автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Исследование несинусоидальных режимов электрических сетей энергосистем

ГОСУДАРСТВПППЙ КОМИТЕТ FOÎCP ПО ДШИ

науки и шсшЯ шсаш новосибирский аштротюашчасюй институт

На оравах ртгоиеоп

PUCE3 Аватохвв Уархедовг!

ГДК 621.316.13.004.12

ИССЛЕДОВАНИЕ ЩПКГСОИЛАЛЫШХ РКВМОВ здктигавсш сьтьЯ эгазтосистяи

Спецюлность 05.14.02 - Элехтрпвскпв отанцнн (•лвктрпесиш часть), о от«, ►лвктро»н«рг*т1гч«сгво с*ст«ш i упраалтаи ва.

i i т о р 9 ) t р а ? джссвртадга ва еовсиаяаг пея°Э отеаеан

пецпата т«хшп*сжях says

НсэосяСвре8-1ЭЭ2

Ffiôoïa ашынона ш ¿^фадрэ "ЗлокгрэтосиЕо отаящш, oetß Б ссотв1Шя Иркутского ордена Трудового Крисаого З^а-тт noÂiiï-âzimocEoro ггзотгпуга

П о у Ч1ш и S р у s о ä о д :: т ь & ъ - доктор scisi'jj^csEi aayis, срсфссоор Пчелгчдз Б.И.

О л « « s а г ь и п о оппоионтк: доатор тслшчэскш вауп.сро^аосор Сзпоро.дов Г Л!. . шидцдат "иишчесашс taya .доцсшт H.H..

Ьедуаее предприятие- -ЦО ИряутоЕ-екорго.

Йсгита дассартащш соотоптсд ЭТ октября 1992 г. а ¿|_чао. а% £ассл;ахш2 спещшшэгфоаакного сонета Когоо80|фсаого блввтрсгаишческого института.

С дгеевртацивв uosuo оваадоешться в СяЛиотввв свотятута.

ÛT9U3U в вашгашя, аалоршшш гербовой пачатьи, Проскы шшрашть в двух «звапларчи по ьдросу: 630092, г. .'Ювосвбвро*, 32, {ф. К. Маркса, 20. ¡¡ЭТИ, учшзому овкрвтлрш спвилп»яадровашюго совета.

Автореферат ра^оелгн ' '__I9Ö2 г.

УчвшЯ оевретарь одвщдхвэдроваядого совете, SSULU'AT T«X»Ui ,0CJtu клув.доцегг

Глизыро Б.К.

,ИСС1ВД0ВАШ1Е НЕС1П1УСС1ЕАЛНШ РЕЕМ® ЭЖЭТИЧЗСКИХ 4'' - СЕТШ С ИЕСШГУСОЛЛДЛЬНОЯ НАГРУЗКОЙ

ОШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Интенсификация производственных 'процессов, повышенно производительности труда на современных промышленных предприятиях связаны с совершенствованном су-цествутещей п внедрением новой передовой технологии. 11м сопутствует широкое применение мощных вентильных преобразователей, рост их удельного веса в энергосистемах, что приводит к ухудшению качества электроэнергии, в частности, к розкому искажению форм кривых токов п напрялониЛ как у приемников электроэнергии, так и в сетях энергосистем. Искажения эти зачастую превышают допустимою ГОСТ 13109-87. Из-за сильных искажений с*орм кривых тока и напряжении отмечолы: вююдц из строя трансформаторов отбора напряжения (ТОН) от конденсаторов связи, высоковольтных вводов внключаетлеП л трансфортто-ров; выхода из строя реле контроля синхронизма и релэ контроля напряжения устройств АПВ, подключенных к ТОН; лапше пуски блокировок от качаний дистанционных защит; неправильная работа устройств контроля изоляции высоковольтных вводов выключателей л трансТ;ор:аторов; повшюште небалансы в токах земляных заилт; сильные помехи в устройствах связи; повышенные уровня напряжений па контурах бозопасностп для ремонтных работ; ухудшение условий контроля рзгимов из-за дополнлтолъннх яохрс-лностзЯ электроизмерительных приборов. Кроме того, узезгд— саэтсл работа силового оборудования (генераторов,

'гр-агс^рг-аторол. сшгорых конденсаторов, разрядников, лгашЛ глпгъ'ропорс.дэт) япиду дополилтэльгак нагревов, поропапрягогеха вр--т р'оочеляат, огртгапс-пго! препуошой способлос-та ДЗП и ч.л.

