автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Обоснование структуры и параметров системы компенсации реактивной мощности при наличии высших гармоник в напряжении и токе

На правах рукописи

СКАМЬИН Александр Николаевич

ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ПРИ НАЛИЧИИ ВЫСШИХ ГАРМОНИК В НАПРЯЖЕНИИ И ТОКЕ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические

комплексы и системы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

9 «ЮН 2011

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2011

4849428

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном университете.

Научный руководитель -доктор технических наук, доцент

Ведущее предприятие - ОАО «Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения».

Защита диссертации состоится 20 июня 2011 г. в 16 ч 30 мин на заседании диссертационного совета Д 212.224.07 при Санкт-Петербургском государственном горном университете по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд.7212.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного университета.

Автореферат разослан 19 мая 2011 г.

Шклярский Ярослав Элиевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Зеленохат Николай Иосифович,

кандидат технических наук

Тарасов Дмитрий Михайлович

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного совета доктор технических наук, профессор

В.В.ГАБОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Нерациональное управление потоками реактивной мощности приводит к увеличению затрат на техническое обслуживание и ремонт электрооборудования, ухудшению качества электроэнергии, как в системе, так и в сетях предприятий, а также росту оплаты за электроэнергию.

Дополнительной проблемой, тесно связанной с уровнем реактивной мощности, является наличие высших гармоник (ВГ), как следствие применения частотно-регулируемых приводов, нагрузок, управляемых тиристорами, и других нелинейных электроприемников. Работа конденсаторных батарей (КБ) в условиях появления ВГ, возникающих как со стороны внешнего источника относительно ввода предприятия, так и со стороны самого предприятия, ухудшается, что приводит к неэффективной компенсации реактивной мощности. Возрастает количество отключений конденсаторных установок вследствие перегрузки их токами ВГ, сокращается срок их службы, увеличиваются потери мощности и напряжения. Следовательно, снижается эффективность функционирования электротехнического комплекса предприятия в целом.

Оценкой работы электрических сетей при наличии искажений в напряжении и токе занимался ряд известных ученых, среди которых Абрамович Б.Н., Арриллага Дж., Жежеленко И.В., Железко Ю.С., Ильяшов В.П., Шидловский А.К., Шклярский ЯЗ. и др.

Однако до сих пор не разработан алгоритм компенсации реактивной мощности (КРМ) с исключением перегрузок КБ токами высших гармоник.

В этой связи очевидна необходимость разработки структуры и выбора параметров системы КРМ при наличии гармонических искажений в напряжении и токе.

Цель работы. Повышение эффективности функционирования системы компенсации реактивной мощности путем снижения перегрузок конденсаторных батарей токами ВГ при различных условиях возникновения гармонических искажений в напряжении и токе.

Основные задачи исследования:

1. Разработка алгоритма формирования схемы замещения сети для определения режимов работы и параметров конденсаторных установок при различных условиях возникновения ВГ.

2. Выявление зависимостей перегрузки КБ от мощности компенсирующих устройств, мощности линейной и нелинейной нагрузок, спектрального состава тока и напряжения, параметров электрической сети и сопротивления дополнительных реакторов в сети предприятия.

3. Разработка способов и выбор параметров средств снижения влияния ВГ на установки КРМ при различных факторах возникновения искажений.

4. Разработка структуры системы КРМ при наличии ВГ, возникающих как со стороны внешнего источника относительно ввода предприятия, так и со стороны самого предприятия.

5. Оценка эффективности методики выбора параметров системы КРМ при наличии высших гармонических искажений напряжения и тока на основании экспериментальных исследований в условиях промышленного предприятия.

Идея работы. Для повышения коэффициента мощности в сети и безаварийности эксплуатации установок КРМ электротехнического комплекса предприятия следует уменьшать уровень ВГ на конденсаторах с учетом природы возникновения гармонических искажений напряжения и тока.

Методы исследований. Для решения поставленных задач использованы методы теории электрических цепей, решения вариационных задач, статистического анализа данных, математического моделирования электрических сетей с использованием пакета Ма&аЬ, интерполяции и аппроксимации данных, экспериментальные исследования режимов работы электрической сети.

Научная новизна работы:

1. Выявлены зависимости коэффициента перегрузки КБ от мощности компенсирующих устройств, мощности линейной и нелинейной нагрузок, спектрального состава тока и напряжения, параметров электрической сети и сопротивления дополнительных реакторов при различных условиях возникновения ВГ, обеспечивающие работу конденсаторных установок без перегрузок.

2. Обоснована структура системы КРМ при наличии высших гармоник, возникающих как со стороны внешнего источника, так и в сети самого предприятия, позволяющая обеспечить безаварийную эксплуатацию конденсаторных установок и повышение коэффициента мощности в сети предприятия.

Защищаемые научные положения:

1. Обоснование параметров и режима работы конденсаторных установок компенсации реактивной мощности следует проводить на основании выявленных зависимостей коэффициента перегрузки КБ от мощности компенсирующих устройств, мощности линейной и нелинейной нагрузок, спектрального состава тока и напряжения, параметров электрической сети и сопротивления дополнительных реакторов, что обеспечит снижение уровня гармонических искажений на конденсаторах до нормативных значений.

2. Выбор структуры и параметров системы КРМ при наличии искажений в напряжении и токе следует проводить на основании сравнения показателей качества электроэнергии в зависимости от условий возникновения высших гармоник и способа их подавления для обеспечения соответствия величины коэффициента перегрузки КБ нормативному значению и повышения коэффициента мощности в сети при условии соблюдения электромагнитной совместимости (ЭМС) работы электротехнического комплекса.

Достоверность выводов и рекомендаций, изложенных в диссертации, основывается на сходимости результатов математического моделирования и экспериментальных исследований параметров и режимов работы установок КРМ при наличии гармонических искажений. Погрешность составила не более 15 %.

Практическая ценность диссертации:

1. Разработана методика выбора параметров системы КРМ в условиях наличия высших гармонических искажений напряжения и тока, обеспечивающая соответствие величины коэффициента перегрузки КБ нормативному значению и повышение коэффициента мощности в сети.

2. Обоснованы структура размещения дополнительных реакторов, уменьшающих перегрузку КБ токами ВГ, и методика выбора их параметров в сети при различных факторах возникновения гармонических искажений.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Рекомендации по выбору способа снижения уровня ВГ и определению параметров дополнительных реакторов для ограничения перегрузок на КБ переданы в ООО «Талосто-3000». Обосновано изобретение «Способ снижения уровня высших гармоник» (патент РФ № 2416853).

Личный вклад автора. Выявлены закономерности протекания электромагнитных процессов в системе электроснабжения при наличии гармонических искажений, возникающих как со стороны внешнего источника относительно ввода предприятия, так и в сети самого предприятия. Разработана структура размещения и обоснован выбор параметров дополнительных реакторов для снижения перегрузок КБ токами высших гармоник. Разработана структура системы компенсации реактивной мощности при наличии ВГ, обеспечивающая безаварийную работу и снижение перегрузок КБ, эффективность которой подтверждена экспериментальными исследованиями на промышленном предприятии.

