автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Компенсация реактивной мощности в системах электроснабжения пpoмышлeнныx предприятий с нестационарными нагрузками (на примере системы электроснабжения морского порта)

KJJTTV.I.I/WT п.-, ГТТ TCVljJ IJHJiJPJ 1КСТКТУТ

На правах рукопису УДК 621.316.727

Е1Л.ЯСВ Володимир Леон1дович

У

КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОI ПОТУЖНОСТ1 У СИСТЕМАХ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАКНЯ ПРОМИСЛОВИХ ШЛПРИеМСТВ 3 НЕСТАЩОНАРНИМИ HABAHTA'SHKñMl-í (на приклад! системи електропостачання глорського порту)

Спец1альн1сть 05.09.03 - "Електротекн1чн1 комплекса системи, пклсчаючи ïx управл1ння 1 регулпвання"

АВТОРЕФЕРАТ ДИСЕРТАИП на адойуття тукового ступенл кандидата техн1чяия каук

Ки1в - 1995

Дисертац1ею е рукопис

Роботу виконано на кафедр! електропостачання промислових п!дприемств та м1ст Одеського державного пол!техн1чного ун1верслтету.

Науковий кер1вник: ОфШйн! опоненти:

кандидат техн!чних наук, професор Фом1чоб С. П.

доктор техн!чних наук, професор Жежеленко 1.В.,

кандидат техн1чних наук, ст. н. о. Иал1нчнк В. П.

Пров1дна оргак1зац1я: Ки1вський 1нститут "Ки1впромелект-

ропроект"

Захист* в1дбудеться

1л1зовано1 Г

.1995 р.

о £Г годин! на вас1данн1 спец1ал1зовано! Ради. К 01.02.04 при Ки1вському пол!техн1чному 1нститут1 за адресов: 252056, м. Ки1в, проспект Перемоги, 37, корп.. 22.

3 дисертац1ею можна ознайомитися в б1<5л1отец1 КиХвсъкого ■пол!техн1чного 1нституту.

Автореферат роз1слано

у-7

.1395 р.

Вчений секретар спец!ал1эовано1 Ради, кандидат техн1чних наук

'И

У •

В. В. Прокопенко

-1-АН0ТАЦ1Я

' Метоп робота с гпцвищення_ ефективност! функц!онування сис-ем електропостачання 'промислових тдприемств з нестаидонарними ежимами електроспокивання за рахунок опт1ш!зацП режим!в роботи асоб!в компеисацП реактивно! потужност!.

0сновн1 завдання роботи:

виконати досЛ1дження характеру змишвання реактивних наванта-энь на трансформаторних п!дстанц1ях (ТП) 6(10) кВ та на головних 1лянках мапстралей розпод1Льчо! мереж! промислового шдпрлсмства з естац!онариими навантаженнями;

розробити методику визначення реактивно! потужност! для нес-ац10нарних навангажень в умовах недостач! шформацП;

проанал1зувати ефективнхоть. регулювання режиму реактивно! по-ухност1 локальниш регуляторами конденсаторних установок СНУ) ри використанн! р!зних параметр!в (реактивно! складаючо! струму .авантаження, фазового кута, реактивно! потужност!);

. одерг.ати хцроНдн! дан! про спектральний склад струму наванта-:ення з метсо захисту вширивалышх орган!в регулятор!в реактивно! гатужност! в!д вищих гармони;

"в1дтворити систему управлшня джерелами реактивно! потужност! в гер'еяа промислового п!дприсмства, здатну п!дтримувати задан! р!вн1 1х!дио!;реактивно! потужност! ■ в!дпов!дно з вимогами енергосистеми, (нижати втрати вад передач! реактивно! потужност! у мережах шдпри-:мства.

Основи! положения, що виносяться на эахист.

' -1. Результати стохастачкого досл1дження режимов електроспожи-шння у вузлах розподхльчо! мерет 6С10) кВ промислового п!приемс-гва з нестац1онарнимв електроприймачами.

2. Алгоритм оценивания на основ! теор!! неч!тких множин (ТНМ) зозрахованого значения реактивних навантажень в системах електро-гастачання промислових об'ект1в з несгацёонарними режимами електро-зподивання. '.-*.''

.3. результати досл!джень по оценивании ефективност1 управл!ння неактивною' потужнёстп по р!зних параметрах регулювання за допомогою токалышх регулятор!в КУ.

4. Результати спектрального аналезу струму навантаження пед «ее роботи.лотужного кранового навантаження та локальному регулю-занн! реактивно! потужностё конденсаторними установками'до 1 кВ.

5.''-Двор'1внева система ..управления' джерелами реактивно! потуя-

ност1 у систем! електропостачання з нестацюнарними навантаженням!