3 п.г::бол;лои отслоил эти лвлешхл прсявляотся в элвкгрл-10СКПХ со'глх, 1КГЕ1ЕУЙХ ЫССШО 7ЛГЛН(?СКЕО и мвтадлурппоекко яролгролт.-л (олектродяз), олоктрифгашровагапй яолвзшуг'эогпшЗ •¿рапеперт. в электрических системах с мсппшми электропередачу л постоянного тока.

Ллл создания нормальных условий работы я таких сястетах, дал рзализациз мероприятий по снизениго отрицательного влияния

высших гармоник токов к напряжений необходимо знать их уровни для различных режимов как пря проектировании так и при эксплуатации. Поэтому решение вопросов прогнозирования и снижения уровййй высших гармоник токов и напряжений в первичных и вторичных цепях электрических сетей - актуальная задача.

Актуальность проблемы подтверждается включением задач повышения качества электроэнергии в комплексную целевую программу ГКНТСМ СССР ОЦ 003, подпрограмму 0.01.13.Ц "Повышение качества электроэнергии по напряжению и снижению потерь энергии в электрических сетях".

Цель работы. I. Обоснование и разработка методов расчето несинусоидальных режимов электрических сетей энергосистем цри детерминированном и случайном характере токов нелинейной нагрузки, оценка влияния погрешностей исходной информации на точ кость расчетов .этих режимов. 2. Разработка методов оценки влияния несинусоидальности на риаботу устройств РЗиА и обзспе чения правильного функционирования их в этих условиях. 3. Измерение и расчет фактических уровней несияусоидольности в электрических сетях энергосистем Восточной Сибири и Дальнего Востока.

Методы исследований. Анализ несинусоидальных режимов электрических сетей энергосистем производился на основе метода узловых напряжений при использовании современных мотодов, 'рсшешш систем линейных алгебраических выражений, теорией вероятностей и теории погреэностей.

Для проверки результатов расчетов высших гармоник в &леЕтричесь2с сетях энергосистем, на подстанциях энергосистем Восточной Сибири и Дальнего Востока проведены взмарошш высших гармоник токов в папряжоннй. При оценке значений внсша гармоник, генерируемых тяговыми подстанциями, использовались катода математической статистики, вокторпый анализ прд оценка влияния высших гармоник на работу устройств ролойной залщга а автоматики.

Ра задпту выносятся следующие шзлояенкя:

- методы, алгоритмы и программная реализация расчетов высших гармоник токов и напряжений в электрических сетях энер госистом с детерминированным и случайным характером вентильно ... нагрузки

- результаты расчетов и измерения несинусоядальностп в лвктрических сетях Восточной Сибири и Дальнего Востока

- влияние погрешностей исходной информации на результаты ¡асчетов несянусовдальных режимов

- методы оценки отрицательного влияния высших гармоник

[а устройства релейной защиты и автоматики (РЗиА), подклгачен-их к емкостным делителя?.! напряжения и к фильтрам симметрично: составляющих токов а напряжений

- устройства, исключающие неправильную работу РЗиА э 'сдовиях несинусоидальности.

Научная новизна. Разработаны алгоритмы я программы ¡асчетов высших гармоник токов и напряжений в электрических отях энергосистем при детерминированном и случайном харак-бро вентильной нагрузки, при формировании матрицы проаодя-:сстой тснологичсским методом и аналитическом учотэ распрэ-;еленности параметров висококольтных лнн/Л электропередач. [роводона оценка влияния погрешностей в задании параметров 'операторов, трансформаторов, ЛЭП, пбобдошяВ нагрузки гл рэ-у."л>'расчета ¡ысиих гармоыи токов и напрлношй п оло^трл-:е«сах сетях энергосистем. РазраС-огакн глоте,исследований ВС1ЯНП6 выешк гарусная токов и налрягедяй на фильтровки •отроЯстса родейкой защита я автоматики. 11редлс"окы цэроярпя-

по ловнзэшю надежности функционирования этих устройств ! глэктрпчоекпх сетях с искаженными формами токов и напряжений.

Практическая ценность. Произведена оцеш-.а уровней гармо-иш токся л «кшрягзшй в злоктрцчесяш: сотях яести эиергоенс-:ем ¿ссточной Сибири п Дольного Ростока. Разработеинио дрог» чпгч перэдаян в эноргосисто-.и для оценок уроаноЗ несяпусоддзль-¡ссгд рзгзмоз энергосистем пря прооктароз-элга"~и~сКСЯлуптэхии.

Пре.гло.т.онль;е ыероприпгя по отстроим устроЭсти РЗиА а гармоник пополнял обкечечить ¡к работоспособность Б лек-гр^песк'.п: сетях с рознил (бортов 5 £) лзкежаялеи форп ррл-ь~: токоя и напряженна.