Апробация. Основные положения и результаты работы докладывались и получили положительную оценку на: Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «XXXVII Неделя науки СПбГПУ» (Санкт-Петербург, СПбГПУ, 2008 г.), международной конференции молодых ученых «Challenges and solutions in minerai industry» во Фрайбергской горной академии (Германия, Фрайберг, 2009 г.), международной молодежной научной конференции «Севергеоэкотех» (Ухта, УГТУ, 2009 г.), 6-ой международной научной конференции «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» (Тула, ТГУ, 2010 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 3 в научных изданиях, рекомендованных ВАК Российской Федерации, 1 патент РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, содержит 81 рисунок, 3 таблицы, список литературы из 85 наименований и 5 приложений. Общий объем диссертации 125 страниц.

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована ее актуальность, сформулированы цель и задачи исследования.

В главе 1 приведена характеристика научно-технической задачи разработки методов снижения уровня ВГ, рассматриваются особенности возникновения искажений, основные негативные влияния ВГ на работу электрооборудования.

В главе 2 проведен анализ существующих схем замещения для сетей, содержащих ВГ, разработана схема замещения сети для расчета коэффициента перегрузки КБ токами высших гармоник.

В главе 3 проведены теоретические исследования по выбору мощности КБ в зависимости от параметров сети, нагрузки и компенсирующих устройств, при которых не возникает перегрузка конденсаторов токами ВГ.

В главе 4 приведены результаты размещения в сети предприятия дополнительных реакторов для снижения перегрузок КБ и разработана структура их размещения в зависимости от факторов возникновения высших гармоник.

В главе 5 разработана структура системы компенсации реактивной мощности, основанная на сравнении показателей качества электроэнергии при различных способах подавления высших гармоник в зависимости от условий возникновения искажений. Приведены результаты экспериментальных исследований на промышленном предприятии.

Заключение отражает обобщенные выводы по результатам исследований в соответствии с целью и решаемыми задачами.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Обоснование параметров и режима работы конденсаторных установок компенсации реактивной мощности следует проводить на основании выявленных зависимостей коэффициента перегрузки конденсаторных батарей от мощности компенсирующих устройств, мощности линейной и нелинейной нагрузок, спектрального состава тока и напряжения, параметров электрической сети и сопротивления дополнительных реакторов, что обеспечит снижение уровня гармонических искажений на конденсаторах до нормативных значений.

Для оценки режимов работы КБ в условиях наличия высших гармоник в сети предприятия составлена обобщенная однолинейная схема электротехнического комплекса предприятия и соответствующая ей схема замещения, представленная на рис. 1, где и о - фазное напряжение источника рассматриваемой сети; Ял, Ят, Лн - активное сопротивление линии, трансформатора и нагрузки соответственно; у-Дх, уХт, у-Хи, Хс / v - реактивные сопротивления на у-ой гармонике системы, линии, трансформатора, линейной нагрузки и конденсаторной батареи соответственно; ХРи Хр2, Хрз - индуктивное сопротивление дополнительных реакторов, применение которых рассмотрено ниже; 1у - составляющая тока у-ой гармоники.

Установлено, что в условиях различного состава нагрузки учет всех элементов электрической сети значительно усложняет определение параметров элементов сети, а также приводит к громоздким вычислениям. Для снижения размерности анализируемого признакового пространства и отбора наиболее информативных показателей был выполнен регрессионный анализ с последующим отбрасыванием наименее значимых факторов. В матричной форме регрессионная модель имеет вид:

У^ХР + е,

где У- вектор наблюдаемых значений результативного признака; X - матрица наблюдаемых значений аргументов; р - вектор неизвестных, подлежащих оценке параметров (коэффициентов регрессии) модели; е - случайный вектор ошибок наблюдений (остатков).

'1 ■ хи n / \ Ух г/и А

х = 1 • хп ; У= Л ; Р=

• ' Хпк > Л . А;

Выявлено, что при расчете коэффициента перегрузки КБ можно не учитывать сопротивления линий и трансформаторов за исключением индуктивного сопротивления понижающего трансформатора.

На основе предварительного анализа режимов работы электрической сети при наличии искажений был сделан вывод о необходимости выявления природы возникновения высших гармонических составляющих в напряжении и токе. Определено, что необходимо разделять источники ВГ на внешний относительно ввода предприятия и источник, обусловленный работой нелинейной нагрузки самого предприятия.

Таким образом, установлено, что коэффициент перегрузки (Кпер) КБ является многофакторной функцией и может быть представлен в следующем виде:

Кпер = /(Псх , Бнн / Блн, ()кв, Ивг),

где Псх - параметры схемы электроснабжения предприятия, Бин^ли - соотношение линейной и нелинейной нагрузки, <2кк - мощность КБ, Ивг~ параметры источника высших гармоник.

Зависимости коэффициента перегрузки от указанных факторов представлены в виде функций на рис. 2, 3, 4, 5. В ходе исследования параметры нагрузки изменялись в пределах, характерных для предприятий минерально-сырьевого комплекса: Хя = [0,1; 1] Ом, ХИ1 = Хт = [6; 60] Ом, Ин, = Ят = [4,5; 45] Ом, Хт = [3; 30] Ом, Янз = [2,25; 22,5] Ом, Хс, = [6; 60] Ом, Хс2 = [2; 20] Ом. На рис. 2, 3 для примера представлены зависимости коэффициента перегрузки КБ от исследуемых факторов при сопротивлении системы Х5 = 0,8 (Ом) и Х$ = 0,1 (Ом) в условиях наличия ВГ со стороны нелинейной нагрузки на предприятии.

Кпвр Хз'О.вОи

Рис. 2. Зависимость Кпер КБ от мощности КБ и нагрузки при Ля = 0,8 Ом

1,5

0,5

/S\

J ¿ - - Л

-----Sí

-S2

......S3

-------------S4

- - -S5

-1,3

Окб, квар

0 1000 2000 3000 4000 5000

Рис. 3. Зависимость Кпер КБ от мощности КБ и нагрузки при = 0,1 Ом

Установлено, что при определенном сочетании параметров нагрузки, сети и конденсаторных батарей можно обеспечить режим без перегрузок конденсаторов, на что указывают зоны, при которых коэффициент перегрузки меньше допустимого значения 1,3. При этом к снижению перегрузки на КБ приводит уменьшение сопротивления системы и увеличение мощности линейной нагрузки.

Аналогичные исследования были проведены при возникновении ВГ со стороны питающей сети. Соответствующие зависимости представлены на рис. 4,5.

