры выходного процесса, которые названы динамическими ПКН, дают объективную оценку ЭМС при любых видах помех..

Подели ЭП могут быть самыми I 13 но образными, но для практических целей их количество должно быть как можно меньшим. Применительно к существующей практике нормирования качества напряжения в диссертации выделено четыре обобщенные группы ЭП: 1 - воздействия на которые характеризуются действующими значениями помехи и инвариантны к ее частотному диапазону (в частных случаях: , К0у , Кцс.и), 2 - воздействия зависят от скорости изменения помехи, 3 - чувствительные к не/инусои-дальности в узком диапазоне частот (в частном случае: Ку^), 4 - чувствительные к выбросам и провалам мгновенных значений кривой "^пряжения.

Неизбежное упроще! не моделей ЭП не должно приводить к потере физического смысла. Это исключается, если учесть, что вследствие инерционности ЭП воздействие помехи не может проявляться мгноьинно. Поэтому во всех динамических моделях предложено использован», низкочастотный сглаживающий фильтр в виде

кумулятивного или инерционного звеньев, осуществляющих линейные преобразования L g или L j . При кумулятивной оценке длительность 9 интервала, на котором происходит непрерывное осреднение, определяется выдержкой времени релейной защиты, длительностью технологической операции и др. При инерционной оценке постоянная времени Т инерционного звена совпадает с постоянной инерции объекта.

Соответственно в состав инерционной и энергетической моделей ЭП (рис. 2) входят блок i выделения из входного напряжения \Х(£) помехи U п М ; блок 2 воздействия, по реакции

которого на помеху оценивается воздействие па ЭП некачественного напряжения; квадратор 3 и блок 4 кумулятиг ¡ой или 5 инерционной оценок. Оценка ЭМС осуществляется по динамическим ПКН - дозам lj/g или , дающим однозначные' результаты при любом виде i:jm'oxh и шею т четкий физический смысл. Кумулятивная доза g

1-8 Q

оценивает энергию воздействия помехи за промежуток времени и .,

Инерционная доза, связанная с процессом ^(t) дифференциальным уравнением '

тf; а)+%{i) = ^(t) или fT=

учитывает инерционность ЭП.

Понятие дозы применимо к помехам .любого вида. Поэтому естественно потребовать, чтобы в частных случаях допустимое значение ^д дозы соответствовало бы нормируемым в ГОСТ 13109-8? показателям. Тем самым предложенные модели распространяют тре-

бования ГОСТ на любые виды помех.

ЗМС соблюдается, если расчетное-максимальное значение дозы не превышает Ц/g . Расчетное значение вычисляется по среднему значению 1|/ и дисперсии Dl|í доз. Поскольку низкочастотный фильтр нормализует процесс на выходе, то заданной граничной вероятности Ех однозначно соответствует статистический коэффициент р в выражении

^их-ф+р^. СП

В ГОСТ 13109-87 Ех ='0,05, поэтому р = 1,65; в теории электрических нагрузок принято |3 с "fs*

Обычно под реакцией понимается ток ЭП, поэтому дозы оценивают дополнительный пёрегрев от несимметрии и несинусоидаль-'ности напряжения: среднее значение дозы, равное квадрату эффективного значения тока, пропорционально среднему перегреву, а максимальное значение (I-) - наибольшему перегреву (с вероятностью Е^.

Б третьей главе рассматриваются динамические показатели несимметрии и нэсинусоидальности для ЭП первой и четвертой групп, а также методы их расчета при периодической и случайной помехах. Для этих групп ток прямо пропорционален подво;.'мому напряжению, поэтому в динамической модели блок воздействия представляет собой безынерционное звено в виде активного сопротивление R , что позволяет назвать дозы R. -показателями. Различие между группами лишь в том, что для первой группы используются действующие, а четвертой - мгновенные значения помех.

В качестве блока выделения помех используются фильтры симметричных составляющих напряжения для несимметрии или фильтр высших гармоник для несинусоидальности. Для учета инерционнос-

■ ти ЭП добавляется инерционный блок. Обоснована возможность отказаться от квадратора при малом диапазоне изменения графика ипМ действующих значений напряжения помехи: симметричных составляющих ,ио чж искажения 1)цс . В этом случае-на выходе динамической модели будут протекать соответствующие инерционные процессы = . При больших диапазонах изменения помехи производится переход от к инерционным дозам.

Оценку ЭМС для не симметрии предложено производить по инерционным коэффициентам обратной К^т и нулевой Кот последовательностей (ИКОП и ИКНП)

Кгт=(и2т/ин)-100//о ; ' Кот =^/^0)100,70,

а #ля не синусоидальности - по инерционному коэффициенту несинусоидальности (ЛКНС) •

Кнст=(инсТ/и1) Ю0, V».