Дпро^аипл рэзультатов работы. ¡¿гтарза-ти диссертации 2 :! отдогт.шго положения доложонн автором л обсуждены: а и^ушо-тахнических конференциях Иркутского налитахнпчвоко-п яас?1;?ута 1970-1232 г л\; на ¡Я Зсозовзиом ниучпс-толшчис-

о

ком совещании по качоству электрической энергии (Баку, 1973); на Всесоюзном семинаре по проблеме Еозшения качества элокт-рпчоскоЛ энергии в распределительных сетах (Клев, 1974); в пшоло породового опыта ВД!1Х СССР "Контроль качества электроэнергии в электрических сетях энергосистем" (Москва, 1976); на расширяем ом заседании бюро секции энергосистем и сетей Центрального правления НТОЭ и ЭП (Ленинград, 1977); на 1У Всесоюзном совещании по качеству электрической энергии ЧВян-няца, 1976); на областной научно-техничоскоа конференции "Пути экономии топливно-энергетических ресурсов на предприятиях области" (Иркутск, 1980); на ежегодном постоянно действующем Всосоюзпом семинаре при каЛедре Электрические сташш МЭИ (Москва, 1984); на Ш Всесоюзном научно-техническом сова-щшши "Проблемы электромагнитной совместимости силовых полупроводниковых преобразователей" (Таллин, 1986); на семинара ДЩД СССР "Качество энергии и электромагнитная совиостимость в электрических сетях и системах (Москва, 1988); XII сессии Всесоюзного научного семлнира "Кибернетика электрических систем" (Гомель, 1991).

Дубликашш» По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, зарегистрировано во ЗДТНЦ пять отчетов по Ш1Р, подучено одно авторское свидетельство.

Объем работы. Диссертация выполнена на 129 страницах машшошгеного текста, содоргшт 35 рисунков, 36 таблиц, состоит из введения, 5 глав, списка литературы (1и наименований) в 2-х приложений.

соде?::а!ИЕ работы

Во введении обосновывается актуальность и народнохозяйственная значимость вопросов, рассматриваемых в работо, ©формулированы основные задачи исследований ц основные пологеидя, выносимые на защиту."

Пепаал глава посвящена обзору суяеетвупцих методов расчетов носинусовдальных режимов электрических сетей эноргоско-теы и систем электроснабжения промшлинных предприятий.

Для расчетов несинусоидальных ровдмов в электрических оотях ечергослстем используются детерминированные и в ояг-

ностные метода расчетов. Детерминированные метода мозно построить с помощью систеш нелинейных дифференциальных уравнений, описывавших переходные процессы в вентильных преобразователях з электрических сетях пли на оснсве метода узловых напряжений в линейной алл нелинейной форме, описывающих установившиеся .рояшдн вентильных преобразователей н электрических сотой (ЭС)в Вероятностные методы - па основе метода статистических испытаний или мэтода числовых характеристик. Отмечены недостатка этих методов и невозможность использования их для расчотов нссппусоидалыюстл в ЭС энергосистем.

Во второй глад о рассматриваются методы расчотов я&сину-соидаггьных' режимов методом узловых папрякеняй в детерминированной л вероятностной постановке на основе системы ляпойннх уравнений в форме сопротивлений и проводимоотей

Uni r 'ln;j.Jnj (I)

Тп; = Ymj - Uni (2)

где Uni ~ искомое напрязениэ гармоники П в узле i ;

и Ynij - взаимное сопротивление и проводимость узлов L п j , j'. - узел - источник высших гармоняк;

. Inj- задавший ток узла J - источника выевдх гармоник.

При расчетах источник высших гармоник - вонтнльтй праоб-разоватоль представляется источником тока.

Задающие токи Тnj мояно опродолять аналитически шш графически по известным еонтильнш нагрузкам фаз. Применение детерминированного шш вероятностного глотода расчетов определяется характером этой нагрузки. . .. „

Матрица узловых проводлмостей У (сопротивлений 2. ) является обобщенной характэристикой параметров пассив нет аче-монтов электрических сотэй. Еэ могло получить, методами теория графов идя обращением матрицы узловых проводииостей, которая формируется лзвестпш топологическим способом. Учет распредо-леннсоти параметров ЛЭГ1 производится с помощью тригонометрических функций. В детерминированном методе используется метод узловых напряжений а форме проводнмостей. Систеш уравпоппй (2) i с комплексными элементаш заменяется системой уравнепяЗ с действительными элементами 1 7

- Урп Van Uph I&n

У —

» Уап Урп Uan Ipn

где Урл • Уоя - матрицы-блоки собственных и взаимных соответственно реактивных и активных проводимостей; , ±ап -столбцовые матрицы реактивных и активных составляющих задающих токов гармоник вонтильных преобразователей.

