автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Повышение эффективности электропередачи компенсацией гармонических составляющих тока нейтрали в сети 0,38 кВ

кандидата технических наук
Нехаев, Сергей Викторович
город
Зерноград
год
2009
специальность ВАК РФ
05.20.02
цена
450 рублей
Диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем на тему «Повышение эффективности электропередачи компенсацией гармонических составляющих тока нейтрали в сети 0,38 кВ»

Автореферат диссертации по теме "Повышение эффективности электропередачи компенсацией гармонических составляющих тока нейтрали в сети 0,38 кВ"

На правах рукописи

(МЛ

НЕХАЕВ СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ КОМПЕНСАЦИЕЙ ГАРМОНИЧЕСКИХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ТОКА НЕЙТРАЛИ В СЕТИ 0,38 кВ

Специальность 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве (по техническим наукам)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Зерноград, 2009

003473526

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия».

Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор

Юндин Михаил Анатольевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ксенз Николай Васильевич

кандидат технических наук, доцент Ермаков Владимир Филиппович

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Кубанский

Государственный Аграрный Университет» (г. Краснодар)

Защита состоится « Ь » июля 2009 года в 10:00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.001.01 при ФГОУ ВПО АЧГАА по адресу: 347740, г. Зерноград, Ростовской области, ул. Ленина, 21, в зале диссертационного совета (аудитория 201, корпус 5). Тел./факс (8-86359) 43-3-80

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО АЧГАА.

Автореферат разослан « 3 » ЩХтА 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, /

доктор технических наук, <г~

профессор Н.И. Шабанов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из решений задач увеличения внутреннего валового продукта страны наряду с расширением генерирующих мощностей в электроэнергетике является энергосбережение. Под энергосбережением понимается комплекс мер по уменьшению потерь при передаче и распределении электроэнергии. Важным фактором энергосбережения является качество электроэнергии (КЭ).

Электрическая энергия как товар используется в различных сферах жизнедеятельности человека. Она обладает рядом специфических свойств и непосредственно участвует в производстве других товаров, влияя на их качество. Понятие КЭ отличается от понятия качества других видов продукции.

Наибольшие проблемы, в том числе и по требуемым материальным затратам, возникают с такими показателями качества электроэнергии (ПКЭ), как несимметрия и несинусоидальность напряжения.

На сегодняшний день в сельскохозяйственной сфере Российской Федерации наблюдается рост бытовых нагрузок на фоне резкого спада производственных мощностей, это вызвало изменение структуры электропотребления в этой сфере. Сейчас около 23,4 млрд. кВтч в год приходится на бытовой сектор, что составляет 57%.

Современный узел нагрузки насыщен нелинейными электроприемниками, генерирующими токи высших гармоник, распространяющимися по всей сети 0,38 кВ. Циркуляция этих токов и разновидность включения нагрузок в трехфазной сети 0,38 кВ способствует: возникновению дополнительных потерь активной мощности в элементах сети; ускоренному старению изоляции электрических машин, трансформаторов и кабелей, другим нежелательным последствиям.

В последнее время стали появляться публикации и разработки, направленные на уменьшение уровня высших гармоник в сети 0,38 кВ но, несмотря на это, полного комплексного решения данной проблемы нет.

Цель работы - уменьшение энергопотерь и улучшение КЭ при электроснабжении потребителей путем компенсацией высших гармонических составляющих тока нейтрали в сети 0,38 кВ.

Объектом исследования являются распределительные электрические сети 0,38 кВ, питающие коммунально-бытовых потребителей.

Предметом исследования являются закономерности ПКЭ и потерь электрической мощности в распределительной электрической сети 0,38 кВ.

Научная гипотеза — повышение энергоэффективности электропередачи и улучшение ПКЭ в электрической сети 0,38 кВ за счет компенсации третьей гармонической составляющей тока нейтрали.

Рабочая гипотеза - изменяемый сигнал в зависимости от нагрузки тока третьей гармоники, генерируемый в противофазе к аналогичной составляющей тока нейтрали электрической сети 0,38 кВ, приводит к повышению энергоэффективности электропередачи и улучшению ПКЭ в электрической сети 0,38 кВ.

Методы исследований. Основаны на применении теории комплекс-

ных чисел, векторного анализа, теории фильтрации, теории вероятностей и математической статистики. Оценка результатов математического моделирования производилась с данными экспериментально с использованием прибора-анализатора КЭ «Энергомонитор З.ЗТ» (ЭМ-З.ЗТ).

Научная новизна заключается в:

- разработке математической модели распределительной сети 0,38 кВ при несимметричной и несинусоидальной коммунально-бытовой нагрузке;

- разработанном методе снижения третьей гармонической составляющей тока нейтрали сети 0,38 кВ, позволяющем улучшить ПКЭ и уменьшить потери электроэнергии;

- обоснованных режимах работы устройств компенсации высших гармоник, обеспечивающих повышение энергоэффективности электропередачи.

Техническая новизна защищена патентами РФ №2334298 зарег. 20.09.2008г., №2346370 зарег. 10.02.2009г. №2353040 зарег. 20.04.2009г.

Практическая ценность работы:

- получены статистические результаты о несинусоидальности форм кривых напряжения и тока в действующих сетях напряжением 0,38 кВ, питающих коммунально-бытовых потребителей;

- создан механизм реализации подавления гармоник тока сети 0,38 кВ, позволяющий снижать потери электроэнергии и повышать ПКЭ;

- разработанный метод компенсации третьей гармонической составляющей тока нейтрали в сети 0,38 кВ используется в ОАО «Кубаньэнерго» филиал Тихорецкие электрические сети и в ОАО «НЭСК-электросети» филиал «Тихорецкэлектросеть».