6. Структуры1 схеми локальних регулятор¡в реактивно! потужш тЬ що являють собою никн1й р1вень-двор1внево! системи.

ЗАГАЯЪНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальность робот и. Одн!еп хз задач - комшк заходов енергозбереження в зниження втрат активно! потужно< та електроенергП в електричних мережах до еконсшчно обгрунтоваж р^ня. Серед основних засосЯв вир!шення ц!е! проблеми е раидоналз компенсац!я реактивно! потужкоста СКРП). Питаниям рационально! 1 присвячена значка к!льк1сть теоретичных та прикладних дослЦже! Системний шдх1д до виршення задач КРП ьимагае урахування сукупн< та техн1чних та економ!чних фактор!в, що впливають.на досягне1 опт1муму в 1цлому за системою. Виходячи з цього, а також врахову) реальний стан !з наяыистя в!рсг!дно! !нформацП про активнх реактиви! навантакення в електричних мережах рхзних р1вней напру] використовують }срарх!чний принцип..

Об'ектом досл!дження дисерт-щП с системи електропостача] ССЕШ промислових тпдприемств з нестац!онарними граф1ками електр! них навантажень Сна приклада СЕП морського порту), для яких про] нуеться п1дх!д до вир!шення задач! КРП в1дпов!дно викладеноыу в] 1ерарх!чному принципу. Основна увага прид!лялась питаниям КРГ проекта!й та експлуатад1йН1й постановках. До них вшюсяться: д< л1дження рекикив електросложивання у- вузлах розлод!льча! мереж] р1зноман1тним складом р!знохарактерних навантажень; розробка ме' дики визначення розрахунково! реактивно! потужност! при нестац1оп них навантаженнях в умовах неповноти 1нформацП; анал1з ефектив: ст! управлпшя режимом реактивно! потужност1 за р!зними парам рами регулюьання; виб1р параметра управл!ння локальними регулято; ми реактивно! потукност1 у е!дпов1дност1 з характером навантаже у вузл1; гармон!чний анал1з струму наваитаження на сторон! н чо! напруги СШ) ТП 6/0,38 кВ, як параметра локального регулюва: КУ; виб1р схемотехн!чних р!шень п!д час розробки нових тип1в кальних регуляторов у в1ппов!дност! э критер!ями оптим1зац1! 1 у вами експлуатац!!; оц!н»вання величини активного навантаження реконструсванн1 СЕП та прогнозуваши л!м1т!в електросложивання.

М е т о д и д о с л 1 д ж е н ь.■ Нир1шення викладених в оавдань. вимагало використ 1ння методов спектрального анал!ву, ос

теор!2г "1мов1рнсст1 та математично! статистики, основ теорП не-; ч!тких множин;

Н а- у к о в а новизна.'

.В дксертац!йн1й робот1 вперше:

- досл1джено ефективн1сть управл!ння 1СУ 0,38 кВ локальними /регуляторами--реактивно! потужносп при. використанш рдзних парамет-.рхв регулпвання;

- запропоновано двор1вневу систему управл1чня реактивно! по-тужност!:у СЕЙ промислових п1дпрпсмств, що складасться з локальних регулятор!в ОриНнальмо! розробки на нижньому р1вн1 СТП 6/0,38 кЮ; шкропроцесорнсга пристрою, який управляв режимом реактивно! потухпост!. по "п1дпр«емотву в ц!ло.му та пристрою передач! сигнала" управМяня ,'в1д центрального регулятора до локальних й поточного стану, се.кц1Я КУ у зворотньсму напряга по дводротов!й льчП зв'язку, знД1лен13;Длд ц!.с! мети;

- ;досл!джено режими. електроспоживання промислового об'скту з нестац1опарними аавантааеннямн, вытворено 1нформац1йну базу;

- запропоновано алгоритм оцД'нввакня на основ! апарату ТНМ роз-рахушсових-реакташшх' потужмостей у вузлах розпод!льчо! мережа 6(10) кВ у системах електропостачання промислових об'ект1з з нестаидонар-ними -резинами електроспоживання.

Практична ц ! и н ! с т ь. Розроблено ! впроваджено комплекс ефективних техн!чних засоб!в автоматизованого управл1ння реяин'см реактивно! потугшост! в уиовах СЕП об' склчв з нестаидонарни-ми'наванталсеннями. . На основ 1 зяНснених практлчних та теоретичних досл!джень розроблено чотири типи локальних автоматичних регуля-тор1в реактивно! потужност! з р!зниш параметрами управлйшя . та двор!внева система э пристросм узгоджування та передач! !нформацП.