ЗСпГ- />'г\2

ï*

Ур(а)ли

laaij

ЛпЦ^. /Il

v h щ i и

(4)

(5)

г

р(о)П LJ

4-^С YpiaJnlD (6)

где ilf- базисное напряжение электрической сети; Un- номинальное напряжение узла L ; sfp(aj п Lp - проводимость узла на землю.

Система уравнений (3) решается методом Гаусса с компактным хранением информации. В результате расчетов получаем напряжение гармоник в узлах (модуль, фазу, доля от напряжения основной частоты), токи гармоник в ветвях, потери мощности я энергии в ветвях и общие для всей схемы, коэффициенты несину- ' социальности напряжений для заданных узлов.

В вероятности^ методах используется метод узловых напряжений в форме Z (l). „

В работе рассмотрены два вероятностных метода расчета Гармоник напряжения в электрических сетях энергосистем: метод статистических испытаний и метод числовых характеристик.

Метод статистических испытаний позволяет по заданной '*!ункции распределения токов "нагрузок вентильных преобразователей определить функцио распределения напряжений заданных гармонью з заданных узлах (строка^ L матричного уравнения (£)).

Uni (?)

где К - чясл</ узлов с вентильной нагрузкой.

Узловые напряжения можно представить в сльдущам виде

Uni - (Я- < (г < ... * lj¡ (8)

u„i -VTf^TTf «>

где O-j я у - действительные ti мнимые составляющие произведений (7).

в вероятностной постановке________

~ л,-ím°¿r+ щъг «»)

где p - случайная величина, вырабатываемая датчиком случайных чисел в соответствии с заданным законом распределения токов вентильной нагрузки.

Метод числовых характеристик позволяет получить числовые характеристики (дисперсию, математическое ожидание и средне-квадратическое отклонение) искомых напряжений гармоник в заданных узлах.

Для' реализации детерминированных и вероятностных методов расчетов несинусоидальных режимов разработаны программы,включавшие две управляющих и десять взаимосвязанных подпрограмм, написанные на языке f6/¡ ТА/}а'-]/для ЕС ЭВМ при представлении исходной информации в системе ЦДУ и расчдташ на 100 узлов и 150 связей.

Исходные данные готовятся в соответствии с единой для всех методов инструкцией, метод задается соответствующим кодом.

Исследования, проведенные автором, показали:

- детерминированный метод требует гораздо менылэ трудозатрат (подготовка исходных дашшх, обработка результатов расчетов), дает больше ин^оршции о результатах расчетов, требует в 3-5 раз меньше мапшшого времени по сравнению с вероятностными методами, но не учитывает случайного характера нелинейной нагрузки. Поэтому ¿тот метод целесообразно применять при детерминированном характере пэлинейной нагрузки (НИ), при случайном характере его можно применять дда оценки . онечных значений

dn¿.Jf>y, Кt!C L

- при случайном характере нелинейной нагрузки цолосообраз-но применение метода числовых характеристик, т.к. метод статистических испытаний требует гораздо батьао исходной информации, большей памяти ЭВМ и гораздо больше машинного времени, внося

о

незначительные уточнения в результаты расчетов вероятностных характеристик носинусоидальпых режимов.

В тгот^ой гпаво определено влияние точности задания исходной информации параметров схемы замещения элоктрических сетей энергосистем на результаты расчетов несинусоидальных режимов.

Показано, что неточность в задавши активных сопротивле-1ШЙ и проводш.юстой линий электропередач, силовых трансформаторов и автотрансформаторов, синхронных машин не оказывают заметного влияния на результаты расчетов (погрешность достигает £ 0,07 %). Более того, пренебрежение ими давт погреаность в расчетах до ¿0,9 %. Поэтому при всех#расчетах, не требующих определения потерь мощности и электроэнергии от высших гармоник, активны?,ш сопротивлениями и ироводимостями этих элементов можно пренебречь. Это пренебрежете позволяет учитывать распределенность параметров линий электропередач в спектре высших гармоник звуковой частоты по более простом тригонометрическим формулам: _______

2/) -- П1 (и)

У - к , ^ л!Ъ Ы(п- I (12)

м - Г с/

где Я'о , /,.,/- удельное индуктивное сопротивление и удельная емкостная проводимость, длина линии.

Ошибки в задании исходной информации для расчетов несинусоидальных режимов, кроме ошибок основной частоты, содержат дополнительные ошибки за. счет зависимостей параметров схемы замещения от частоты.