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе ФГОУ ВПО АЧГАА на кафедре «Теоретические основы электротехники и электроснабжение сельского хозяйства».

На защиту выносятся:

1. Статистические результаты экспериментальных исследований о несинусоидальных кривых напряжения и тока в действующей сети 0,38 кВ.

2. Математическая модель распределительной сети 0,38 кВ, питающей коммунально-бытовых потребителей при несимметричном и несинусоидальном режиме ее работы.

3. Устройство, нормализующее ПКЭ в сети 0,38 кВ.

4. Режимы работы устройства, нормализующего ПКЭ и обеспечивающего наибольшую энергоэффективность электропередачи в сети 0,38 кВ.

Личный вклад автора. В ходе научных исследований автором непосредственно сформулирована концепция работы, поставлены задачи исследований, приведена методика проведения экспериментальных исследований, на основании результатов экспериментальных исследований разработана теоретическая модель, сформулированы научные выводы.

Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты исследований диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях АЧГАА в 2006, 2007 годах, Ставропольский ГАУ

2007, 2008 годах, на XXIX сессии Всероссийского научного семинара РАН «Кибернетика электрических систем» в Южно-Российском ГТУ в 2007 году, на международной конференции «Высокие технологии энергосбережения» в Воронежский ГТУ в 2007 году, на Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу среди аспирантов и молодых ученых ВУЗов Минсельхоза РФ по номинации «Технические науки» I, II тур в АЧГАА, III тур в Московском ГАУ в 2009 году.

По результатам исследований получено в соавторстве 3 патента на изобретение и опубликовано 7 печатных работ, в том числе 2 в изданиях из перечня ВАК.

Компенсатор 3-ей гармонической- составляющей тока нейтрали внедрен в ОАО «Кубаньэнерго» филиал Тихорецкие электрические сети и в ОАО «НЭСК-электросети» филиал «Тихорецкэлектросеть».

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов основной части, общих выводов, списка используемой литературы из 231 наименований (т.ч. 37 на иностранных языках) и 6 приложений. Общий объем диссертации 167 страниц машинописного текста, содержит 90 рисунков и 27 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследования, кратко изложено содержание работы, представлены основные положения, выносимые на защиту, а также данные о практической ценности и научной новизне.

В первой главе «Аналитический обзор причин возникновения и способов снижения высших гармонических составляющих тока в сети 0,38 кВ» рассмотрены причины возникновения высших гармонических составляющих тока в электрических сетях, отрицательные эффекты от высших гармоник тока и способы их подавления, а также методы расчета и математические модели несинусоидальных режимов сети. Вопросами влияния и снижения высших гармоник занимались многие ученые: Жежеленко И.В., Аррилага Ю.С., Рысев А.М., Карташев И.И., Левин М.С., Майер В.Я., Плеш-ков П.Г., Дрехслер Р. и др.

Причинами возникновения высших гармоник являются подключаемые потребители с нелинейными вольт-амперными характеристиками, а также отдельные устройства, широко применяющиеся во всех областях жизнедеятельности человека. Они потребляют ток несинусоидальной формы при синусоидальной форме приложенного питающего напряжения. Источниками гармонических искажений в электрических сетях являются нелинейные нагрузки: вентильные преобразователи, импульсные блоки питания, энергосберегающие лампы, и др. Под данную категорию нагрузок попадают и бытовые электроприемники, реализованные на новой элементной базе с характерной нелинейностью.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи: 1. Выполнение анализа существующих способов и средств улучшения синусоидальности и симметрии токов сети 0,38 кВ.

2. Проведение экспериментальных исследований ПКЭ в действующей сети 0,38 кВ при несимметричной и нелинейной нагрузке.

3. Разработка математической модели сети 0,38 кВ, питающей несимметричную и, нелинейную коммунально-бытовую нагрузку, а также принципа и метода снижения потерь электроэнергии за счет компенсации высших гармонических составляющих тока нейтрали.

4. Исследование режимов работы и условия возникновения максимальной энергоэффективности при компенсации гармонических составляющих тока нейтрали сети 0,38 кВ.

5. Оценка технико-экономической эффективности применения разработанных технических средств компенсации высших гармонических составляющих тока нейтрали сети 0,38 кВ.

Во второй главе «Экспериментальные исследования показателей качества электроэнергии в современных электрических сетях 0,38 кВ» приведены методика проведения эксперимента для сбора данных ПКЭ, результаты исследования ПКЭ на головном участке сети 0,38 кВ, питающая коммунально-бытовых потребителей, произведенная статистическая обработка и графическая интерпретация результатов экспериментальных исследований.

Для анализа уровня несинусоидальности токов и напряжений на 15 головных участках действующих подстанциях напряжением 10/0,4 кВ (ТП) были проведены экспериментальные исследования в районных электрических сетях Краснодарского края в течение календарного года, в среднем по одной ТП в месяц, чтобы учесть сезонность нагрузки. Указанные ТП питали коммунально-бытовых электропотребителей.

Входные цепи сертифицированного измерителя ЭМ-З.ЗТ подключали следующим образом: цепи напряжения — к трем фазным и рабочему нейтральному проводнику на шинах напряжением 0,4 кВ ТП; одни токоизмери-тельные клещи охватывали заземляющие спуски между корпусом ТП и заземлением. Другие контролировали токи фаз на головном участке сети 0,38 кВ, ток небаланса на вводе подстанции, и ток в нулевом проводнике.