Р о а л I э а ц 1 я результата робот и. Ре-зультати робота полягли в основу впроваджено! у СЕП Одеського морсь-кого порту двор^внево! системи управления реактивно! потужност!, регулятор;РРМ-4 впроваджено на районних п!дстанц1ях 110/35/6(10) кВ "Арцнз" та "1зма!л" 1зма!льського ш'дприемства електричних мереж.

А п р о б а ц. 1. я р о б о т и. 0сновн1 положения та матер1али роботи допов1дались на таких науково-техн1чних конферешпях та се-м!нарах: Всессвзна науково~техн!чна конференц!я "Электрические нагрузки и;электропотребление в новых условиях хозяйствования", м. Москва ,1589 р.; , Всесоотна' науково-техн1чна конференц!я "Повышение эффективности ■электроснабжения на промышленных предприятиях" м.

Москва 1990 p. ; Mi-жнародна науково-технечна конференция молодих досл1дниклв, Попша. м. Зелена Тура, 1992 р.; Наукозо-технiчний се-Minap "Условия присоединения потребителей к сети энергосистем"., м. Москва, 1992 р.; Науково-техн!чна конференидя "Методи та засоби управл1ння електроспоживанням", м, Ки!в, 1992 р.

• ■ 11 у d л i к a a i i. За темо! роботи опубл!ковано 5 роб!т.

Структура та обе яг роботи. Дисертац!йна робота складаеться з вступу, чотирьох розд!л!в i. висновку, як1 викладенЦ на 137 сторЦнках машинописного тексту, 48 малинках, 6 таЗлицях та 3 додатках. Б1бл1ограф1я вклочае 94 праиД в]тчизняних та заруб1жних автор!в. Загальний обсяг роботи 158 стор!нок.

У першому роздШ зд!йснено узагальнений анал1з л1дход!в до задач! компенсацП реактивно! потужност!, ¡цо д!яли на piDHiix ета-пах розвитку електроенергетики та вЦдображувались у в1дпов1дних нормативних документах. Зроблено огляд розвитку засобав управления джерелами реактивно! потужност! у вЦтчизняних та зарубтшх СЕП. На ochobî здЦйснених досл1джень сформульоват мети та" зав-дання диевртацишо! роботи.

Другий розд!л присвячено писаниям досладження характеру наван-тазеень у СЕП морського порту. Подано результата статистичного анал!зу графШв активного навантажеш.я головнйх дллянок чотирьох ыаг!стралей 1з рцзноманй'ниы складом р1знохарактерних електролрий-мач!в; показано, ао графой активного навантаження мають нестаидо-нарний характер, Запропонована методика визначення розрахункового значения реактивно! потужностi для СЕП з кестац!окарним режимом еле-ктроспоживання на ochobî математичного апарату теорП неч!тких множин.

У третьому роздШ зд!пенено теоретичний анал!о ефективност1 управления режимом реактивно! потужност! локальними регуляторами КУ напругою 0,38 кВ при внкористанн! кута ç та реактивно! складаючо! струму навантаження як параметр1в; регулювання.

У четвертому роздШ наведен 1 структурн! схеми та описи функиД-онування двор1внево! системи управления реактивно» потужн!стю; трьох тип!в локальних регулятор!в реактивно! потужност!, як1 скла-дають нижн!й р!вень ц!е! оистеми; пристров телеуправления та теле-сигнал!зацН, що зв'язуе верхн1й та нижн!й р!вн1; регулятора РРМ-4, приэначеного для управл!ння конденсаторними установками вище 1 кВ.'

_5_

ОСНОВНИИ 3MICT РОБОТИ

Робота починастьоя s аналазу- cnocodio вир1шення задач! компен-cau.il реактивно! потужноси, що здГйснювались на pionnx етапах роз-витку елекгроенергетикк та в!дображувались у вхдповхдних норматив-них документах. В!дзначено, що розвиток в!тчизняно! електроенер-гетики супроводжувався зростанням вимог енергопостачающих органаза-Uiii до споживач!в у питанн1 упразл1ння споживанням реактивно! по-тужностГ. , Ils вимушувало споживачав в1дшукувати методи та засоби КРП, як!, в!дпов!да,"и б цим вимогам. Зокрема, п1дтримка заданих енер-госистемоп■промисловому п!дприемству вх!дних значень реактивно! по-тужност1 у в1дпов1яност1 з д1пчими "Вказ1вками по Koi.mencau.il реактивно! потужност!" не можлЯва без застосування,пристро!в для уп-равл!цня реактивною потужшста.

. Локальн! регуляторй реактивно! потузшост! в!тчизняного та закордонного ' вцробництва, ко широко застосовувались до останнього часу у' СЕП промислових шдприсмств, не здат;ц у повному обсяз! виконати вимоги енергосистем по КРП, оск1льки спроможн1 забезпечити оптимальна .значения реактивно! потужност! у кращому випадку тхльки у межах одн!е! ТП 6(10)/0,38 кВ або на pibhî ОДН10! Maricrpa-л!.