Эти К -показатели отличаются от существующих наличием инерционного блока, но в частных случаях неизменных помех совпадают с К^и , К0и и К пси. Поэтому-допустимые значения (индекс "д") для инерционных коэффициентов гпшняты равными нормам для существующих ПКН. ЭМС будет соблюдаться, если выпол- ' шпотся условия

Кят(^) ^ Кгид,,' -КотМ*5 Коил , КнстН^Кнсид.

Выделение первой гармоники Т^СО по формуле ряда Фурье для периодической помехи громоздко, а для случайной лишено смысла. Предложено два способа получения и^ : по упорядоченной диаграмме разности между графиком и(1) и первым приближе-

гх

нием для и^ , а также путем сглаживания графика и(1) низкочас-тотнш блоком.

При проектировании графики помех отдельных ЭП обычно считают периодическими. Например, МДУ имеет график нагрузки, представленный на рис. 3. Для него подучены конечные выражения для инерционного процесса

, 'ГВо-(Во-Бти)е при

Мм п , . 4°

|х5в (Ьв Вто1)е при

его максимального Вт И и минимального Вто! значений

дисперсйи

и плотности распределения

. 1а(и1ЛвоРв-иПт) (3>)

где

VU/ц, u=t0+U, k=i/t, Ьв>0 = е

Среднее значение инерционного процесса равно ^редн^му значению U = Bekg + Bo(t - кв) исходного графика.

Динамические показатели от нескольких источников помех предложено вычислять по соответствующим индивидуальным показателям. При небольшом количестве m источников исходной для расчета является совместная плотность распределения (3). Расчет в этом случае удобно вести последовательно: сначг.ла для двух ЭП по fi и ig. находится плотность распределения

ПТ1 пт ПТ1

суммарного инерционного графика. Затеи по fj 2 и f3 по такой ке формуле находится шкл.юсть для трех ЭП и т.д. По найденной плотности и заданной вероятности Ех находится расчетов максимальное значение ЦцТН инерционного процесса.

При большом количестве источников помех (т?3) вероятностное распределение можно считать нормальным. Тогда

lUi-gu i-p^fbu

ПТ'1 •

Инерционные ПКП позволяют избежать завышение требований к ЭМС. и!ерой завышения является отношение максимума текувдх значений помехи (при Т = 0) к инерционному максимуму: например, Втм/Вв - для одной МДУ. Чем больше инерционность ЭП, тем больше завышение требований. На рис. 4 приведен график зависимости от Т инерционного коэффициента обратной последовательности напряжения от 9 аппаратов дуговой электросварки. Согласно ГОСТ для всех ЭП, подключенных к этой сети, ЭМС нарушается. На самом деле, несимметрия будет сказываться только на ЭП с постоянной инерции менее 8 с.

2 четвертой главе рассматриваются динамические показг .ели несинусоидальностя и метода их расчета при случайных помехах для ЭП второй группы. Эти ЭП имеют емкостную проводимость, поэтому для них принят термин "С-показатели".

Для обеспечения достоверных и универсальных оценок Э.ЛС используется общая модель (рис. 2), в которой блок 1 представляет собой высокочастотный фильтр с полосой пропускания выше 50 Гц, а блок 2 (конденсатор) моделирует ток 1о ЭП. При малых значениях Т, соизмеримых о длительностью tj цикла первой гар-

моники, оценка ЭМС осуществляется по ординатам инерционного тока 1ст конденсатора. При состав модели включается блок выделения действующих значений тока конденсатора, а оценка ЭМС

■г

производится по действующим значениям инерционного тока 1ст •онденсатора.

Структура блока воздействия принята в соответствии с известной схемой конденсаторной установки (КУ) в виде двух последовательно включенных цепей: последовательной с активным сопротивлением Г и индуктивностью Ь а также параллельной с активным сопротивлением Я и емкостью С.

При к = 1/И , ^ = СЯ , Т2 =Ь /И , Тд = Г С передаточная функция блока воздействий (в См) представлена в виде

По ней были найдены амплитудно-частотная характеристика (АЧХ)

. , ч , ~ 1+и)2т£-

и импульсная переходная характеристика

0 ш -

где а +75.(1^-2/.с), ^ =

ЧЧ ^с» ■ с 2Т1Тг ^

Инерционный ток 1ст или1ст на выходе модели оценивает допо;лительный перегрев КУ от несинусоидальности напряжения. Среднее значение тока помехи и инерционного процесса равно нулю,поэтому для расчета максимального значения 1стм достаточно вычислить дисперсию БЛст инерционного тока КУ.