Анализ результатов контроля КЭ показал, что ПКЭ, которые не соответствовали допустимым значениям, являлись коэффициенты (Ким) п-ых гармонических составляющих напряжения (73% случаев) и коэффициенты (Кт) несимметрии напряжения, особенно по нулевой последовательности (87% случаев). В процессе экспериментального контроля имело место превышение 15-ой и 21-ой гармоник напряжения (53% и 40% случаев соответственно), несоответствия были зафиксированы в периоды увеличения электропотребления нелинейной нагрузкой. Установлено, что виновником в ухудшение ПКЭ по Кио5) и Кит является потребитель.

При анализе ПКЭ была выполнена обработка минутных значений по результатам контроля Кит, Ки{п), Кю. Доминирующее значение в спектральном составе тока нейтрали имела третья гармоническая составляющая, поэтому выполнена обработка этого коэффициента (К,Л3)).

Для определения закона распределения Кит, Кит, Кои и К,ит бьш использован прикладной пакет математической статистики БТАТКИСА 7. На построенных диаграммах рисунков 1-4 нанесена кривая экспериментальной функции распределения частот наблюдения. Определение распределения данных параметров выполнена при помощи теста Колмогорова-Смирнова. В правой части приведены функции распределения значений, которые удовлетворительно аппроксимируются логарифмически нормальным законом:

Частота.105

\ Рисунок 1 - Гистограмма коэффициента 15-ой

| гармонической составляющей напряжения

35г 30

25) I 20 15 10 5 О

02 0.4 0.6 0.8

Частота-101

35 г

30 25 20 15 10 5

0 ОТ Частота-105

28:——

VI

02 0.3 0.4 0.6

/(£(/{ 15)) =

Л-л-о

I

где ог =0,116, тг

^ л///т ' 'К,

2<„, = 0,178.

(1)

-Кц(1!)Л

Рисунок 2 - Гистограмма коэффициента 21-ой гармонической составляющей напряжения

•{"(к«!«)- »>*,„,)

где <зк,.....

= 0,046, тК1

1

= 0,079.

(2)

Рисунок 3 - Гистограмма коэффициента несимметрии напряжения по нулевой последовательности

где а.

1

V2■ • Кы = 1,64, тк

•ехр

1

= 0,193.

-(Ц^^-т^)2

(3)

Рисунок 4 - Гистограмма коэффициента 3-ей гармонической составляющей тока нейтрали

л/2'7

-•ехр

2-ст1

(4)

где а„

= 20,8, тк =39,1.

В результате статистической обработки спектральных составов контролируемых токов, было получено соотношение математических ожиданий наиболее значимых гармонических составляющих (рисунок 5).

12?,

В) Г)

Рисунок 5 - Математические ожидания спектральных составов а) токов фаз б) тока в заземляющем спуске в) тока небаланса г) тока нейтрали В спектре тока нейтрали третью часть составляют токи высокой частоты кратные трем, образующие нулевую последовательность (рисунок 6).

Рисунок б - Спектральный состав тока в нулевом рабочем проводнике

Следует отметить, что спектральные составы токов в заземляющем спуске и небаланса имеют схожий гармонический состав, но разные действующие значения (рисунок 7), что свидетельствует о нахождении источников высших гармоник в узлах нагрузки.

!з-А и. а

3.0 30

Рисунок 7 - Суточные изменения математического ожидания токов а) тока в заземляющем

спуске б) тока небаланса В спектре фазного тока среди высших гармоник наибольшая доля у нечетных гармоник (3-я, 5-я, и др.). В результате группирование данных об изменении коэффициента искажения синусоидальности (К,ф), коэффициентов

3-й и 5-й гармонических составляющих (К№0)), (Кт5)) фазного тока и коэффициента загрузки силового трансформатора (К3), были получены уравнения регрессии полиноминального вида 4-ой степени. Качество регрессионной модели оценено при помощи коэффициента детерминации Л2: К1Ф =124180-К43 -127328-К3з+47975-К2З-7843-КЗ+475, Я2 =0,76, (5)

ЛГ/Ф(3) =91700-Кз -94460-Кз +35663-Кз -5817-К3 +350, К2=0,77, (6)

^,ф(3)=128993-Кз-129948-К3З+48101-К2-7732-КЗ+459, Я2 =0,74. (7)

Анализ графиков рисунка 8 показал, что суточное изменение начальной фазы тока нейтрали (<р,„) в течение суток меняется с емкостного характера (в период спада нагрузки), на индуктивный характер (в период увеличения нагрузки).

1п. А Ф,°

а) б)

Рисунок 8 - Суточные изменения математического ожидания а) тока нейтрали б) начальной фазы тока нейтрали относительно напряжения фазы В В третьей главе «Математическое моделирование процесса возникновения высших гармоник в сети 0,38 кВ» приведены структура энергетических процессов, основные уравнения, отражающие энергетические процессы, результаты моделирования в среде Electronic Workbench и MathCAD и дана оценка математической точности моделирования.

Электрическая сеть 0,38 кВ показана источником питания, линией электропередачи (ЛЭП) и электроприборами различного типа. ЛЭП на структурной схеме представлена продольными и поперечными параметрами сети. Продольные R, L обусловлены активным и реактивным сопротивлением проводов, зависящем от марки провода и их взаиморасположения. Поперечные параметры представлены распределенной емкостью, которая создаётся между проводами и землей, указанных на П-образном схеме в виде R„, С.

Мощность искажения циркулирует по электрической сети через ее поперечные параметры:

T = Js2-P2-Q2 , (8)

где S- полная потребляемая мощность сети; Р- активная потребляемая мощность сети; Q- реактивная потребляемая мощность сети.