Виршення завдання управляя джерелами реактивно! потужностi в ц!лому у. систем! . електропостачання промислового щдприемства ус-кладнвсться у тому випадку, коли на niдприсиств! е велик! електро-прийм^ч!, •. у яких технолог!чний пронес не мае цикл1чного характеру. До o6'eKTis. такого типу у neBHiii Mipi можна в!днести морський порт,, дё- основний; технолог!чний процес - перевантажувальн! роботи -зд!йснюсться портальшши кранами р1зноман!тяих тип!в та встановлено! потужност!; ' .

.У зв'язку 'з зазначенимн метами та характеристикою об'скту досллдження , -сформульовано викладен! вище завдання дисертацишо! роботи. ,

Через те. • вд у д!ючих СЕП промислових niдприемств icHye недостача. вим1рввальних 3aco6iB техгичного обл!ку реактивно! потужно-ÇTi," винйкапть . проблеми збору статистично! Днформацп достатнього :туп!нп представництва для адекватно! oluhkh реактивних навантажень за. 'доцомогоп методiв теорп ÎMQBipHocTi. Виходяч! з цього запропо-новано методику визначення рсзрахункових значень реактивних навантажень на баз! математичного апарату теорП неч!тких множин. За

-6- '-'-.-..-. основу була прийнята методика вкзначення активних навантакень у мёських електромережах, розроблена П. Я. Екелем та В. А.- /Поповны, огёдно яко! навактаження подаються у виглядё нечётких мнохиа СНН), цо визначають ступёнь !х достовёрностё на деякому числовому ёнтерва-лё. • ■

При цьому вшсористовуеться ёнформацёя, сдержана як з формальных , так ё з неформальних джерел. Формальниш джерелами стали типовё ёнтервальнё граф!кк активно! потужностё характерних електроприй-мачёв у СЕП об'скту дослёдження - морсъкого порту? та результата с>_зонних вимёрювань на головних дёлянках магёстралей. 'Як неформаль-нё джерела використанё експертнё оцёнки найбёльш квалёфёкованих робётникёв ■диспетчерських служб. Видёяено три, основах групп еяе-ктроприймачёв морського порту: кранове навантакення, зовнёшне освётлення, загальнопортове навантакення. Для всёх труп визначенё типовё графёки активно! потужностё. -

Проведено статистичний аналёз графёкёв активно! та реактивно! потужностё головних дёлянок чотирьох магёстралей з рёзним складом рёзнохарактерких електроприймачёв по'добёрцё з 28 добових реалёзацёй з ёнтервалом осереднення 30 хвипн. Доскёдкення показали, ш,о випад-ковий процес змёнювання цих параметр!в носить несгацёонарний характер 1 мае не бёльше однёе! дёлянки уыовно! стацёонарностё Сз 09:00 до 12:00).

Для оцёнпвакня взаемно! ксреляцёйно! залежностё мёк активною та реактивною складаючиыи навантакення вираховувались нормованё корелядайнё момента на кожному ёз 48 ступ.енёв реалёзацёй вцпадково-го процесу як '

rj.iP.Q3

^ ' % '

де j - номер ступени графхка навантакення; ё - номер рзалёеацё! добового.графёка; N - кёлькёсть реалёзацёй; , ,сгр|, сг(2( оцёнки математичних сподёвань та середньоквадратичних вёдхкяень активно! та реактивно! складаючих навантагсення вёдповёдно; Р. /, 0. ^ - значения активно! та реактивно! потужностей ё -1 реалёоацП на j -му ступени граф'ёка.

Статистичний-аналёз виявив доводё : силышй взаешкорёляцёйнйй вб'язок нёж активное та реактивною потуккостяш: на головних дёлянках магёстралей СО,7 - 0,9) незалежно' в!д спёввёдношення кранового

!авант.аження до ёнишх електроприймач!в, що працюють на одн!е! ма-•1страль • '

На основ! сгатистичних дослёджень взасмно! кореляцп активно! 'а реактивно! потужност!, графил в фазового кута визначено тинову ФН ечётко! множини кута р.-

Таким' .чином, алгоритм, що.пропонусться для визначення ФН не-1тких множшг реактивних потужностей, мае такий вигляд. -..'' I.; По типовим; граф!кам активно! потужност!, еезонним вимёрю-анням та експертним оц!новациям формупться узагалькен! ФН неч!тких пожни активних навантажень розпод!льчих ТП 6(10)/0,38 кВ. ,2. Гз одержаних ФН шляхом порёвневого множення 1х на типову ФК азо&ого куту формуються ФН НМ .реактивних потужностей.