Приняты следующие расчетные величины этих ошибок в % : индуктивные сопротивления линий от - 5 + 3 емкостные проводимости линий для 110-220 кЗ - 6,5 + + 7

для 330 кЗ и выао- 11,3 + 10 индуктивные сопротивления трансформаторов ±17,5 сопротивление обобщенной нагрузки 1 С.

Определена погрешность в расчетах (табл.1) при указанных ошибках в исходной информации следующих характеристик .'/«синусоидальных режимов, % :

напряжений гармоник в узлах - д 1)п

токов гармоник в ветвях - д Та '

воэффициент несинусопдальнйсти в узлах -дкнс

л

Таблица I

Максимальные погрешности результатов расчетов при ошибках в задании параметров схемы замещения электрических сетей,%

Погрешности гармоника

и расчетах

3 5 7 9 II 13

ошибка в индуктивном сопротивлении линии

А и» 2,9 6,86 7,81 10,5 6,15 8,57

А 1п 3,43 7,7 9,84 7,09 10,63 10,29

А Кпс 11,02

ошибка в емкостной проводимости линии

А ип 23,3 56,0 49,8 55,83 62,0 81,0

А ¿П 3,43 56,39 59,23 55,49 76 79

А Кис 85,69

оаибка в индуктивном сопротивлении трансформатора А и,7 9,36 9,79 7,57 8,39 9,47 8,59

д г,7 7,25 11,27 7,69 9,09 6,66 9,87

Л Кис_^97_

ошибка в индуктивном сопротивлении синхронных машин А 11/1 39,56 49,65 58,73 24,23 14,73 10,86 & Хп 28,89 49,78 . 85,51 24,35 16,35 12,08 д КИС_61,78_

ошибка в симметричной синусоидальной нагрузке А ип 19,58 28,45 10,3 5,9 4,59 2,98 л Хп 23,34 31,75 27,4 24,5 23,91 10 Л Кис 31,27

3 чотпертой глазе предложены методы опен..л влияния высших гармоники' напряжения на устройства релейной заадты а автош-тики , подключенные к емкостным двигателям напряжения, к фильтрам симметричных составляющих обратной и нулевой последовательностей. Показано, что при искажении 1ор.'Л1 кривой напряжения, до 5 % (что допустимо ГОСТ 13-1098?) перегрузка трансформаторов

отбора может достигать 50 %, возможна и ложная работа фильтровых защит.

Отстройка устройств, подключенных к емкостным делителям напряжения, осуществляется с помощью емкости, шунтирующей первичную обмотку трансформатора отбора. Величина, согласно предложенной иотодяке, определяется из условий: ограничения токов высших гармоник в порвичной обмотке ТОН, минимального отклонения тока основной частоты от номинального значения по модулю а фазе, по допустимому напряжению.

Для оценки влияния высших гармоник на исполнительные органы релейной защиты, подключенных к выходам фильтров токов я напряжений обратной последовательности предложены аналитические и графические мотоды.

Суть методов в представлении несинусоидальных напряжений и токов в виде их гармонических составляющих (ряд Фурье) прямой и обратной последовательности и построения частотных характеристик.

При графическом методе симметричные составляющие кавдой последовательности представляются симметричными звездами соответствующей последовательности на входе фильтра и векторными построением с учетом зависимостей параметров плеч Фильтра от частоты определяются векторы тока (напряжения^ на в1СС0Де Фильтра. Частотные характеристики фильтров (рис.1,2), определенные аналитическими и графическими методами близки друг к Другу (расхоздения но болое 3 %). Теоретически.1, анализ они устройств предложенными мотод:1ш и эксплуатационная практика подтвердили предло&ошю о возможности неправильной их работы при допустимых ГОСТ ис;:алшшии форм кривы:, токов и напряжений.

Для исключения ложной работы этих задит в электрических сетях с несинусоидальными токш.и и напряжениями рассмотрены схемы отстройки исполнительных органов релейной защиты от высших гармоник: последовательный I С -фильтр, Г-образный фильтр и фшгьтр-дшштель. Частотные характеристики их представлены ш рис.3.

Анализ схем позволяет сделать выьод - наиболее эффективен для отстройки блокировок дистанционных защит от высших гармоник в электрических сетях с широким спектром гармоник - Ф«.ц>тр-де-литель, который и рекомендован к использованию. В работе предложена методика определения парамотров фильтров.