Причем распределение этой фиктивной мощности неравномерно. Это явление возникает в результате того, что нелинейные искаженные токи протекают с наибольшими частотными характеристиками по пути, ближайшему к генератору мощности искажений (нелинейный электроприемник). Поэтому

обязательным условием для несинусоидального режима работы сети является

Узел нагрузка Рп

Траасформатор

а

Рисунок 9 - Структура схема передачи электрической энергии

В нелинейных узлах нагрузки генерируются высшие гармонические составляющие, для этого режима представим выражение симметричных токов сети:

вта* + £21 зт(2й# + у,2)+ зт(Зй)Г+ Кп зт(4й#+ !//,,)+ + К51 зт(5й>Г)+ К61 $т(бг»Г + ц/,6)+... + КпХ бш{пол + у/,„),

'12« = ^

5т(аЛ-120) + К22 Бт(2£Е>/ + у;2 +120)+ АГ32 зт(3й* + (с/3 +0)ч

(9) (10)

(П)

+ +у/ц -120)+К52(5^ + ^,5 + 120)+

+ К62 зт(б<и/ + у/,6 +0)+... + Кп2 бш{пай + у/,„), "зт(о/ +120) + К23 зт(2(УГ + у/п -120)+ К33 вифй* + уп + 0)+ + КП&\п{4м + у/ц +120)+ К53(5й# + у/ц —120)+ + Ка 8т(б«иг + + 0)+... + К„з 5ш(ло# + у/,п), где 1Ш - максимальный ток основной частоты; Кп- коэффициент п-ой гармонической составляющей тока; <//п - фазовый сдвиг гармоник.

Ток в нейтрали вычисляется как геометрическая сумма фазных токов. В связи с тем, что высшие гармоники в трехфазной системе образуют соответствующие последовательности, то при их суммировании в нейтральной точке, образуются только токи нулевой последовательности. А в спектре высших гармоник они кратны трем. Выражение для нулевого рабочего тока представлено:

¿„(0 = /„„[втол + З.К3 5Ш(З®/ + (У3)+...+ЗА:з, Бифигэг + у3„)], (12)

V- нечетные гармоники кратные трем.

В нейтрали образуются токи нулевой последовательности, причем высшие гармоники кратные трем в трехфазной системе суммируются алгебраически, так они сдвинуты на 0°.

Так как сопротивление сети относительно каждого электропотребителя представляет собой изменяющее значение в зависимости от частоты, то протекание несинусоидальных токов по этим сопротивлениям вызывают дополнительные падения напряжения. Таким образом, при несинусоидальном ре-

жиме работы сети на зажимах электропрйемников напряжения искажаются: sinал + Кии sin(2œt + y/U2)+ Кип ¿¡п{$Ш + у/иъ)+ Кип sin(4iui + y/ut )+ _+ КШ1 sin(5œt + y/U5 )+ Киы sin(6ffli + y/U6 )+... + Кил sin(n<ui + y/Un ),

"n(.t) = UL:

«и (0 = 1^

«ы(0 = ^и.

"sin(iui -120) + Kun sin(2arf + y/u2 + 120)+Kun sin(3û)/ + у/иг+0)+ + Kua sin(4û)r + yrut -120)+К U52 {Scot + y/us +120)+ + KU62 sin(6(ot + yrUi + 0)+... + Кшг sin (not + угш\

sin(û)i+ 120)+^yj3 s,m{lmt + цги2 -120)+ sm(3ai/ + i//y3 +0)+" + KUi} sin(4<BC + y/ul +120) + К шз (5<ur + y/U5 -120)+ + Kua sin(6«f + y/ui + 0)+... + Кш sin(n<Bi + Wu,\

(14)

(15)

При подключении к электрической сети нелинейных электроприемников энергия, поступающая в узел нагрузки, затрачивается на совершение полезной работы, а часть ее расходуется на генерацию высших гармоник, которые попадают в сеть 0,38 кВ (рисунок 10).

В связи с эти меняется и баланс электроэнергии в сети 0,38 кВ, поступившая энергия будет складываться из следующих основных составляющих: К, = ¡ГН1 + АШХ1 + ДИ^ + (16)

где сумма потребленной электроэнергии эквивалентной нагрузкой;

тХ1 - сумма потерь электроэнергии в элементах сети; АИ?Кт - сумма потерь электроэнергии от несимметрии; сумма потерь электроэнергии от циркуляции в сети высших:

гЧ'Л.щ

-CI3— -

я г,->«2,

Кг1-1чЛгг

<2

л

Рисунок 10-Структура распределения электроэнергии в сети 0,38 кВ при наличии нелинейных нагрузок

В Electronics Workbench была создана электронная модель трехфазной электрической сети с несинусоидальными источниками (рисунок 13). В нашем случае она состоит из трехфазного источника ЭДС, ЛЭП, и нелинейной несимметричной нагрузки. Источники высших гармонических составляющих показаны на модели в конце схемы замещения как состоящие из последовательно включенных несимметричных источников напряжений с частотой, кратной промышленной. На модели в фазные и нулевой рабочий проводники включены амперметры и осциллограф.

Рисунок 11 - Окно осциллографа виртуальной схемы а) с гармониками кратными трем б)

без гармоник кратных трем Модель электрической сети 0,38 кВ с источниками высших гармоник была также составленная в математической редакторе MathCAD. Исходные данные элементов модели сети выбирались такими же, как и при виртуальном моделировании в среде Electronic Workbench.

Эквивалентная электрическая схема замещения при моделировании электрической сети 0,38 кВ с источниками высших гармоник как в Electronic Workbench, так и в MathCAD, показана на рисунке 13.

Расчет токов в фазных и в нейтральном рабочем проводах выполнен методом контурных токов. Для упрощения расчетов произведены вычисления для каждой фазы в отдельности (рисунок 12), затем для определения тока в нулевом проводе, были просуммированы фазные значения вычисленных токов. После вычисления токов частотой 50 Гц электрической схемы замещения, аналогично рассчитаны токи высших гармонических составляющих для каждой частоты.