3. Аналог!чн!.д!!, як у п.п. 1,2 виконувть по даним вим!рювань ля головнях д!лянок маг!стралей та одержують ФН НМ реактивно! поту-ностГ на 'ц'их д!лянках. '

. 4. Гп ФН НМ реакткно! потужност! ТП, до знаходяться на сдн1-1 маг!страл!, формупться пёдсуМков! ФН по д!лянкам л!н!й у в1дпо-ёдност! , з. правилами.арифкетйки та основними електротехн1чними эконаг.п! при виконанн! порёвкеврго складэння ФН.

.5. .Пересечения двох нечётких кножин на головних д!лянках ма-1стралспГ-; сформовано! по" даним виыёрювань та одержано! з НМ зансформаторних пёдстаиц!;! е ауканоп величиною - ФН В? реактивного квантаженгш головнох д!лянки дано]' магёстрал!. .'. 6.' Впкопусться уточнивання' :ФН реактивних навантажень на ТП за тгоритглом. "зйороТнього лотокорбзподёлення". 1з ФН НМ реактивно! зтуаност!) одержаного по даним вшпрмань, здёйснпсться в!дн!мання 1 дёлянок магёстральпо! лён!!, визначених у п.4. Перес!чення, 1ер?аних в результат! гас! дП НМ реактивних навантажень них же 'зл!в,; \ ео були визиачен! у п. 2 с уточнене значения НМ реак-ганих навантажень на ТП 6(10)/0,38 кВ.

Дал! йуло проведено теоретичний аная1з ефективност! управлёння 'активною потуян!стн локальними регуляторами канденсаторнкх ;тановок до 1 кВ при' Еккорнсташа у якост! параметру регулсвання зово1х> ; кута • та реактивно!' складаючо! навантаження." Визначено :ектральний склад струму навантаження з меток обмеження впливання цих гармо'ик на вимдрювальн! органи регуляторов реактивно! потуж-ст1. Описано алгоритм спектрального анаяёзу на основ! перетворення р'е та сплайн-апроксшацП, здпюнено. снЦнювання похибност! та дан!. рекомендацП В1Дноско галусп. !х вик.сристання.

Для кожного в параме^рав на комплексна площин1 збудован! д1а-грами, що в1дображують робочу зону та зону нечутливостх регулятора (мал. 1). При цьому враховувались но»аналькз потужшсть силогого трансформатора, реальна величина його коефщеента загрузки, потуж-н1сть ступеня регулювання та величина зони нечутливост!. • У якост! критерёя ефективност1 регулювання була прийнята !мов!рн1сть попадания вектору повного навантаження йназ у робочу зону регулятора.

Сск1льки розглядаеться система двох випадкових -зыднних, то 1мов1рн1сть попадания випадково! точки (Х,У) у елементарний прямо-кутник з! сторонами ёх.ау, що примикае до точки СХ,У), приблизно визначаеться елементом !мов1рност! ГСх,у)с1хс1у. Тому !мов!рн!сть попадания випадково! точки СХ.У) у дов1льну область 0 можна вираху-вати за формулою

Р( СХ.УЭ е 0) ^Я Г(х,у)<3хс1у,

<П>

де ГСх.у) - густина розподллення двох випадкових величин.

Тому у загальнсму випадку для прийнятого нормального розпо-д1лення двох випадкових величин на плотши. визначасться формулою

1 г ' 1 г Сх-га )'

Г(х.у) = -1 ехр {---Цг- ---

гшсг/Л^ 1 2(1-г^ ^ а;

У 2г(х-т Ху-га ) Су-т)2 р

--х + --Л- к (1)

а сг а' и

X У У .

де 1г,х ,иу - математичн! спод!вання випадкових. величин X,У; -

1х середн! квадратичи1 в1дхююння; г - IX коеф1ц!ент кореляцН.

1ктеграл, поданик у (1), для плоц!,дов1льно1 форми, якою е область робота регулятора, через в1дом1 функцП не виражаеться. Тому для хнтегрування була використана кубатурна формула Гаусса.

Оскхльки величина робочо! зони залежить в!д потужност! ступеня силових конденсатора в, роэраховано оалекност1 1мов!р>ност! попадания £кав у робочу зону в!д величинк ; ступеня КУС мал. 2)-на приклад! трансформатор!в потужнёств 630 та 1000 кВА. ; : " . /

Анал!зуючи одержан! результат« дослёджень, можна зробкти так! висновки. (

1. Ефективн1сть роботи локалышх регулятор^ та ступ1нь,вико-ристання КУ суттсво залежить в1д сп!вв1дношення потукност! силового трансформатора- та- величини найбадьшого ступеня КУ, яке визначас робочу область та зону нечутливостё.