К лор Хз = 0.8 Ом

«

/ Л

/ Л

-----Sí

-Sí

.......s3

-S4

- - - -S5

Qk6, квар

0 1000 2000 3000 4000 5000

Рис. 4. Зависимость Кпер КБ от мощности КБ и нагрузки при Xs = 0,8 Ом

Л

п ' V £

/ / # .. >

-э»

-52 53

-и

. . . - Бв

■1,3

Окб, квар

1000

2000

3000

4000

5000

Рис. 5. Зависимость Кпер КБ от мощности КБ и нагрузки при Хх = 0,1 Ом

Установлено, что в этом случае для снижения перегрузок КБ следует увеличивать сопротивление системы. Увеличение мощности нагрузки также приводит к снижению коэффициента перегрузки КБ.

В результате исследования соотношений переменных параметров функции коэффициента перегрузки определено, что не все значения мощности КБ, соответствующие условию не превышения допустимого значения перегрузки, обеспечивают эффективную КРМ в сети предприятия, что вызывает необходимость в коррекции параметров компенсирующих устройств по коэффициенту мощности.

В связи с этим была разработана программа, основанная на интерполяции полученного массива данных, позволяющая проводить выбор мощности нагрузки, сопротивления системы и мощности КБ, обеспечивающих режим работы компенсирующих устройств без перегрузок при максимально возможном коэффициенте мощности и допустимых потерях напряжения в сети.

На основании выявленных зависимостей разработан алгоритм выбора мощности КБ при наличии ВГ, представленный на рис. 6.

Таким образом, определено, что, изменяя параметры сопротивления системы, компенсирующих устройств при различном составе нагрузки, можно добиться такого соотношения указанных параметров, при которых коэффициент перегрузки КБ не будет превышать допустимых значений. Однако такой способ не всегда выполним.

Рис. 6. Алгоритм выбора мощности КБ при наличии ВГ, где ИГ - источник гармоник, ИГНН - ИГ: нелинейная нагрузка предприятия, ИГПС - ИГ: питающая сеть, ННПС - ИГ: питающая сеть и нелинейная нагрузка предприятия, Кмощн - коэффициент мощности сети

В связи с этим предложен запатентованный способ уменьшения влияния ВГ на КБ, основанный на размещении дополнительных реакторов Хг, в сети предприятия. Для обобщенной схемы замещения предприятия места подключения реакторов представлены на рис. 1.

Наличие различного характера реактивных сопротивлений в схеме замещения предприятия указывает на то, что можно подобрать такие параметры дополнительных реакторов, при которых полюсы амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) сети относительно КБ смещаются, и перегрузка на конденсаторах снижается.

Для выбранных параметров нагрузки и сети получены зависимости токов через низковольтный (1с/) и высоковольтный (1а) конденсаторы от параметров дополнительных реакторов (рис. 7, 8).

Xpl, Ом

0,0 0.1 0.2 0,3 0.4 0.5 0,6 0,7 0.S

Рис. 7. Зависимость /с; от Хр} при неизменном Хр, и отсутствии Хр2

IAA

250 200 150 100 50 О

..........Хр1-0

- - - хр1-о,г

.......Xpi-0,4

-----ХрЫ>,«

-Xpf»0,e

-Допуст.

ли* ч.

02

0.5

0,6

0.7

O.S

ДО, Ом

Рис. 8. Зависимость от Хр2 при неизменном Лр, и отсутствии Л/?,

Из полученных зависимостей следует, что при определенном сочетании реактивных сопротивлений системы и дополнительных реакторов можно добиться уменьшения токов КБ до их допустимого значения.

Были проведены исследования по выбору дополнительных реакторов с учетом различных факторов возникновения ВГ в электрической сети предприятия. При этом как на низкой стороне, так и на высокой стороне напряжения производилось увеличение мощности источника ВГ и соответственное уменьшение мощности линейной нагрузки и определялось соотношение линейной и нелинейной нагрузок, при которых возникает перегрузка КБ.

Установлено, что при наличии ВГ со стороны питающей сети необходимо увеличивать сопротивление системы, при возникновении

ВГ со стороны нелинейной нагрузки на предприятии необходимо уменьшать сопротивление системы, а при совместном влиянии ВГ необходимо решать вариационную задачу по изменению сопротивления системы с учетом степени влияния источников гармоник на КБ. Выбор параметров дополнительно размещенных в сети реакторов, позволяющих снизить уровень ВГ на конденсаторах, следует производить при минимально возможной мощности конденсаторных установок в электрической сети предприятия и соответствующей ей мощности нагрузки, так как при таких условиях возникает наибольшая перегрузка КБ токами ВГ.

Выбор параметров реактора определяется исходя из следующих условий:

1. Потери напряжения в сети предприятия не должны превышать 5 % номинального напряжения сети при максимальной нагрузке через реактор;

2. Коэффициент перегрузки КБ по току не должен превышать допустимого Кпер1 <1.3.

В случае недостаточного снижения перегрузки на КБ следует применять дополнительные реакторы, параметры которых определяются из условий:

1. Коэффициент перегрузки КБ по напряжению не должен превышать допустимого Кпери < 1.1;

2. Сопротивление КБ на у-ой гармонике не должно превышать сопротивление индуктивности на той же гармонике для исключения резонансных режимов на гармониках выше 50 Гц: ХСу < Х^;

3. Коэффициент перегрузки КБ по току не должен превышать допустимого Кпер1 < 1.3.

На основании результатов исследований АЧХ сети относительно КБ определено, что варьирование параметров реакторов и изменение мощности КБ может привести к резонансным явлениям на какой-либо из генерируемых гармоник, поэтому при наличии в сети таких явлений и значительного вклада в коэффициент перегрузки тока высшей гармоники, близкой к резонансной частоте, необходимо в первую очередь установить антигармонический реактор в сети для обеспечения индуктивного режима на наименьшей из генерируемых ВГ.

Исходя из полученных закономерностей, разработана структура размещения дополнительных устройств, позволяющих снизить уровень ВГ на конденсаторах (рис. 9).

O^jim.__

Xs > Xs mm

Xs <Xs

да

Рис. 9. Структура дополнительных устройств системы компенсации реактивной мощности, где УПК - устройство продольной компенсации, ФКУ - фильтрокомпенсирующее

устройство, АФ - активный фильтр, step - фиксированный шаг изменения параметров

Таким образом, предложенные алгоритм выбора мощности КБ в условиях наличия ВГ и структура размещения дополнительных реакторов в сети обеспечивают снижение уровня гармонических искажений на конденсаторах до нормативных значений.

2. Выбор структуры и параметров системы компенсации реактивной мощности при наличии искажений в напряжении и токе следует проводить на основании сравнения показателей качества электроэнергии в зависимости от условий возникновения высших гармоник и способа их подавления для обеспечения соответствия величины коэффициента перегрузки конденсаторных батарей нормативному значению и повышения коэффициента мощности в сети при условии соблюдения электромагнитной совместимости работы электротехнического комплекса.