Система из 4 линейных уравнений для электрической сети 0,38 кВ на основной частоте согласно II закону Кирхгофа в комплексном виде:

а) б)

Рисунок 12 - Схемы сети 0,38 одной фазы для расчета основных токов а) на основной частоте б) на высоких частотах

Iй» Рисунок 13-Эквивалентная схема замещения, использовавшаяся при математическом моделировании

Составленная схема замещения (рисунок 126) электрической сети 0,38 кВ для высших гармоник отличается от схемы на основной частоте. Она включает в себя 6 контуров. Из схемы рисунка исключена ЭДС основной частоты и добавлена ЭДС высших гармоник Еу и внутреннее сопротивление источника высших гармонических составляющих Ку (1 Ом). Расчеты линейных токов схемы произведены также для каждой фазы. В схеме замещения добавлена ветвь с сопротивление КУЕ, учитывающая внутреннее сопротивление источников высших гармонических составляющих двух других фаз. Так как источники высших гармонических составляющих в трехфазной системы соединены в общую точку п (рисунок 13), то для перехода в однофазную схему замещения (рисунок 126) предварительно рассчитаны эквивалентная ЭДС, и эквивалентное внутреннее сопротивление как параллельное соединение внутренних сопротивлений двух других фаз:

Е.уе=КАУ+&ВУ+Е.СУ> (18)

Есг - ЭДС высших гармонических составляющих соответст-

вующих фаз.

Ян • Ли

"" Яу+йу 2' (19)

Система из 6 линейных уравнений для электрической схемы сети 0,38 кВ на высших гармониках (рисунок 136) согласно II закону Кирхгофа в комплексном виде:

(20)

Для оценки точности математического моделирования процессов при возникновении высших гармоник, определим среднеквадратичную погрешность:

/п '2,, + /22 1,2 + /зз 2,3 +/44 2,4+/55 2,5+/бб' 2,6 = 0

/„ •22, + /22 122 + /зз 223+^44 •224 +/55 •225 +/« •2М = 0

/и •2з1 + 122 2з2 + /зз 233 +/44 2З4 +/55 2з5 + /бб •2зб = 0

/„ ■2« + 122 Ж,2 + /зз 243 +/44 •244 +/55 •245 +/66 •24б = ~Куе

1,1 •25, + ¿22 + /зз 2« +и •254 +/55 •255 +/« •2« = 0

/п 26, + ¿22 2,2 + /зз 2бз + /44 •2«+/ 55 ■2б5 +/б6 •2« = Куе

(-1 ЬлСЧ(1) ^

Р -1

где ¡ВИР(1)-\ виртуально полученные значения тока соответствующего участка сети; гРАСЧ{1) - рассчитанные по формуле значения тока соответствующего уча-

стка сети; р' число временных отрезков в периоде Т. Таблица 1 - Оценка точности математического моделирования

Несинусоидальный режим при наличии гармоник кратных трем

Участок сети 1вир' а т а расч ' я 0Д> а о-4,%

Фаза А 38,45 38,238 0,212 0,55

Фаза В 31,77 31,361 0,409 1,3

Фаза С 25,39 24,86 0,53 2,1

Нейтраль 15,01 14,685 0,325 2,2

Несинусоидальный режим при исключении гармоник кратных трем

Участок сети т а 1 вир>л ^расч ' а о-д.Л

Фаза А 37,95 38,187 0,237 0,62

Фаза В 30,87 31,3 0,43 1,4

Фаза С 25,07 24,778 0,292 1,2

Нейтраль 13,45 13,725 0,275 2,0

Д% = 100-

I2

АФ £

+ 1--

1 *Сф 12г

ч

(22)

где 1ХФ - полный ток в элементе X (фаза А, В, С и нейтраль) при исключении гармоник кратных трем; 1Х - полный ток в элементе X (фаза А, В, С и нейтраль).

Подставляя в выражение 22 значения токов таблицы 1, получаем, что при исключении в электрической сети 0,38 кВ гармоник кратные трем с исходными параметрами, взятьми при моделировании, то можно дополнительно уменьшить активные потери электроэнергии на 14%.

Определим точность математического моделирования с результатами экспериментальных исследований по относительной ошибке расчета гармоник токов:

= 100-

(23)

где ДП%ЗЕСП- доля соответствующей гармоники в спектре по результатам экспериментальных исследований; Д„%МАТ- доля соответствующей гармоники в спектре по результатам математического моделирования.

= 100-

(24)

где Кпм- коэффициент п-ой гармонической составляющей соответствующего тока; £ К, - сумма коэффициентов п-ой гармонических составляющих в спектре соответствующих токов.

7?" 6 5 4 3 2 1 О

" !ф

Рисунок 14 - Результаты расчета относительной ошибки гармоник фазного и нейтрального токов

1 » 11 13 1!> 17 19 г »

В четвертой главе «Разработка технических средств для улучшения показателей качества электроэнергии с одновременным снижением потерь» представлены устройства для уменьшения высших гармонических составляющих тока в сети 0,38 кВ, физическое моделирование, результаты производственного испытания компенсатора 3-й гармоники тока и экономическая оценка внедрения компенсатора в действующие электросети 0,38 кВ.

U VDS...VD«И1-И4 V0t_V03

L2

и

-й-

Й-

-й-

&

преобразователь

L.