2. На маг!стралях, частина ТП яких не мае КУ," е меток

200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1р,А

О 200 400 600 800 1000 1200 1400 1р. А

:;,-.■ ■■■ б)

Мая!. Зони нечутлив<?ст1 I робош облает! локальных регулятор1в при регулюванга: а) по реактивному струму (реактивно! потужпост1); ■ б) по ,фазовому кут/

. niдвкцення ефективност! регулпваиня реактивно! иотужнооп иона не чутливост! повинна розташовуватись симетрично нульовому значении параметра регулввання.

3. Для звичайно лрийнятого сшввшюшеннл Д1 неч- 1,5Д1СТ Vj (Д0печ= 1,5 Д0СТ до) величина отупеня конденсаторно! установки не повинна.- перевищуватч .(0,13*0,15")S,[0MT; КУ si ступеней 150 квар нелояльно застосовувати на трансформаторах потужшстю мети як 10Q0 кВА.

4. Для зменшення числа ступешв з метой зниження вартост! КУ при збережеши ефективност! регулювання мпимальна величина ступени КУ можё бути узятою порядку С0,0р40,1C')SK0M T.

5..При наявноеп у-СЕП невдалого сп1вв1дношення Mix ступеней КУ та потумпстю трансформатора передбачити управляя такими КУ в!д центрального регулятора (для зсЯльшення екв!валентно! Бнонл).

6. Регулювання по реактивному струму С реактивно! потужностч) мае перевагу перед регулюванням по куту <р, оскальки незалежно В1Д розташування зони нечутливост! (симетрично, якщо припускасться переко!.'.пенсац!я аба асиметрично - без перекомпенсацП') величина iMOBipHOCTi попадания вектору навантаження у робочу зону практично не зм!ншться i складае не менш Н1Ж 60 в!дсотк1в для = 75 квар при максимальному 11 значешп 65 в1дсотк1в.

7. .У СЕП мор.ського порту на тих ТП, де е значна частина (до . бСШ кранового навантаження з лотужними двигунами доц!льно як параметр для. локального регулятора прпйняти фазовий кут, оск1льки при цьому'скорочуёться к1льк1сть комутацш конденсаторно! установки.

■ Гармон^чний анал!з струму навантаження проводився на ТП, де у загальному . балансi навантаження перевагу мають крани i працюють 2 трансформатори потужи Гстю, 1000 кВА та КУ потужн!стю 2(3x150) квар.

> РозрОбленопрограмм та проведено пор1вняльн1 розрахунки по спектральному ' ' анал1зу на ochobI перетворення Фур'е та сплайн-апроксимацП. Осюльки досл!джен1 крив! струму не мають роз-рив!в, тому б1льщ точнi результат« дае перетворювання Фур'е.

Спектральний анал1з -струму навантаження у СЕП морського порту , покаоай, ;цо при деяких. сп1вв!дношеннях Mix реактивними навантажен-. ияки виникають вики гармоноки <перевагу мають 5-а та 7-а), здатн1 негативно впливати на роботу в"им!,рювалышх орган!в регуляторов.

. Для обмекення цього ьпливу пропонуеться використовувати у . .вх1дних колах !.регулятор1в ф!льтри Баттерворта другого порядку або .схему аналогового мнокеиня вх1дних сигнал!в.. нечутливу до р!вня

-12-

вищих гармонёк струму навантаження.

В плане практично! реал!зацП наведено структурна схеми та описания функцёонування дварёвкево! системи управлёння реактивною потужнёст»; трьох типёв локальних регуляторов, що складають нижней рёвень системи; пристрою телеуправлёння та телесигналёзацё!, то зв'язуе верхиёй та нижней рёвн!; регулятора РРМ-4, призначеного для управления конденсаторними установками напругою вище 1 кВ.

Основний параметр регулювання регулятора РРМ-1 (мал. 3")- кут ç-, корекцёя здёйснюеться по повному струму. навантаження, введен! обмеження по величин! напруги;. логечний блок реалёзуе так! логёчнё функцёё: -

ввёмкнути батарея конденсатор!в: у - (х1 + х2) • Xg • х4; вимкнути батарею конденсатор!в: z = х^ + х5 + Xg. • хг ■ Xg, де Xj - перевидення уставки куту р t'iндуктивного"); Xg -. напруг-а нижче 0,98URO!i!; Xg - повний струм бёльшэ уставки (0,5. ..0,6IItûU); х^ - напруга вище l,û8Uff0)l(; хд - повний струм менше уставки (0,2... 0,31шм) ; х6 - перевищення уставки куту р

(СМНёСТНОГО).

Регулятор РРМ-2 мае як основний параметр реакт'ивну складаючу струму. Для ï'i видёлення використано ёнтегратор, межи ёнтёгрування якого змёщенё на 90 градусёв по вёднокенню до вхёдноё напруги.