На основе представленных результатов исследований разработана структура системы КРМ при наличии гармонических искажений (рис. 10).

Рис. 10. Структура системы КРМ при наличии высших гармоник

Разработанная структура направлена на достижение в широком диапазоне изменения параметров элементов электротехнического комплекса, включая нелинейную нагрузку, нормативных показателей режимов работы КБ при условии обеспечения максимально возможного коэффициента мощности сети и ЭМС всех элементов комплекса.

Структура содержит:

1. Исследование схемы электрической сети с определением диапазона возможного варьирования нагрузки предприятия.

2. Исследование условий возникновения высших гармоник в напряжении и токе и их спектральный анализ.

3. Последовательность выбора средств компенсации ВГ с усложнением конфигурации системы компенсации реактивной мощности до тех пор, пока не будет достигнута вышепоставленная цель.

Установлено, что простейшей конфигурацией является подбор мощности КБ. Последовательность усложнения определена как: выбор мощности КБ; варьирование Xs, совместное изменение мощности КБ и Xs, размещение дополнительных реакторов; установка дополнительных реакторов с варьированием мощности КБ и Х$, применение ФКУ и АФ.

Согласно разработанной структуре методика выбора средств компенсации ВГ формируется исходя из представленных выше результатов исследований.

Исследования режимов работы электрической сети ряда предприятий, таких как ОАО «Татнефть», ООО «ПО «Киришинефтеорг-синтез», ОАО «ВАЗ-СУAJI» и др., показали, что в сети этих предприятий возникают ВГ как со стороны питающего напряжения, так и со стороны самих предприятий.

Эффективность применения методики выбора параметров системы КРМ при наличии ВГ подтверждается экспериментальными исследованиями на промышленном предприятии ООО «Талосто». В сети предприятия установлены регулируемые КБ мощностью 600 квар, на работу которых значительное влияние оказывают гармонические искажения, возникающие со стороны внешнего источника относительно ввода предприятия.

Анализ данных о коэффициенте искажения синусоидальности кривой напряжения при использовании прибора контроля показателей качества электроэнергии показал, что наибольшего значения коэффициент достигает при наименьшей мощности нагрузки и КБ.

С помощью анализатора качества электроэнергии Fluke 43В получены осциллограммы тока и напряжения на КБ, представленные на рис. И, 12.

1.А

т

I ■ (

-юо ....... .......:.... ...........................i..... ас

Рис. 12. Осциллограмма тока на конденсаторной батарее

Перегрузка КБ токами высших гармоник достигает 70 %, коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения составляет 13 %, коэффициент мощности сети - 0,94.

Согласно разработанной структуре системы КРМ при наличии гармонических искажений был осуществлен последовательный выбор средств компенсации ВГ. Однако варьирование мощности КБ не приводит к требуемому результату.

Далее, согласно методике, было проведено исследование режимов работы КБ при изменении параметров реактора на входе сети предприятия, что по расчетным данным снижает перегрузку на КБ до допустимых пределов (рис. 13).

Выбор параметров реактора определялся исходя из условий:

1. Потери напряжения в сети предприятия не превышают 5 % номинального напряжения сети;

2. Коэффициент перегрузки КБ по току не превышает допустимого Кпср1 <1.3.

Сопротивление реактора равно 0,015 Ом.

■ - -Хр1

■ — Хр2 .....ХрЗ

-Хр4

-

Рис. 13. Зависимость Кпер КБ от мощности КБ при изменении Хр

На предприятии был изготовлен и установлен реактор на входе электрической сети. При измерении параметров нагрузки и коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения на стороне 10 кВ до и после установки реактора получены осциллограммы тока и напряжения на конденсаторах, представленные на рис. 14, 15. к в

-799 ............................ ■ ■

Рис. 14. Осциллограмма напряжения на секции шин

Рис. 15. Осциллограмма тока на конденсаторной батарее

18

В результате применения дополнительного реактора перегрузка КБ снизилась до 20 %, коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения - 5 %, коэффициент мощности сети - 0,97.

Таким образом, разработанная структура системы КРМ при наличии ВГ в сети предприятия обеспечивает соответствие величины коэффициента перегрузки КБ нормативному значению и повышение коэффициента мощности в сети при условии соблюдения электромагнитной совместимости работы электротехнического комплекса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной научно-технической задачи повышения коэффициента мощности в сети и обеспечения работы компенсирующих устройств без перегрузок путем снижения уровня ВГ на конденсаторах в зависимости от условий возникновения гармонических искажений напряжения и тока.

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Разработан алгоритм формирования схемы замещения сети для определения режимов работы и параметров конденсаторных установок при различных условиях возникновения высших гармоник.

2. Установлены зависимости перегрузки конденсаторных батарей от мощности компенсирующих устройств, мощности линейной и нелинейной нагрузок, спектрального состава тока и напряжения, параметров электрической сети, сопротивления дополнительных реакторов с учетом природы возникновения высших гармоник в электрической сети предприятия при варьировании мощности нагрузки в пределах от 4 до 40 МВА и сопротивления системы от 0,2 до 1 Ом. Показано, что при изменении параметров указанных факторов, максимум коэффициента перегрузки может смещаться в зависимости от спектра искажений в сторону больших или меньших частот.

3. Разработаны способы снижения влияния высших гармоник на установки КРМ, основанные на размещении в сети предприятия дополнительных реакторов (патент РФ № 2416853), а также изменении мощности КБ в зависимости от параметров нагрузки, сети и спектрального состава тока и напряжения на конденсаторах.

4. Разработана структура системы КРМ при наличии высших гармоник, возникающих как со стороны внешнего источника относительно ввода предприятия, так и со стороны самого предприятия.

Структура содержит: исследование схемы электрической сети с определением диапазона возможного варьирования нагрузки предприятия; исследование условий возникновения искажений в напряжении и токе и их спектральный анализ; последовательность выбора средств компенсации высших гармоник с усложнением конфигурации системы компенсации реактивной мощности.

5. Разработана методика выбора параметров системы КРМ при наличии высших гармоник в напряжении и токе, эффективность применения которой подтверждена экспериментальными исследованиями на промышленном предприятии, содержащем нелинейную нагрузку и конденсаторные установки КРМ. Согласно методике был выбран дополнительный реактор с сопротивлением 0,015 Ом, подключенный на входе предприятия. При этом коэффициент перегрузки КБ снизился с 70 % до допустимого значения, равного 20 %.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1.Скамьин А.Н. Повышение эффективности функционирования конденсаторных батарей в электрической сети горного предприятия // Записки Горного института. РИЦ СПГГИ (ТУ). СПб, 2011. Том 189. С. 107-110.

2. Скамьин А.Н. Способы уменьшения влияния высших гармоник на работу электрооборудования / Я.Э. Шклярский, А.Н. Скамьин // Записки Горного института. РИЦ СПГГИ (ТУ). СПб, 2011.Том 189. С. 121-124.