Ы

обратной последовательности

2 - обратная последовательность

Рпс.2. Частотныо характеристики фильтра тока обратной последовательности

Рис.З. Частотные характеристики фильтров с высших гармоник

Для распределительных устройств напряжением 220 кВ и выше современных мощных электрических станций характерно наличие протяженных кабелей связи в цепях вторичной коммутации, в том числе, и в цепях токовых защит ЛЭП. Емкость и индуктивность этих кабелей и роле могут образовывать резонансные контуры для частот гармоник. Вероятность розонансов подтверждена расчетом по программе, реализующей метод (2). Расчетом и измерениями подтверждено существование резонанса на II и 13-13 гармониках в защитах нулевой последовательности ЛЭП Братской ГЭС. ДдЯ расчетов этих резонансных явлений предлоге-' па упрощенная методика (эквивалентная схемыа).

Расховдения расчетов по эквивалентной и полной схема не . прэвшают х % для гармоник Л = II и 3 % для П =13+21, а объем эквивалентной схемы в 3-5 раз меньше полной.

Для отстройки исполнительного органа токовых защит нулевой последовательности от повышенных тшов небаланса при'рэ-зонансах на частотах гармонических составляодих предложен контур насщащийся трансформатор - резистор, добротность которого резко ухудшается при рззонансе.

1 пятой главе представлены результаты расчетов и измерений высших гармоник токов и напряжений в электрических сетях с мощныьш вентильными преобразователями шести энергосистем Восточной Сибири и Дальнего Востока (табл.2,3,4).

Таблица 2

Результаты расчетов и измерений в #

Читинской энергосистеме

Название узла Напряжение кВ расчетный измеренный

Оловянная 220 3,25-4,9 3,5-4,5

Петровск-Заб. 220 2,7 -4,85 2,5-3,7

Холбон 220 2,5 -5,1 3,14,6

НО 2,6 -5,2 2,54,5

Дарасун НО 2,7 -4,8 3,1-4,3

1.2 -2,3 2,5-3,0

Читинская ГРЭС НО

220 2,3 -5,15 2,5-3,5

Кпгя 220 3 - 6 3,1-5,1

Лена 220 4,6 5

Таблица 3

Результаты .расчетов и измерений в Иркутской энергосистеме (для 11-й гармоники)

Название узла Напряженно

кЬ расчетное измеренное .

Режкм I

Братская ГЭС 220 _ 6 3,9

Лена 220 ' О 3

Корпункта 220 3 4

Кеза НО 4 6

Есть-Кут НО 6 4,5

Коряушхгл НО 5 4.5

Редзш П

Братская ГЗС 220 12 II

Ло.га 220 14 10

Кораушка 220 20 16

ПО 15 16

Ксзл ПО 15 II

Усть-Кут ПО 20 14

Таблица 4

Результаты расчетов и измерений б Иркутской энергосистеме (для 13-й гармоники)

Название узла

Напряжение

расчетное

измеренное

Роаим I

Братская ГХ Коршуниха

Кезма Усть-Кут

Братская ГЭС Лона

Коршуниха

Колзла 7стъ-Кут

Режим П

220 220 НО НО ПО

220 220 220 НО ПО НО

3

1.6

о

ь

10

4

5 1,6

2,2 2,9 3

1.5

8 10 1.5 2

НоснлусоЕдоалюсть токов и н. трясений в исследуемых се-'тях обусловлена мощной вентильной нагрузкой а.'ташшоьшс аа-

Г;ОД03 И ТЯГОВЫХ ПОДСТаНЦИЙ ЭЛеКТрИ^ НЩГраВШШОГО ;Х9ЛеБН0Д0рГ£-

ного транспорта.

Б работе произведена оцаика различных способов цзмирешгй ¿¡соснусокдалъностп: измерителями нелинейных искажений, анплп-яатораш иосюг/соидалъ.лсти, анализаторами спектра д частотных характеристик , селективными вольтмотрами. СЕОтодучзвшЕ я одектропнкмд осциллограф ш. Для измерения показателей не-оглгусоидальлостп токов к напряжет:!! наиболее целесообразно попользовать анализаторы гармошш низких частот и электрошигз осциллографы - для спектрального анализа, анализатора неспну-ооидальноети - для интегральной оцонки.

Произведено экспериментальное определение вероятностных характеристик (кривые интегрального распределения, срс;;:Щ0 значения за сутки, дисперсия, аескмотрия, критерий Ц;:люна) голов тяговых подстанций переданного тока на 10 подстанциях

1Ь

3

8

СТ

одной из энергосистем. Эксперименты подтвердили положение о том, что кривая распределения фазных токов тяговых нагрузок в электрических сотлх при плотности двикония 60-70 пар цоездеэ в сутки близка к нормальной фунтами распределения.

Произведено сравнение результатов расчетов и измерений .напряжений высших гармоник в энергосистемах Восточной Оибпря п Дальнего Востока. Результаты измерений подтверждают результаты расчетов.