На мал,4. показано структурну схему локального регулятора РРМ-3-. Давач реактивно! потужностё складаеться з буферних' пёдсилюва-чёвЗ. 1 та 3.4, перемножувача 3.2, низькочастотного фё'льтру 3. 3 та формувача напруги ёндикацё! потужнетё 3.5.

Регулятор реактивно! потужност! РРМ-4 призначений для автоматичного управлёння КУ районних пёдстанцёй а трьохобмотковими транс-. форматорами . Логёка функцёоиування цього пристрою ■ передбачас • скорочування переток!в реактивное потужностё у кережё НО. кВ для зменшення втрат електроенерг!! та покращення режиму напруги. Взаемодёя РРМ-4 э автоматикою пристрою РПН трансформатора виклю-час комутацёю секцёй конденсаторных батарей пёд час перемикань вёдгалуджень трансформатора i навпаки.

Верхнёй та нижнёй рёвнё ДЕОрёвневоё системи управлёння реактивно!', потужностё з'еднуються за допомогов розробленогр пристров телеуправлёння та телесигналёзацё! (мал. 5), фёзично реалёзованого у Екглядё двох принмально-передавальнкх, комплект!в з последбвною передачею ёнформацё'ё, но дозволяе з'еднувати й6го.:зё стандартними ёктерфеисами. ■ • .■'•••"■: \ " ■ '.

>и

ПЕН—пор агоний елеыент напругл

ФНЧ-ф1льтр хгазькнх частот

Кап ср —компаратор жуту

АЦП 9- анодого-цифрозип перетворювач

1НД V -индикатор кугу

ЦКЫндикащя роботи лопчнса ехемн

ПЕС-порогсвий елекент струму др- дешнфраторннй роэподшювач

куту

ЛС Банк- логична егеиа коианди

ашихнутн ЛС Вимк- лопчна схема команди

вимкнути РЧ—реле часу

Мал.3. Структурна схема регулятора РРМ-1.

Давач РП

ФСС- форыувач с трупов ого сигналу 1РП-1Ндиь:атор вспичнга: реактпвно1

втн — гшшрювалмшй трансформатор потужност!

НйПруги ПЕРП— пороговий елемент реативно!

АМ-алалоговий множувач ' потуашоек

<Г>НЧ-ф1ль7р низько1 частоти РЧ-реле часу

ФНН- форгшзатг. папруит на . • . ПЗУ-програыяпй блок управлзння

•шдикащю . .. БЖ-блок жирлення

Мал. 4. .Структурна..схема регулятора РРМ-3. ' .

ТГ-тактовый генератор БФСУ— блок форыування сигналов

упр&вшння ЕПП—бяок перенгрки паритету БПП-блок перев1рки помилок

ел

ВП-надннй прнстрёй 1ГОРЗ- паралельно- поел! довний

регистр ашщеняя ЛПП- л1тйнцй прийомо- передавач ЛР-прошений репстр 1ВП-шдш:атор вшеонуючого пристрою

Мал.5. Структурна схема телеуправления та телесигнатзацп.

-16-

OCHOBHI НАУКОВ1 РЕЗУЛЬТАТИ . l.'Ha ochobi рцзультатёв стохастичних дослёджень добових гра-фШв навантаження чотирьох вводёв у СЕП .морського ■ порту, та. на 6a3i методики, засновано! на апарат! ТНМ, запропоновано алгоритм та розроблена програма оцёнввання. реактивних навантажень у • вузлах розпод1льчо! мереж! з нестацдонарними режимами електроспоживання та неповнотою початково! 1нформацП.

2. Проведено оиднювання ефективностг у.правл!ння режимом реак-. тивно! потужност! локальними регуляторами КУ напругоп до 1 кВ при використанн! як параметр!в регулювання фазового куту з корекцдео по повному струму навантаження та по nanpyoi, а такбж реактивно! складаючо! струму навантаження з корекидев по напрузь Показано, шо ефективн1сть управлёння конденсаторними установками, до. i кВ суттс-во залежить В1Д criiBBiдношення величин встановлено! потужност! силовик трансформатор!в та наймэншого ступеня регулювання коиденсаторно! установки; визначен1 раидональн! cniBBiдношення м!ж цими величинами.

3. У СЕП морського порту, i3 значною долею кранового навантаження , при значшй величин! встановлено! потужност! крану Сдо 800 кВт) та pisico змншим характером роботи,- доц!льнпм параметром регулювання для локальних регулятор!в с фазовий кут. На ТП, ' де нема переваги кранового навантаження перед хншими' ёлектроприймачами, до1ильно використовувати .як параметр регулювання КУ реактивну скла-даючу струму навантаження або редктиЕну потупи сть.