Рисунок 15 -Схема электромагнитного компенсатора третьей гармоники тока нейтрали сети 0,38 кВ б) графическое пояснение работы

а) б)

Принцип действия основывается на формировании тока третьей гармоники диодами VD1...VD3 и генерации его в нулевой рабочий проводник в противофазе. Диоды VD6...VD8 предназначены для исключения перенапряжения во вторичных цепях при коммутации VD1...VD3. Для компенсации возникающей при выпрямлении постоянной составляющей Ed преобразователем формируется противоэлектродвижущая сила. В результате протекающий через трансформатор тока ТА4 ток iB частотой 150 Гц не будет содержать постоянной составляющей ^(рисунок 156)

Для практического определения эффекта от использования данного устройства были проведены эксперименты в лабораторных и производственных условиях.

Исследования проводились в два этапа: опыт 1 - модель работала без компенсатора и опыт 2 - в модель включался компенсатор 3-ей гармоники. Результаты приведены в таблице 2:

Таблица 2 - Результаты опытного исследования компенсатора 3-ей гармонической составляющей

Параметр Р Т IНБ Kin 3 Шф

3,79 3,78 2,26 26,27 15,40 84,97 16,07

Нагрузочные потери электроэнергии на любом участке сети с актив-

ным сопротивлением Л можно определить как:

дг=-

я к+г*

и]р 1 т

+4р]+Я(0]

•г,

(25)

где иср- средний уровень напряжения в течение рассматриваемого периода времени; соответственно активная и реактивная энергии, переданные

по участку сети; £>[р]- дисперсия активной мощности; £>[£>]- дисперсия реактивной мощности; г - рассматриваемый период времени.

При компенсации высокочастотных гармоник в сети следует ожидать снижения потерь активной энергии, за счет уменьшения нагрева проводов и обмоток трансформаторов токами высших гармоник, и изменения реактивной энергии, поскольку мощность искажения тоже меняется.

Оценить эффективность компенсации гармоник предлагается сравнением найденных по выражению (25) потерь энергии до компенсации А\Ут и

после ЛШт

п«дк рДК

■^Ы+Фж]

и.

У

срПК

\исрДК

(26)

С использованием выражения (26), выполнено следующее.

1. В течение недели при помощи анализатора качества энергии на головном участке сети 0,38 кВ получена база данных об уровне напряжения, величинах активной и реактивной энергии, переданным по участку сети.

2. До применения компенсации 3-ей гармоники тока определены средние суточные значения об уровне напряжения исрДК, активной 1УаДК и реактивной ivрМ энергии, а также соответствующие дисперсии активной о[рпк ] и реактивной мощности

3. Применив компенсатор 3-ей гармоники тока нейтрали, за такой же промежуток времени, при помощи тех же средств получаем базу данных о напряжении, величинах активной и реактивной энергии, переданных по участку сети.

4. После компенсации, рассчитаны по полученной базе данных уровень напряжения исрПК, активная !ГаПК и реактивная ¡¥рПК энергии, а также соответствующие дисперсии активной б\рпк\ и реактивной мощности

В процессе экспериментальных исследований была оценена эффективность двух режимов компенсации 3-ей гармоники тока нейтрали сети 0,38 кВ:

1. Работа компенсатора 3-ей гармоники тока нейтрали при постоянном включении в течение всего эксперимента с согласным и встречным соединением ТА1.. .ТА4 (рисунок 15а):

2. Работа компенсатора 3-ей гармоники тока нейтрали только в моменты роста нагрузок в сети 0,38 кВ (с 13:00 до 24:00) с таким соединением обмоток

00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00

а) б)

Рисунок 16 - Производственные испытания электромагнитного компенсатора 3-й гармоники а) внешний вид подключения устройства б) суточный график нагрузки

Рисунок 17-Лепестковая диаграмма изменения параметров при различных режимах компенсации (тонкая - без компенсации, основанная - длительный режим, штриховая основная - периодический режим

Для оценки работы компенсатора между длительным и периодическим режимами была использована лепестковая диаграмма (рисунок 17).

Компенсатор 3-ей гармоники с согласным соединением обмоток трансформаторов тока при периодическом включении, позволяет экономить около 7,6% энергопотерь на головном участке сети 0,38 кВ в течение недели, за счет улучшения К,АЗ) и Кои и других показателей, а также улучшения коэффициента мощности сети. Это значение отличается от полученного в результате математического моделирования 14%, так как в модели условно принята полная компенсация гармоник кратных трем, а в реальных условия этого достичь не удалось, потому что фазовый сдвиг тока нейтрали меняется случайным образом (рисунок 86), а компенсатор имеет статический (постоянный) фазовой сдвиг. Эффект в физическом выражении для данной ТП при годовом потреблении 330 тыс. кВт-ч составляет 5 тыс. кВт-ч.

ТА1.

..ТА4, при котором по результатам 1-го режима будет обеспечиваться

эффект.

%

140,

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ результатов экспериментальных исследований в сельских электрических сетях 0,38 кВ позволил установить, что на головных участках сети имеет место превышение нормативных значений коэффициентов К„(15) и Кщ21) в периоды роста электропотребления, а также коэффициента Кои от установленных ГОСТ 13109-97. В течение суток количество случаев превышения нормативно допустимых значений в отдельных фазах составляет 53%

40% Кот и 87% Кш.

2. Обработка статистического материала экспериментальных исследований с минутным усреднением контролируемых величин в 15 сетях 0,38 кВ показала, что процесс изменения гармоник тока и напряжения на головном участке сети обладает свойством эргодичности. При этом распределения коэффициентов Кщи), Кт 21), Кш и К,к13) подчиняются логарифмически нормальному закону распределения, для функций плотностей вероятностей распределения которых найдены соответствующие параметры.

3. Установлена регрессионная связь полиноминального вида 4-ой степени между коэффициентом искажения синусоидальности кривой фазного тока и коэффициентом загрузки силового трансформатора (К3), также - между коэффициентами 3-й и 5-й гармоническими составляющими фазного тока и К3. Проверка качества регрессионных выражений при помощи коэффициентов детерминации Л2 позволяет их рекомендовать для практического использования.