Из анализа результатов расчетов и измерений следует: в энергосистемах с мощными вентпльно-преобразовательными установками (алюминиевыми заводами) величины высших гармоник напряжений во многих (10 из 65) точках превышавт 5 ,1, а в отдельных рожимах достигают 10-20 %', в энергосистемах с тяговыми подстанциями поромышого тока этот показатель гораздо ниже 5 % и только и одной (из шести) протяженной электрической оо-тп в 3-х узлах (из 28) превышает 5 %, достигая 5-7 %.

шшшт

1. Разпивапднеся автоматизированные системы диспетчерского управления, службы релойной защиты, автоматики, измерений райогагах энергетических систем я объединенных диспетчерских управлений энергосистем регионов СССР нуждается в простых, надежных и экономичных методах расчетов, анализа, измерений я минимизации отрицательного влияния посттусоидальностя токоа ц напряжения на их работу. Разработанность этих вопросов да электроэнергетических систем недостаточна.

2. Показано, что для расчетов несинусоидальности режимов электрических сетей энергосистем целесообразно использованию линейной матегатической модели метода узловых напряжений при использовании современных методов решения систем линейных алгебраических уравнений. При случайном характоре вонткльноЗ нагрузки цзлесообраз1ш всрсятностныо методы."Применение детерминированных методов целесообразно при расчете предельных рэ-апмов и при статическом характере вентильной нагрузки.

• 3. Из вероятностных методов предпочтительнее метод числовых характеристик. Он дает результаты с погрешностью от Ш1 на 5-10 % при значительном сокращении исходной информации (та 30 %) и уменьшения расхода машинного времени (до 100 % я более).

4. При необходимости деления схем электрических сетей {более ICO узлов) на подсистемы, точками деления могут бгтъ электрические станции мощностью 200 МВт и более (практически все Электрические станции совромэшшх энергосистем).

5. Показано, что погрешности результатов расчетов высших гармоник токов и напряжений в электрических сетях энергосистем при отсутствии резонанса токов пропорциональны погрешностям исходной информации. При резонансах погрешности возрастают в несколько раз. Наиболее чувствительны результаты расчетов к погрешностям в задании емкостной проводимости ЛЭП.

6. Предложенные методы анализа влияния высших гармсник токов и напряжений на устройства релейной защиты и автоматики, подключенные к фильтрам симметричных составляющих или омкост-ным дейителям напряжения позволили доказать вероятность их неправильной рабогы даже при неспнусовдашюсти допустимой ГОСТ 13109-87.

7. Предложенные схемы отстройки устройств релейной защиты и автоматики (пуктирувдая емкость, филыр-делдголв, резонансный контур) от высших гармоник, позволили обеспечить их нормальное функционирование при несинусоидалыюстях, значительно превышающие допустимые.

8. Предложешше а.:горптмы и программы расчотов уровней ьесинусоцдальности, методы анализа влияния высших гармоник на устройства РЗдА, схемы отстройки их от высших гармоник опробованы и внедрены в энергрсистемах Восточной Сибигш и Дальнего Востока. Результаты измерений подтверждают результаты расчелов.

Основное содеркашо диссертации опубликовано в ела работах:

1. Пдольчик 3.IU, Круги Л.Л., Рисов ДЛ.1., Ипшеаков II.Л. Исслодоьанав устойчивости решения яри расчетах самшойарного р3'л;ла энергосистем, 1.'аторна;ш научно-тоэашчоского совещания. Прцмонскио ЦВМ для алалиоа ресымов энергосистем ш электрических с^тей. Киев, 11ЭД, IS68, с.21-23.

2. Кдельчик В.И., Крумм Л.А., Еданов A.C., Рысов АЛЛ. Примспонио I^M для исследования слияния погрешностей исходных данных па результаты расчетов стационарных резаков Иркутской

.'iioprocaoreiw. On от по !Е!Р. !!ркугск« I9C8, с. IBS.

3. Еярвнова Р.П., ЛоСодов H.С., Но&аш В.З. .iioiisxcma A.C., 'неев А.Ц., Т;:!!С>;аоа Д.В. Пгцмгнсгае вероятностного катода г. «слоту носшяютричного рож&и в "acreia поболъпоЗ иосшостя, «Зуслослошюго влаяшоа тяговоЗ нагрузка порайонного тока.) mi.: Вопроси ггри.;цн9:шл матоиптэтосках штщое ггры уггроздй-щя ptusmin и разззткои энорготстоскш сг.стсц. Зил.??. 1!р— ■ гутся, 1072, с. 133-141.