3. Скамьин А.Н. Уменьшение влияния высших гармоник на работу электротехнического комплекса горного предприятия / Я.Э. Шклярский, Д.А. Ситников, А.Н. Скамьин // Записки Горного института. РИЦ СПГГИ (ТУ). СПб, 2008. Т. 178. С. 162-165.

4. Skamyin A.N. Automatic neutralization of high harmonics in electric circuits of metallurgical enterprises / Y.E. Shklyarsky, A.N. Skamyin, V.N. Lebedik, A.I. Mikheyev // «CIS Iron and Steel Review». Издательский дом «Руда и металлы».-2008,-С.ЗМО.

5. Скамьин А.Н. К вопросу о снижении перегрузок конденсаторных батарей токами высших гармоник / Я.Э. Шклярский, А.Н. Скамьин, A.B. Круглов // Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения. Труды 8-ой международной научно-практической конференции. Том 2, Воркута 2010 г. -С.400-403.

6. Скамьин А.Н. Обеспечение работы электрооборудования без перегрузок за счет минимизации высших гармоник / А.Н. Скамьин, Я.Э. Шклярский, М.С. Черемушкина // 6-ая международная научная конференция «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики»: материалы конференции (18-20 марта 2010 г., Тула): Том 1. - Тула: ТулГУ, 2010. - С.434-439.

РИЦ СПГГУ. 16.05.2011. 3.266. Т.100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

ВВЕДЕНИЕ.

1. НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ УЧЕТА ВЫСШИХ ГАРМОНИК В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ.

1.1. Влияние высших гармоник на работу электрооборудования.

1.2. Особенности возникновения высших гармоник в электрических сетях.

1.3. Минимизация высших гармоник на конденсаторных батареях.

1.4. Научно-технические задачи разработки методов уменьшения высших гармоник.

1.5. Цель и задачи научных исследований.

1.6. Выводы.

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ПРИ НАЛИЧИИ ВЫСШИХ ГАРМОНИК.

2.1. Выбор объекта исследования.

2.2. Анализ существующих схем замещения для сетей, содержащих высшие гармоники.

2.3. Математическое моделирование электрической сети с КБ.

2.3.1. Многомерный статистический анализ данных.

2.3.1.1. Математическая постановка задачи и методы ее реализации.

2.3.1.2. Определение значимых факторов для расчета коэффициента перегрузки компенсирующих устройств.

2.3.2. Формирование схемы замещения в зависимости от факторов возникновения высших гармоник.

2.4. Расчет показателей надежности работы КБ.

2.5. Выводы.

3. РАЦИОНАЛЬНЫЙ ВЫБОР МОЩНОСТИ КБ ПРИ НАЛИЧИИ ИСКАЖЕНИЙ.

3.1. Принципы выбора мощности КБ при наличии искажений.

3.2. Выбор мощности КБ с учетом коэффициента перегрузки.

3.3. Корректировка выбранных параметров компенсирующих устройств по коэффициенту мощности.

3.4. Алгоритм выбора мощности КБ.

3.5. Выводы.

4. ВЫБОР ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ РАБОТЫ КБ.

4.1. Снижение влияния высших гармоник на КБ путем размещения в сети дополнительных реакторов.

4.2. Перегрузка на КБ в зависимости от соотношения линейной и нелинейной нагрузки.

4.3. Влияние сопротивления системы на перегрузку КБ.

4.4. Структура дополнительных устройств системы КРМ.

4.5. Выводы.

5. СТРУКТУРА СИСТЕМЫ КРМ ПРИ НАЛИЧИИ ВЫСШИХ ГАРМОНИК. ПРАКТИЧЕСКОЕ ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

5.1. Разработка структуры системы КРМ при наличии искажений.

5.2. Характеристика электротехнического комплекса предприятия

ООО «Талосто-3000».

5.3. Анализ работы электрической сети ООО «Талосто-3000» и выбор средств уменьшения перегрузок КБ.

5.4. Экспериментальные исследования и сравнение их с теоретическими результатами.

5.5. Оценка кратности снижения срока службы КБ.

5.6. Выводы.

В условиях дефицита и увеличения стоимости энергоресурсов, роста объемов производства и инфраструктуры городов все более актуальной становится проблема энергосбережения и в частности, экономии электроэнергии. Большинство электрических установок наряду с активной мощностью потребляют и реактивную мощность, которая расходуется на создание электромагнитных полей и является бесполезной для потребителя. Наличие реактивной мощности снижает качество электроэнергии, приводит к таким явлениям, как увеличение оплаты за электроэнергию, дополнительные потери и перегрев проводов, перегрузка подстанций, необходимость завышения мощности трансформаторов и сечения кабелей, просадки напряжения в электросети [43, 48].

Уменьшение в распределительных сетях балластных потоков реактивной мощности за счет ее компенсации у потребителя или на конечных подстанциях электросетевых компаний позволит:

- обеспечить подключение дополнительных или увеличить установленную мощность уже подключенных потребителей (при наличии в энергоузлах тех же объемов активной мощности и той же пропускной способности сетей);

- самому потребителю увеличить свои производственные мощности без увеличения тока в сети; улучшить технико-экономическую эффективность систем электроснабжения как электросетевых компаний, так и самих потребителей [55]; повысить устойчивость электроэнергетических систем, систем электроснабжения и нагрузки потребителей при снижении и провалах напряжения в сети.

Одним из источников реактивной мощности в нагрузочных узлах являются конденсаторные батареи (КБ) поперечного включения. Однако конденсаторы практически никогда не работают в строго номинальных условиях. Это объясняется тем, что напряжение электрической сети изменяется во времени в зависимости от изменения нагрузок, кроме того, формы кривых напряжений и токов в большей или меньшей степени могут отличаться от синусоидальных. Причиной этого является насыщение трансформаторов и главным образом наличие в сети других нелинейных элементов и мощных вентилей: выпрямителей и тиристорных преобразователей. Несинусоидальность кривой напряжения достигает в ряде случаев 10-15% [12]. В результате, значительно повышаются активные потери в электродвигателях и трансформаторах, происходит ускоренное старение изоляции кабелей, электрических машин и трансформаторов, снижаются качество и надежность работы систем автоматики, телемеханики и связи. В большинстве случаев оказывается невозможным эффективное использование конденсаторных батарей.

Значительное увеличение амплитуд гармоник тока, находящихся в резонансных и близких к резонансным режимах, приводит к тому, что действующие значения несинусоидального тока в цепи батарей конденсаторов значительно превышают допустимые. При определенных условиях ток КБ может не только быть выше номинального, но и в несколько раз его превосходить. Это приводит к перегрузке конденсаторов, коммутационной аппаратуры и в конечном итоге к их выходу из строя. Даже при соблюдении показателей качества электрической энергии, в частности, при соответствии коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения в сети предприятия нормативным значениям, перегрузка на конденсаторах токами высших гармоник может превышать допустимое значение. Это одна из причин, из-за которой столь актуален вопрос борьбы с высшими гармониками.