В отличив от су .эствующего описания помехи в виде неизменных или случайно изменяющихся гармоник предложено ь общем случае считать помеху случайным процессом. Для стационарной помехи исходными для расчетов являются спектральная плотность (CH)Sn(u))nj3j корреляционная функция (КФ) к п (Т).

Инерционный блок имеет АЧХ hr(u))= 1+ а)2Т2 , что позволило записать дисперсию в виде

оо

DLCT = S АсИ AjHSnHdu). о

При использовании КФ помехи предлагается два пути. Во-первых, сначала определяется КФ процесса на выходе блока воздействия

С0ОО

W'J i 3c(3t)gc(i|)iCn(x-a+t)dxe(y, U)

0 0

где X и у - вспомогательные переменные. Затем вычисляется инерционная дисперсия

DlcT-xJe'^k^dr.

о

Во-вторых, без вычисления (4) находится импульсная переходная характеристика последовательно включенных блока воздействия и инерционного звена

(+Pa)J

nrT(t)=liiMileZi + . (ft-fle

V WrfeXPi+Й (p,-pi)(p£4) №

где Pi^^-olc-j^4 * Затем определяется инерционная дисперсия

оо оо

DlCT = HjcT^cT^^nC^-yVlxdy.-

По смыслу частотный диапазон помехи ограничен слева частотой 50 Гц. Показано, что учет ограниченности диапазона необходим для получения Физически наглядных результатов. При этом оказалось возможным использовать упрощенные модели блока воздействий в виде дифференцирующего или форсирующего звеньев с передаточными функциями рС или к 1) , что существенно

упрощает вычисление интегралов. Получены конечные выражения для инерционных дисперсий.

Для оценки ЭМС предложен е; ■ осткый коэффициент несинусоидальности

Кат —г1--100. Кет100. •/„, I н ^-н

который оценивает перегрузку КУ по отношению к номинальному

току I н .

Для определения допустимого значения К^д,предложено исходить из допустимой согласно ПУЭ перегрузки КУ на 30 %. При значении тока КУ 130 % на долю песинусоидальности приходится 100^1,32 - 1 = 83 %. Следовательно, ЭМС не нарушается, если КРТ <• 83 %. В частном случае периодических помех это условие принимает:вид: Ки(п}<83 %.'

В ПУЭ длительность выдержки времени релейной защит-' рекомендуется принимать равной 3...5 мин. Поэтому в качестве низкочастотного фильтра формально годо бы предусмотреть кумулятивны:*! блок с б = З...Б мин. Но, как и в теории электрических нагрузок, правильнее использовать инерционный блок Т = 1... 1,67 мин, что и принято в работе.

В пятой улаве рассмотрены вопросы оценки ЭМС в действу-тгаих и проектируемых сетях электроснабжения,-

Решена важная методическая проблема обеспечения достовер-

ности показаний акал, штора гармоник (АГ) при оценке несинусоидальности в действующих электрических сетях. В случае строго периодической помехи надлежащим выбором АЧХ фильтров гармоник можно получить с помощью АГ точную оценку. Показано, что при случайной помехе, энергия которой определяется площадью под графиком СП помехи, применение АГ приводит к заниженной оценке. Чем уже полоса пропускания 3£п фильтров АГ, тем больше погрешности определения стандартов помехи и тола КУ.

1, $пс --^^п^м-т

где 5ПЦ0 - ордината графика СП при частоте <х)а . Получены графики погрешностей (5) в зависимости от Э£пи П для случая1 когда СП помехи постоянна в диапазоне час-юг.

При проектировании динамические показатели ЭМС могут быть рассчитаны по КФ и СП помехи, экспериментально найденным в результате статистической обработки осциллограмм напряжения сети. Для учета ограниченности частотного диапазона помехи,по аналогии с усеченным вероятностным распределением, предложено ввести усеченную СП, равную нулю за предела/л частотного диапазона.

В диссертации рассмотрены вопросы измерения динамических показателей. Для обеспечения единства нормирования и измерения целесообразно использовать приборы оценки ВМС по динамически показателям, структурные схемы которых совпадают' с динамическими моделями оценки несимметрил и неслнусоидальности. Поэтому для измерения инерционных коэффициентов обратной последовательности и несинусоидальности достаточно к существующим измерителям добавить инерционный блок в виде ЯС-цепи. На примере разработанных в ДЛИ инерционный измерителей несимметрии и несину-соидалъности представлены варианты исполнения фильтров симмет-

ричных составляющих напряжения и высших гармоник и проведена оценка их погрешностей.