4. Спектральний анал1з струму навантаження у ' СЕП . морського порту показав, що при певних сшввшюшеннях потужност! трансфор-. матср1в та ввамкнених конденсатор!» виникають -.вид! гармошки. Спереважають 5-а та 7-а), що вносять похибн!сть у робот! ,'вимipso-' вальних органёв регулятор!в. Для обмеження впливання вищих гармон!к на вим!рювальн! органи пропонуеться використовувати у вх1днйх колах' регулятор!в ф!льтри Баттерворта другого порядку або схему аналог • гового множення вх1дних сигналis.

5. На основ! анал1зу систем тарифёв, а .також aiiaflipy ефск-:' ти'вност! управл1ння при використанн! pionux параметр!» регулювання ' запропонована двор!внева система управлёння реактивною .потужнёст»;' систему впроваджено у СЕП Одеського морського порту. '-.-•■

За темою д и о е р т а ц i 1 опубликовано т а к i роботи: ,

1. Беляев В. Л. Высшие гармоники в электрических сетях морских портов с конденсаторными установками. //' Тез. докл. международного

науч, симпозиума студентов и молодых научных работников.- Польша, Зелена Гура, 1992. -с. 63-66.

2. Беляев В. Л. Гармонический анализ несинусоидальных режимов при компенсации реактивной мощности. // Условия присоединения потребителей к сети энергосистем: Тез. докл. науч. - техн. конференции. Москва, 1992--с. 36-39.

. 3. Беляев В. Л: , Джевага В. И. , Фомичев Е. П. Повышение надежности и возможностей автоматизированной системы учета электроэнергии. // Электрические нагрузки и электропотребление в новых условиях хозяйствования: Тез. докл. науч. - техн. конференции. Москва, 1989. -с. 4953.

4. Беляев В. Л. , Фомичев Е. П. , Джевага В. И. , Управление источниками реактивной мощности в АСУЭ, // Повышение эффективности электро-' снабжения на промышленных предприятиях: Тез. докл. науч.- техн. конференции. Москва, 1990, -с. 26-29.

. 5. Фомичев Е. П. , Беляев В. Л. Эффективность управления режимом реактивной мощности конденсаторными установками. // Условия присоединения потребителей к сети энергосистем: Тез. докл. науч.- техн. конференции. Москва, 1992 -с.40-44.

Беляев В.Л. Компенсация реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий с нестационарными нагрузками (на примере системы электроснабжения морского порта). Рукопись. 05.09.03, - "Электротехнические комплексы и системы,, включая их управление и регулирование". Киевский политехнический институт. Киев, 1995.

В диссертации рассмотрены вопросы компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения с нестационарными нагрузками (морской порт). Исследован характер изменения реактивных нагрузок на ТП 6(10)/0.'38 кВ и на головных участках магистралей порта; разработана методика определения реактивной мощности для нестационарных нагрузок в условиях недостатка информации; проанализирована эффективность регулирования режима реактивной мощности локальными регуляторами ККУ при использовании различных параметров (реактивной составляющей Тока нагрузки, фазового угла, реактивной мощности); получены достоверные сведения о спектральном составе тока нагрузки для защиты измерительных органов локальных регуляторов реактивной мощности от высших гармоник; разработаны и внедрены 3 типа локальных регуляторов в двухуровневой системе управления реактивной мощностью.

-is- . .-:"v.'.-.

Belyaev V. L. The compensation of the reactive power in eleclri power supply systems with nonstationary loads (the sea port.has bee taken as an example). Manuscript. 05.09.03 "Electrical engineerin complexes- and systems, that includining control and regulation" Kiev Polytechnical Institute. Kiev, 1995. . -

The dissertation deals with compensation of the reactive piowe in electric power supply systems with nonstationary loads (the se port has been taken as an example). ;

In this thesis such problems have been1 handled: th investigation of reactive loads variation pattern at the transforms substations 6(10)/0,38 kV and at the trunks head .section;in th industrial plant power network 6(10) kV with non-stationary inodes с an electric consumption; the development of. the' exploratic procedure as to the reactive power for the nonstationary. loads i conditions of the information deficiency; the . analysis of th control efficiency of the reactive power mode by pov/er:;capacitor local controllers, applying the various control parameters: (reactiv current component, phase angle, reactive power);. the . gettin reliable information as to spectral composition of. the load curren for protection meter elements of the local controllers from highe harmonics' action; the creation of two-level control system of th reacti ve power in the industrial'-plant - pbwer network, which-would/fc able'to maintain the given reactive power, levels in accordance y/it demands of the electric power system and should decrease losses frc reactive power transmission in the plant networks-. ' . '

Ключов1 слова: нестаидонарн! навантаження, компенсаиёя;реактив но1 потужность ефектишулть регулювання, . локалып регулятори-.