После издания приказа № 49 от 22 февраля 2007 г. Министерством промышленности и энергетики Российской Федерации, предусматривающего обязательную компенсацию реактивной со стороны промышленных предприятий, задача повышения эффективности функционирования установок компенсации реактивной мощности (КРМ) и обоснования структуры системы КРМ при наличии высших гармоник является особенно актуальной.

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Разработан алгоритм формирования схемы замещения сети для определения режимов работы и параметров конденсаторных установок при различных условиях возникновения высших гармоник.

2. Установлены зависимости перегрузки конденсаторных батарей от мощности компенсирующих устройств, мощности линейной и нелинейной нагрузок, спектрального состава тока и напряжения, параметров электрической сети, сопротивления дополнительных реакторов с учетом природы возникновения высших гармоник в электрической сети предприятия при варьировании мощности нагрузки в пределах от 4 до 40 МВА и сопротивления системы от 0,1 до 1 Ом. Показано, что при изменении параметров указанных факторов, максимум коэффициента перегрузки может смещаться в зависимости от спектра искажений в сторону больших или меньших частот.

3. Разработаны способы снижения влияния высших гармоник на установки КРМ, основанные на размещении в сети предприятия дополнительных реакторов (патент РФ № 2416853), а также изменении мощности КБ в зависимости от параметров нагрузки, сети и спектрального состава тока и напряжения на конденсаторах.

4. Разработана структура системы КРМ при наличии высших гармоник, возникающих как со стороны внешнего источника относительно ввода предприятия, так и со стороны самого предприятия. Структура содержит: исследование схемы электрической сети с определением диапазона возможного варьирования нагрузки предприятия; исследование условий возникновения искажений в напряжении и токе и их спектральный анализ; последовательность выбора средств компенсации высших гармоник с усложнением конфигурации системы компенсации реактивной мощности.

5. Эффективность выбора структуры системы КРМ при наличии высших гармоник в напряжении и токе подтверждена экспериментальными исследованиями на промышленном предприятии, содержащем нелинейную нагрузку и конденсаторные установки КРМ. Согласно структуре был выбран дополнительный реактор с сопротивлением 0,015 Ом, подключенный на входе предприятия. При этом коэффициент перегрузки КБ снизился с 70 % до допустимого значения, равного 20 %. Акт проведения опытно-промышленных испытаний представлен в приложении 4.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе дано решение научной задачи, заключающейся в разработке структуры системы КРМ при различных условиях возникновения гармонических искажений, обеспечивающей соответствие величины коэффициента перегрузки КБ нормативному значению и повышение коэффициента мощности в сети при условии обеспечения электромагнитной совместимости работы электротехнического комплекса.

1. Абрамович Б.Н., Тарасов Д.М., Устинов Д.А., Сычев Ю.А. Проблемы контроля и компенсации гармонических искажений в сетях предприятий цветной металлургии // Цветные металлы. 2008. - № 9. - С.90-94.

2. Абрамович Б.Н., Полищук В.В. Надежность систем электроснабжения: Учебное пособие / СПГГИ. СПб, 1997. - 37 с.

3. Абрамович Б.Н., Устинов Д.А. Электропривод и электроснабжение горных предприятий: Учебное пособие / СПГГИ. СПб, 2004. - 84 с.

4. Агунов A.B. Статический компенсатор неактивных составляющих мощности с полной компенсацией гармонических составляющих тока нагрузки // Электротехника. 2003. - № 2. - С.47-50.

5. Александров Г.Н. Статический тиристорный компенсатор на основе управляемого шунтирующего реактора трансформаторного типа // Электричество. 2003. - № 2. - С.38-46.

6. Александров Г.Н. Управляемые реакторы: принцип действия, основные характеристики и перспективы использования в электрических сетях // Электротехника. 2007. - № 4. - С. 14-22.

7. Арриллага Дж., Бредли Б., Боджср П. Гармоники в электрических системах. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 320 с.

8. Асафов Вагиф Назир оглы Разработка секционированной конденсаторной установки для сети горного предприятия с вентильной нагрузкой: дис. на соискание ученой степ. канд. техн. наук: 05.09.03. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1994.

9. Ахлюстин В.К. Электрификация обогатительных фабрик. М.: Недра, 1973.-424 с.

10. Бабаев С.С. Способ коррекции электрических сигналов при искажениях напряжения сети // Электричество. 2009. - № 3. - С.20-23.

11. Багаутинов Г.А., Марков Ю.А. Электропривод и электрификация приисков. М.: Недра, 1989. - 303 с.

12. Баркан Я.Д. Автоматическое управление режимом батарей конденсаторов. М.: Энергия, 1978. - 112 с.

13. Бартеньев О.В. Фортран для профессионалов. Математическая библиотека IMSL. М.: Диалог-МИФИ, 2000. - 372 с.

14. Блантер С.Г., Суд И.И. Электрооборудование нефтяной и газовой промышленности. -М.: Недра, 1980. -478 с.

15. Боровиков В.П. Statistica. Искусство анализа данных на компьютере. 2-е изд. Спб: Питер, 2003. - 688 с.

16. Буреева H.H. Многомерный статистический анализ с использованием ППП «STATISTICA». Нижний Новгород, 2007. - 112 с.

17. Бурман А.П., Виссарионов П.А. Основы современной энергетики. М.: Изд-во МЭИ, 2003. - 454 с.

18. Волков A.B., Волков В.А. Компенсация мощности искажений и реактивной мощности посредством активного фильтра с прогнозируемым релейным управлением // Электротехника. 2008. - № 3. - С.2-10.

19. Глухарев Ю.Д., Замышляев В.Ф. Техническое обслуживание и ремонт горного оборудования. М.: Издательский центр Академия, 2003. - 400 с.

20. Глушков В.М., Грибин В.П. Компенсация реактивной мощности. М.: Энергия, 1975.- 104 с.

21. Горбачёв Г.Н. Промышленная электроника. — М.: Энергоатомиздат, 1988. -320 с.

22. ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

23. ГОСТ 1282-79 Конденсаторы для повышения коэффициента мощности электроустановок переменного тока частоты 50 и 60 Гц.

24. Готман В.И., Маркман Г.З. Задачи обследования системы компенсации реактивной мощности // Промышленная энергетика. 2006. - № 8. - С.50-55.

25. Грейсух М.В., Лазарев С.С. Расчеты по электроснабжению промышленных предприятий. М.: Энергия 1977. - 312 с.

26. Дементьев Ю.А., Кочкин В.И., Мельников А.Г. Применение управляемых статических компенсирующих устройств в электрических сетях // Электричество. 2003. - № 9. - С.2-10.