4. Наиболее перспективными направлениями, как показал анализ существующих способов улучшения синусоидальности и симметрии токов сети 0,38 кВ, является подавление гармоник, кратных трем, в нейтральном проводнике сети путем генерирования в нейтральный проводник гармонических составляющих тока, в противофазе с высшими гармониками тока нейтрали, кратными трем основной частоте.

5. Найден режим работы компенсатора 3-ей гармоники тока нейтрали сети 0,38 кВ, при котором трансформаторы тока включены одноименными зажимами и подавление гармоник кратных трем осуществляется в периоды увеличения электропотребления нелинейной нагрузкой, обеспечивающий наибольшую энергоэффективность электропередачи.

6. Для технической осуществимости указанного способа разработано малозатратное устройство компенсации гармонических составляющих тока нейтрали кратных трем, которое позволяет наряду с улучшением показателей качества электроэнергии повысить энергоэффективность распределения электроэнергии в сети 0,38 кВ на 7,6%.

7. Предложенный принцип и разработанный алгоритм работы малозатратного устройства компенсации гармонических составляющих тока нейтрали кратных трем, позволяет в производственных условиях получать годовую экономию в размере 7,7 тыс. руб. на головном участке сети 0,38 кВ при капитальных вложениях 8,86 тыс. руб. со сроком окупаемости 1,2 года.

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях

1. Нехаев, C.B. О вкладе бытовых потребителей в форму кривой напряжения системы электроснабжения [Текст] / М.А. Юндин, C.B. Нехаев / Методы и технические средства повышения эффективности применения электроэнергии в сельском хозяйстве: сб. науч. тр. - Ставрополь: АГРУС, 2007.-С. 83-85.

2. Нехаев, C.B. Результаты экспериментальных исследований несбалансированных токов в сети напряжением 0,38 кВ. [Текст] / М.А. Юндин, C.B. Нехаев // Высокие технологии энергосбережения ВТЭС: тез. докл. Междунар. конф. - 2007. - С. 91-93.

3. Нехаев, C.B. К вопросу о несинусоидальности токов и напряжений в сети 0,38 кВ. [Текст] / М.А. Юндин, C.B. Нехаев // Кибернетика электрических систем по тематике «Электроснабжение»: тез. XXIX сессии семинар, док. // Известия ВУЗов. ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА. Спец. вып. -2007.-С. 76-77.

4. Нехаев, C.B. Особенности протекания несбалансированных токов в сети напряжением 0,38 кВ. [Текст] / М.А. Юндин, C.B. Нехаев // Техника в сельском хозяйстве. - 2008. - №4. - С. 19-22.

5. Нехаев, C.B. Несбалансированные токи в узле нагрузки [Текст] / М.А. Юндин, C.B. Нехаев, В.А. Труфанов // Техника в сельском хозяйстве.- 2008.-№5.-С. 17-19.

6. Нехаев, C.B. Экспериментальные исследования несинусоидальности токов и напряжений в сети 0,38 кВ. [Текст] / М.А. Юндин, C.B. Нехаев // Известия вузов. Северо-Кавказкий регион. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. -2008. -№3. - С. 91-93.

7. Нехаев, C.B. Результаты анализа работы компенсатора 3-ей гармоники в сети 0,38 кВ [Текст] / М.А. Юндин, C.B. Нехаев / Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве: сб. науч. тр. -Ставрополь: АГРУС, 2009. - С. 3-6.

8. Патент Российской Федерации на изобретение № 2334298. Электромагнитный компенсатор гармоник электрической сети. Юндин М.А., Нехаев C.B., Кобзистый О.В., Юндин K.M. - Зарег. 20.09.2008г.

9. Патент Российской Федерации на изобретение № 2346370. Электромагнитный компенсатор третьей гармоники электрической сети. Юндин М.А., Нехаев C.B., Юндин K.M. - Зарег. 10.02.2009г.

10. Патент Российской Федерации на изобретение № 2353040. Устройство защиты сети от воздействия токов третьей гармоники. Юндин М.А., Нехаев C.B., Юндин K.M. - Зарег. 20.04.2009г.

ЛР 65-13 от 15.02.99. Подписано в печать 21.05.2009. Формат 60x84/16. Уч.-изд. л.. 1,1. Тираж 100 экз. Заказ № 226.

РИО ФГОУ В ПО АЧГА А

347740, г. Зерноград Ростовской области, ул. Советская, 15.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Нехаев, Сергей Викторович

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПРИЧИН ВОЗНИКНОВЕНИЯ И СПОСОБОВ СНИЖЕНИЯ ВЫСШИХ ГАРМОНИЧЕСКИХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ТОКА СЕТИ 0,38 кВ.

I I I / г V < *

1.1 Причины возникновения высших гармонических составляющих тока в электрических сетях.

1.2 Отрицательные* эффекты от высших гармоник тока в сети 0,38 кВ.

1.3 Способы подавления высших гармонических составляющих тока.

1.4 Методы расчетов и математические модели несинусоидальных режимов сети 0,38 кВ.

1.5 Обоснование научной гипотезы, цель работы и задачи исследования.

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СОВРЕМЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 0,38 кВ.~.

2.1 Методика проведения экспериментальных исследований показателей качества электроэнергии.

2.1.1 Программа экспериментальных исследований.

2.1.2 Аппаратное обеспечение при проведении эксперимента.

2.1.3 Методика экспериментальных исследований.

2.2 Результаты исследований ПКЭ на головном участке сети 0,38 кВ.

2.4 Графическая интерпретация результатов экспериментальных исследований

2.5 Выводы по главе.