4. /.чбедов U.C., Но£ыая B.D., Рисов А.У. Экспйрщвнталь-шэ вссладоваши захоиоиорахтпй лононыш : геякагрузоя lupoMùimoro Toica в'ах влиянии на рехм paOû'ru эиоргоедстимы. iun .77. üp кутей, I97J, c.I-l-MM.

5. Риоол Â.U. Упрсвдшшй виролтниетанЗ ьштид pasnaïû iücsuix гармоник тока и ¡ишрилшнля л эноргосастоыах uuofl моц-юстд при наличии тягавсЛ нагрузка дирошщюго тока,- j au.: ioupocu щжуонония штоштичвекл! штсаов щш уцраа^шш* ре-йсшык х развитиои элоктрячооши састоы. Иркутск, 1972, i.HC-159.

6. 1ч:рдсав Г.О., Вясяч<ш А.Н., Гдазунаа .С.Д., Puces А.У., iJüKO С.À. Оксвиряг.лтщаша исследования насааусиптиьних эожиыов зиоргосхстои.- Б кн.: вопросы сриииноши ыитиштичас-ии митодсв ири уцраллшии рошгиш а ризаатиам эдоктрдчасши :истом. ¡!рк;?ск, V/.'ti, с. ~07-Л1.

'. 1>исоа A.U., jQJoian li.ii. v-ooOuhhucth расчатои цосану-¡оадииид роишив илонтрячвеккх евтоа ьштидсм- узловш. иаяра-lütuta.- U кв.: Пришивши штиштич^сши штодол пра уцридла-ша ршишил s риаиатиои злоктрачесщи сас-пш. itpsyrea, 197Ö,

аяслцйа A.U., »аДко С.А., {7сов Ь.И., hi^aa А.И. J влиии itUCZIL. lU{.iJl.'iUU! lia , il С о ту устролста рвЛУ2ДиД laEUTU

1 автоштюи, вклин шшш. ч.роз иикостшм ддосгида и&и^лхшш •-Злвхтрдчвсяла ctiuuüui, l'/.'t, s b.

'j. i.e. uJ-Ujw u'COi-), /ст'г-Лсtoo s,li p*u«:uioa ыдат* a аятсштичвезого puryjJipatkutA'i jJuK-rpoyctitiuaai Сл'а А.У., IuüLko -.A. - uuyo. a L.U., Г/,Ъ, » -U,

iü. A.U., ИиЗшь Ii. J., lue um A.M. ^j^uu J.;' ,

Волсщиш J.U. Aicuutj ралами» a ыаатранлчци ciui ¡ш

Ь^тса-ч»'ал-Йив««ого 1%гл о рогом iwupystt» iAJa» ч

î>

вентили о-преобразовательны! нагрузок Бр\3а в разработка еоро-ордятиА по поддерхаляс параметров качества надряхоши в соответствен с ГОСТ 13109-67. Отчет по НИР, Л гос.регистрация 76076140. Иркутск, I960, с.107-187.

* II. Вясяоев А.И., НеЯшл В.В., Рисев А.Ы., Вадодют Б.В., ЕШко С .А. Разработка методов s программ аналяза к оптяшзацяя показателей качества электроэнергия в эноргосястоиах 0£> Востока. Отчет по НИР. * гос.рагкстроцяя 0Ш40019742. Иркутск, 1965, С.4-ЕЗ.

12. ¿кишев А.Н., Рисов A.M. Повшеняо гздожностя функцяо-шгровалл.: токовых ¿«лгровш: засгт яря восянусоашльнкх рояямах. В кн.: Тезисы докладов Q Всесоюзного научно-техндческого сове-кавяа "Дройлэмы элеггроюлитнМ совместимости садовых подусро-аодшиовнх преобразователей". Таллин, Alt СССР, I966,c.I30-I3I.

*13. Рнсев А./1. Учет расгределенвостя параметров £Эй пря расчетах несипуспддальнмх рохимов в электрических сетях энергосистем,- В 1Ш.: •Применение математических методов прд управления режимам* я развитием алектрическдх светом. Иркутск, 1964. с. 73-78.

14. Рнсев A.M. Нетрадиционные силовые фяльтрл ажшях гар-моххх в *zexTpx4QCKZi сера эяоргосясгом.- В кн. Тезясм докладов ваучно-техняческо! хоп^еренции. Иркутск, 1991.

15. Вясяаев A.U., Лудкий И.И., Рисов A.M. Нвсяиютряя в васинусовдадьвость в алвктричоских сетях Иркутской »нергосисте-ж.- В п.: Тезясн докладов ХП сессии Всесоюзного научного со-жаара "Хябвреахяха вдвятрпвскс систем". Гомалъ, 199»!, 0.27-2)

паи ffiS-100-92.46.