27. Дубров A.M., Мхитарян B.C., Трошин Л.И. Многомерные статистические методы и основы эконометрики. М.: МЭСИ, 2002. - 79 с.

28. Жак Куро Современные технологии повышения качества электроэнергии при ее передаче и распределении // Новости электротехники. 2005. - № 1.

29. Жежеленко И.В., Саенко Ю.Л. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях. 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 2000. 252 с.

30. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 168 с.

31. Жежеленко И.В., Рабинович M.JL, Божко В.М. Качество электроэнергии на промышленных предприятиях. К.: Техника, 1981. — 160 с.

32. Железко Ю.С. Компенсация реактивной мощности и повышение качества электроэнергии. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 224 с.

33. Железко Ю.С. Компенсация реактивной мощности в сложных электрических системах. М.: Энергоатомиздат, 1981. - 200 с.

34. Железко Ю.С. Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 176 с.

35. Зевеке Г.В. Основы теории цепей. 4-е изд., перераб. - М.: Энергия, 1975. -752 с.

36. Ивакин В.Н., Магницкий A.A. Устройства продольной компенсации на полностью управляемых силовых полупроводниковых приборах // Электротехника. 2008. - № 10. - С.47-56.

37. Ивакин В.Н., Магницкий A.A., Шульга Р.Н. Применение установок тиристорно-управляемой продольной компенсации на линиях электропередачи переменного тока // Электротехника. 2006. — № 9. — С.42-49.

38. Ильяшов В.П. Конденсаторные установки промышленных предприятий. -2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 152 с.

39. Иньков Ю.М., Климаш B.C., Светлаков Д.П. Компенсаторы неактивной энергии со стабилизацией напряжения трансформаторных подстанций // Электротехника. 2007. - № 7. - С.34-37.

40. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А Расчет индуктивностей. Л.: Энергоатомиздат, 1986. - 488 с.

41. Калинина В.Н., Соловьев В.И. Введение в многомерный статистический анализ: Учебное пособие / ГУУ. М., 2003. - 66 с.

42. Каминский Е.А. Звезда, треугольник, зигзаг. М.: Энергоатомиздат, 1984. -104 с.

43. Карпов Ф.Ф. Компенсация реактивной мощности в распределительных сетях промпредприятий. М.: Энергия, 1975. - 184 с.

44. Кириенко В.П., Слепченков М.Н. Комплексное устройство компенсации реактивной мощности и мощности искажения в системах питания с управляемыми выпрямителями // Электричество. 2006. - № 11.- С.33-40.

45. Кирилловский B.C. Энергосбережение и компенсация реактивной мощности на шахтах // Горное оборудование и электромеханика. 2006. — № 12. - С.37-39.

46. Князевский Б.А. Электроснабжение промышленных предприятий. М.: Высш. шк., 1986.-400 с.

47. Компенсация реактивной мощности ключ к снижению энергопотребления // Технологии энергосбережения Сибири. - 2009. - С.2-13.

48. Константинов Б.А., Зайцев Г.З. Компенсация реактивной мощности. Л.: Энергия, 1976. - 104 с.

49. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов. М.: Академия, 2004. - 320 с.

50. Корнилов Г.П., Храмшин Т.Р. Современные способы компенсации реактивной мощности крупных металлургических приводов // Электромеханика. 2009. - № 1. - С.28-31.

51. Кумаков Ю.В. Инверторы напряжения со ступенчатой модуляцией и активная фильтрация высших гармоник // Новости электротехники. 2005. - № 6.

52. Кучинский Г.С., Назаров Н.И., Назарова Г.Т., Переселенцев И. Ф. Силовые электрические конденсаторы. М.: Энергия, 1975. - 248 с.

53. Кучумов Л.А., Спиридонова Л.В. Потери мощности в электрических сетях и их взаимосвязь с качеством электроэнергии. Л.: Изд-во J Ii ЛИ, 1985. - 92 с.

54. Лурье М.С., Лурье О.М. Применение программы MATLAB при изучении курса электротехники. Красноярск: СибГТУ, 2006. - 208 с.

55. Максимов A.B., Паули В.К. Компенсация реактивной мощности -актуальная задача энергосбережения // Электро. 2009. - № 3. - С.7-10.

56. Минин Г.П. Несинусоидальные токи и их измерения. М.: Энергия, 1979. -112 с.

57. Михайлов В.В. Надежность электроснабжения промышленных предприятий. М: Энергоатомиздат, 1992. — 150 с.

58. Михалков A.B. Что нужно знать о регулировании напряжения. М.: Энергия, 1971. - 56 с.

59. Никифоров И.А. Статистический анализ геологических данных. -Оренбург: ОГУ, 2010.- 170 с.

60. Озерной М.И. Электрооборудование и электроснабжение подземных разработок угольных шахт. М.: Недра, 1975. - 448 с.

61. Патент 2354025 РФ. Способ компенсации высших гармоник и коррекции коэффициента мощности сети / Абрамович Б.Н., Полищук В.В., Сычев Ю.А.; Санкт-Петербургский государственный, горный ин-т. - Заяв. 04.05.2008; Опубл. 27.04.2009, Бюл. № 12.

62. Плющ Б.М., Ройтман М.В., Саркисян В.О. Электрооборудование нефтяных и газовых промыслов. М.: Недра, 1965. - 312 с.

63. Пронин М.В. Активные фильтры высших гармоник. Направления развития // Новости электротехники. 2006. - № 2.

64. Розанов Ю.К., Гринберг Р.П. Гибридные фильтры для снижения несинусоидальности тока и напряжения в системах электроснабжения // Электротехника. 2006. - № 10. - С. 55-60.

65. Самохин Ф.И., Маврицын A.M., Бухтояров В.Ф. Электрооборудование и электроснабжение открытых горных работ. М.: Недра, 1988. - 367 с.

66. Сапунов М.В. Вопросы качества электрической энергии // Новости электротехники. 2001. - № 4.

67. Скамьин А.Н. Повышение эффективности функционирования конденсаторных батарей в электрической сети горного предприятия // Сб. Записки Горного института. 2011. - том 189. - С. 107-110.

68. Тамазов А.И. Несимметрия токов и напряжений, вызываемая однофазными тяговыми нагрузками. М.: Изд-во «Транспорт», 1965. - 234 с.

69. Халафян A.A. Статистический анализ данных. 3-е изд. М.: ООО «Бином-пресс», 2007. - 512 с.

70. Хачатурян В.А. Управление электроснабжением нефтеперерабаты-вающих предприятий в условиях массового применения регулируемого электропривода. Спб, 2002. - 64 с.

71. Чаплыгин Е.Е., Ковырзина О.С. Компенсация неактивных составляющих полной мощности дуговых сталеплавильных печей // Электричество. 2009. -№ 11. - С.30-37.