Для опенки ЭМС КУ структурная схема прибора содержит блок воздействия с передаточной функцией идеального конденсатора, что в значительной степени облегчило приборную реализацию. Разработанный в ДЛИ совместно с Институтом электродинамики АН Украины прибор оценки ЭМС КУ получил серебряную медаль на ВДНХ СССР в 1988 г.

Такая же динамическая модел* использована в приборах оценки ЭМС других ЭП с емкостной проводимостью. Так, в работе доказано, что эта модель применима для оценки ЭМС МДУ, разработанных по энергосберегающей технологии и предназначенных для по,пгрева и перекачки жидкого металла. По схеме питания МДУ от емкостного преобразователя напряжения получены выражения для передаточной функции по току и АЧХ

где постоянные времени = Тп1 = КС-п >Чкг=

№

определяются параметрами индуктора и электромагнита и С к.

Сп емкостного делителя. Было доказано, что АЧХ (6) практически совпадает с АЧХ конденсатора.

Для оценки ЭМС МДУ был создан прибор, отличающийся по своей структуре от динамической модели оценки ЭМС КУ отсутствием высокочастотного фильтра. Это дало розможность осуществлять оценку ЭМС как по отклонениям, так и по несинусоидальности напряжения. Измерения с помощью этого прибора выполнялись до подключения МДУ к электрической сети. Это исключило возможность перегрузки конденсаторов, тем самым повысив функциональ- • ную надежность МДУ. Экономический эффект от внедрения прибора

составил 1,875 тыс.руб. в год на одну установку (в ценах 1987 г.).

3 заключении отмечается, что в диссертации поставлена и решена научная задача разработки лтемагических моделей универсальных показателей ЭМС электрооборудования по несимметрии и несинусоидальности напряжения. Сделаны следующие выводы:

1. Для обеспечения достоверности оценок ЭМС электрооборудования и систем электроснабжения следует исходить из принципа динамического моделирования.

2. Обобщенные модели ЭМС рекомендуется принимать в виде блоков выделения помех, воздействия, квадратора и инерционной (или энергетической) оценки, который позволяет исключить завышении требований к ЭМС.

3. Для обобщения требований к ЭМС целесообразно использовать динамические показатели ЖНП, ИКОП и ИКНС.

4. Оценку ЭМС ЭП с емкостной проводимостью целесообразно проводить по емкостному КНС, в общем случае моделируя емкость полной схемой замещения конденсатора.

5. При использовании АГ для устранения неопределенности результатов экспериментальных исследований необходимо устанавливать вид помехи.

6. Разработанные приборы для непосредственной оценки ОМС по несимметрии и несинусоидальности в действующих электрических сетях.позволяют без трудоемкой записи и обработки графиков изменения напряжения получить достоверные данные для проектирования или реконструкции сетей электроснабжения, а также обосновать необходимость и эффективность мероприятий по обеспечению ЭМС.

7. В ГОСТ 13109-87 целесообразно принять единый принцип нормирования показателей несимметрии и несинусоидальности с использованием разработанных в диссертации динамических моделей, с указанием передаточных функций, АЧХ, постоянной инерции,

а также методов измерения и вычисления показателей для любых видов помех.

1 приложении приведены программа расчета КНС методом вычитания и результаты внедрения.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Куренный Э.Г., Ковальчук В.М., Коломытцев А.Д. Оценка качества электроэнергии с использованием моделей объектов // Качество электроэнергии в сетях ромышленных предприятий: (Материалы конференции). - М.: МЦНТП, 1977. - С. 23-28.

2. Куренный Э.Г., Дмитриева E.H., Ковальчук В.М., Коломытцев А.Д. Кумулятивный принцип оценки качества напряжения // Электричество. - 1973. - * 9. - С. 19-24.

3. Куренный Э.Г., Дмитриева E.H., Ковальчук В.М., Коломытцев А.Д. Динамические модели электромагнитной совместимости при изменении напряжения // Современные проблемы энергетики: (Материалы науч.-техн. конференции). - Киев: 1980. - С. 31-35.

4. Куренный Э.Г., Трегер М.Б., Коломытцев А.Д. Кумулятивный измеритель несинусоидальности напряжения // Изв. ВУЗов. Электромеханика. - 1981. - А 2. -- С. 187-189.

5. Куре..яый Э.Г., Ковальчук В.М., Коломытцев А.Д. Экспериментальные исследования качества напряжения с использованием динамических моделей электроприемников // Повышение качества электрической энергии в промышленных электрических сетях: (Материалы конференции). - М.: МДНТП, 1982. - С. 156-159.

6. Куренный Э.Г., Коломытцев А.Д., Пожидаев A.A.Электромагнитная совместимость силовых конденсаторов // Эффективность

и качество электроснабжения промышленных предприятий: (Тез.докл. Всесоюз.науч.-техн. конференции). - Жданов, 1983. - С. 20-22.

7. Шиддовский А.К., Куренный Э.Г., Коломытцев А.Д. Статистическая динамика анализаторов гармоник // Техническая электро-

динамика. - 1983. - j* 3. - С. 3-10.

8. Куренный З.Г., Коломытцев А.Д. Динамические показатели электромагнитной совместимости при несинусоидальном напряжении // Электромагнитная совместимость: (Материалы УП Междунар.симпозиума). - Вроцлав: 19В4. - 4.2. - С. 563-Ь70.

9. Куренный Э.Г., Дмитриева E.H., Ковальчук В.М., Коломыт-цев А.Д. 0 совершенствовании нормирования качества электроэнергии // Электричество. - 1987. - ИВ. - С. 67-69.

10. Куренный Э.Г., Коломытцев А.Д. Оценка несинусоидальности напряжения без разложения в ряд Фурье. - Донецк, 1986, -

10 с. Деп. в УкрНИИНТИ 15.01.87. № 187-Ук87.

11. Куренный Э.Г., Арутюнян А.Г., Коломытцев А.Д. Динамические модели электромагнитной совместимости систем электроснабжения // Повышение надежности и экономичности систем электроснабжения в условиях интенсификации производства: (Материалы семинара). - М.: ЭДЩГО, 1987. -С. 80-83.

12. Борисов Б.П., Дмитриева E.H.,,Коломытцев А.Д.Динамические показатели электромагнитной совместимости магнитодинами-ческих установок // Техн. электродинамика. - 1988. - J6 1 -

С. 37-43.

13. Дмитриева E.H., Коломытцев А.Д., Пожидаев A.A. Устройство экспресс-прогноза максимумов электрической нагрузки // Совершенствование нормирования и регулирования энергопотребления в промышленности: (Материалы семинара).-М.: МДНТП, 1987.

- С. 74-77.

14. Шидловский А.К., Куренный Э.Г., Дмитриева E.H., Чепка-сов Ю.И., Коломытцев А.Д. Линейная фильтрация и прогнозирование процессов в системах электроснабжения. - Киев, 1988. - 39 с.

- Препр. / АН УССР. Ин-т электродинамики; № 596.

15. Шидловский А.К., Куренный Э.Г., Коломытцев А.Д., Погре-

21

бняк H.A., Абу Сиам. Электромагнитная совместимость конденсаторных установок. - Киев, 1990. г 30 с. Препр. / АН УССР. Ин-т' электродинамики; № 687.

16. Куренный Э.Г., Дмитриева E.H., Чепкасов Ю.Й., Коломыт-г^в А.Д., Абу Сиам. Динамические показатели электромагнитной совместимости // Качество электрической энергии: (Материалы между нар. науч. конференции). - Спала: 1991. - Т.1. - С. 183-189.

17. Куренный Э.Г., Чепкасов Ю.И., Коломытцев А.Д. Обеспечение достоверности оценок электромагнитной совместимости по несинусоидальности напряжения // Электромагнитная совместимость: (Материалы Ш Респуб. науч.-техн. конференции). - Винница: 1991. - Вып. 2. - С. 135-137.

18. бренный Э.Г., Коломытцев А.Д., Наим Голь. Статистическая динамика систем компенсации тока замыкания на землю // Техн. электродинамика. - 1992. - Л 4. - С. 69-75.

19. Куренный Э.Г., Коломытцев А.Д. Нэсимметрия нагрузки

и напряжения. Искажения кривой напряжения. ОМС силовых конденсаторов. Статистическая динамика анализаторов гармоник // В кн.: Шидяовский А.К., Куренный Э.Г. Введение в статистическую динамику систем электроснабжения. - ПчевгНаук.думка, fr.п. УП.2, УП.4..-.УП.6, 1984. - 273 с.

Личное участие соискателя: /1,2,3,5,9,11/ - идея принципа динамического моделирования применительно к оценке несимметрии и несинусоидальнобти; /4,8,12,16/ - методы расчета динамических показателей; /6,15,17,18/ - методы расчета показателя ЭМС КУ при случайных помехах; /14/ - определение характеристик инерционных процессов,при случайном характере электрических процессов! /7/ - методы расчета погрешностей АГ при случайных помехах; /13/ идея инерционного блока устройства экспресс-прогноза.

Рис. 2.

Кет, 2

1

% Кги »

V

XJS2T -

0,5

10 Т,мин

Рис. 4. 24