72. Черепанов В.В. Методика анализа несинусоидальных режимов систем электроснабжения промышленных предприятий // Электротехника. 1989. -№ 17.

73. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems, Simulink. СПб.: Изд-во ДМК Пресс, 2008. - 290 с.

74. Чиликин М.Г., Сандлер A.C. Общий курс электропривода. М.: Недра, 1980.-575 с.

75. Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Повышение качества энергии в электрических сетях. Киев: Наук, думка, 1985. - 268 с.

76. Шклярский ЯЗ. Методы и средства повышения эффективности управления потоками реактивной мощности электротехнических комплексов горнодобывающих предприятий: дис. на соискание ученой степ. докт. техн. наук: 05.09.03. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2004.

77. Шклярский ЯЗ. Управление потоками реактивной мощности на горных предприятиях. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2002. - 94 с.

78. Шклярский Я.Э., Ситников Д.А., Скамьин А.Н. Уменьшение влияния высших гармоник на работу электротехнического комплекса горного предприятия // Сб. Записки Горного института. 2008. - том 178. — С. 162-165.

79. Шклярский Я.Э., Скамьин А.Н. Способы уменьшения влияния высших гармоник на работу электрооборудования // Сб. Записки Горного института. -2011.-том 189. -С.121-124.

80. IEEE Std 519-1992 IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems, 1992.

81. David Chapman Harmonics: Causes and effects // Power quality application guide, March 2001. 13p.

82. Mark Stephens Power quality in continuous manufacturing // EPRI Solutions, winter 2006. 2p.

83. Skamyin A.N. Automatic neutralization of high harmonics in electric circuits of metallurgical enterprises / Y.E. Shklyarsky, A.N. Skamyin, V.N. Lebedik, A.I. Mikheyev // «CIS Iron and Steel Review». Издательский дом «Руда и металлы». — 2008. -р.38-40.

84. Stefan Fassbinder, Deutsches Kupferinstitut Harmonics: Passive filters // Power quality application guide, June 2003. 9p.1. Параметры схемы замещения

85. Выборка наблюдений для проведения регрессионного анализа

86. Программа для выбора мощности КБ

87. PROGRAM SPL USE MSIMSLMS IMPLICIT NONE

88. TEGER:: NX,NY,NZ,NXV,NYV,NZV

89. TEGERSARAMETER:: XORD=3,YORD=3,ZORD=3

90. REAL, DIMENSION(:),ALLOCATABLE:: X(Y,Z,XKN,YKN,ZKN,XV,YV,ZV

91. REAL,DIMENSION(:,:,:),ALLOCATABLE :: U,C,V

92. TEGER:: I,J,К REAL:: HX,HY,HZ

93. OPEN(2,FILE='C:\MSDEV\FPS3.\TEXT\dannie3.dat',POSITION-REWIND')1. CALL NOREAD(2,'=')1. READ(2,*) NX1. CALL NOREAD(2,'=')1. READ(2,*) NY1. CALL NOREAD(2,'-)1. READ(2,*) NZ

94. AI.LOCATE(X(NX)>Y(NY),Z(NZ),XKN(NX+XORD),YKN(NY^YORD),ZKN(NZtZO ,NZ))1. ВВОД ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

95. CALL N0READ(2,'=') READ(2,*) (X(I),I=1,NX) CALL NOREAD(2,'=') READ(2,*) (Y(J),J=1,NY) CALL NOREAD(2,'=') READ(2,*) (Z(K),K=1,NZ) CALL NOREAD(2,'=')

96. READ(2,*) (((U(I,J,K),J=1,NY),I=1,NX),K=1,NZ) ! СЧЕТ

97. CALL BSNAK(NX,X,XORD,XKN) CALL BSNAK(NY,Y,YORD,YKN) CALL BSNAK(NZ,Z,ZORD,ZKN)

98. CALL BS3IN(NX!X,NY,Y,NZ,Z)U,NX,NY,XORD,YORD,ZORD,XKN,YKN,ZKN,C)1. ВЫВОД РЕЗУЛЬТАТОВ

99. CALL NOREAD(2,'=') RE AD (2,*) NXV CALL NOREAD(2,'=') READ(2,*) NYV CALL NOREAD(2,'=') READ(2,*) NZV

100. ALLOCATE(XV(NXV),YV(NYV),ZV(NZV),V(NXV,NYV,NZV))1. HX=(X(NX)-X( 1))/(NXV-1)1. HY=(Y(NY)-Y( 1))/(NYV -1)

101. HZ=(Z(N Z)-Z( 1 ))/(NZ V-1)1. DO 1=1,NXV

102. XV(I)=X(1)+(I-1)*HX END DO DO J=1,NYV

103. YV(J)=Y( 1 )+(J-1) *H Y END DO DO K=1,NZV

104. ZV(K)=Z(1)+(K-1)*HZ END DO CALL

105. BS3GD(0,0,0,NXV,XV,iT^,YV,NZV,Z^XORD,YORD,ZORD,^^ PRINT *,C

106. OPEN(3 ,FILE='C:\MSDEV\FPS 3 .\ТЕХТЛЗ vivod.dat', STATUS-REPLACE') WRITE(3/( 13X,A,14X,A, 1 OX, A, 16X,A)') 'X','Y','Z','PER' DO 1= 1 ,NX V DO J=1,NYV DO K=1,NZV IF (V(I,J,K)<1.3) THEN

107. WRITE(3,'(4F15.3)')XV(I),YV(J)1ZV(K),V(I,J,K) END IF END DO END DO END DO

108. OPEN(4,FILE-C:\MSDEV\FPSf33\TEXT\3vivodl.dat',STATUS-REPLACE')

109. WRITE(4,'( 1 OX,А)') 'ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ' WRITE(4,'( 1 OX,A,5X50F 10.1)') 'X\Y',(Y(J),J=1 ,NY) DO 1=1,NX

110. WMTE(4,'(5X,F11.3,50F10.3)') X(I),(U(I,J,K),J=1,NY) END DO

111. WRITE(4,'(1 OX,А)') 'РЕЗУЛЬТАТЫ СЧЕТА' WRITE(4,'(1 OX,A,5X50F 10.1)') 'X\Y',(YV(J), J= 1 ,NYV) DO 1=1,NXV

112. WRITE(4,'(5X,F11.3,50F10.3)') XV(I),(V(I,J,K),J=1,NYV) END DO

113. CLOSE(2) CLOSE(3) CLOSE(4)

114. DEALLOCATE(X,Y,Z,XV,YV,ZV,XKN,YKN,ZKN,U,C)

115. CONTAINS SUBROUTINE Noread(Unit,CH) INTEGER,INTENT(IN) :: Unit CHARACTER,INTENT(IN) :: CH CHARACTER :: С DO

116. READ(Unit,'(A)',ADVANCE=rNO',EOR= 10) C; IF(C=CH) EXIT END DO END SUBROUTINE Noread END PROGRAM SPL