3 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ВЫСШИХ ГАРМОНИК В СЕТИ 0,3 8 кВ.

3.1 Структура энергетических процессов в сети 0,38 кВ при возникновении гармонических токов.

3.2 Основные уравнения, отражающие энергетические процессы в сети 0,38 кВ.

3.3 Моделирование процессов в среде Electronics Workbench.

3.4 Моделирование процессов в среде MathCAD.

3.5 Выводы по главе.

4 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С ОДНОВРЕМЕННЫМ СНИЖЕНИЕМ ПОТЕРЬ.

4.1 Устройство для уменьшения третьей гармонической составляющей тока нейтрали сети 0,3 8 кВ.

4.2 Электромагнитный компенсатор высших гармонических токов на участке сети 0,3 8 кВ.

4.3 Физическое моделирование устройства для уменьшения третьей гармонической составляющей тока нейтрали.

4.4 Результаты производственных испытаний устройства для уменьшения третьей гармонической оставляющей тока нейтрали.

4.5 Технико-экономическая оценка разработанного технического средства.

4.6 Рекомендации по применению.

4.7 Выводы по главе.

Введение 2009 год, диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем, Нехаев, Сергей Викторович

Одним из решений задач увеличения внутреннего валового продукта страны наряду с расширением генерирующих мощностей в электроэнергетике является энергосбережение. Под энергосбережением понимается комплекс мер по уменьшению потерь при передаче и распределении электроэнергии. Важным фактором энергосбережения является качество электроэнергии (КЭ).

Электрическая энергия как товар используется в различных сферах жизнедеятельности человека. Она обладает рядом специфических свойств и непосредственно участвует в производстве других товаров, влияя на их качество. Понятие КЭ отличается от понятия качества других видов продукции.

Наибольшие проблемы, в том числе и по требуемым материальным затратам, возникают с такими ПКЭ, как несимметрия и несинусоидальность напряжения. Исследования, начинающие проводиться в различных энергосистемах, показывают, что на шинах электростанций напряжение, как правило, не содержит искажений по указанным показателям. Передающие сети чаще всего не вносят существенных искажений напряжения по этим ПКЭ.

Основными виновниками ухудшения КЭ по несимметрии и несинусоидальности являются однофазные и нелинейные электроприемники, генерирующие токи обратной последовательности и токи высших гармоник, распространяющихся по всей сети 0,38 кВ.

На сегодняшний день в сельскохозяйственной сфере Российской Федерации наблюдается рост бытовых нагрузок на фоне резкого спада производч ственных мощностей. Это вызвало снижение в 4 раза общего электропотребления в этой сфере по отношению к 1990 году. Это явление как следствие вызвало изменение структуры электропотребления в сельском хозяйстве. Сейчас около 23,4 млрд. кВтч в год приходится на бытовой сектор, что составляет 57% [220].

К электрической сети 0,38 кВ сейчас активно стали подключаются реализованные на новой элементной базе электроприемники, вольтамперные характеристики которых нелинейны. В результате чего в сети появляются высшие гармоники, циркуляция которых приводит к ряду эксплуатационных и экономических ущербов. Практические исследования, полученные в Краснодарском крае, наглядно показывают несоответствие значений отдельных ПКЭ по несинусоидальности и несимметрии напряжения требованию ГОСТа 13109-97 [74].

Циркуляция токов высших гармоник в сети способствует:

1. Возникновению дополнительных потерь активной мощности во элементах систем электроснабжения (СЭС) (в линиях электропередачи (ЛЭП), трансформаторах, электрических машинах, статических конденсаторах);

2. Ускоренному старению изоляции электрических машин, трансформаторов и кабелей;

3. Нарушению правильной работы средств токовой защиты;

4. Ухудшению коэффициента мощности электроприёмников;

5. Сокращению срока службы конденсаторных установок;

6. Дополнительным погрешностям счетчиков электроэнергии, которые вызывают некорректный учет потребляемой электроэнергии;

7. Ухудшению электромагнитной обстановки в зданиях;

8. Помехам в слаботочных линиях связи.

В последнее время стали появляться публикации и разработки, направленные на уменьшение уровня высших гармоник в сети 0,38 кВ но, несмотря на это, полного комплексного решения данной проблемы нет. Поэтому актуальность темы диссертации очевидна.

Цель работы - уменьшение энергопотерь и улучшение КЭ при электроснабжении потребителей путем компенсацией высших гармонических составляющих тока нейтрали в сети 0,38 кВ.

Задачи исследования

1. Выполнение анализа существующих способов и средств улучшения синусоидальности и симметрии токов сети 0,38 кВ.

2. Проведение экспериментальных исследований ГЖЭ в действующей сети 0,38 кВ при несимметричной и нелинейной нагрузке.

3. Разработка математической модели сети 0,38 кВ, питающей несимметричную и нелинейную коммунально-бытовую нагрузку, а также принципа и метода снижения потерь электроэнергии за счет компенсации высших гармонических составляющих тока нейтрали.

4. Исследование режимов работы и условия возникновения максимальной энергоэффективности при компенсации гармонических составляющих тока нейтрали сети 0,38 кВ.

5. Оценка технико-экономической эффективности применения разработанных технических средств компенсации высших гармонических составляющих тока нейтрали сети 0,38 кВ.

Объектом исследования являются распределительные электрические сети 0,38 кВ, питающие коммунально-бытовых потребителей.

Предметом исследования являются закономерности ПКЭ и потерь электрической мощности в распределительной электрической сети 0,38 кВ.

Научная гипотеза — повышение энергоэффективности электропередачи и улучшение ПКЭ в электрической сети 0,38 кВ за счет компенсации третьей гармонической составляющей тока нейтрали.

Рабочая гипотеза — изменяемый сигнал в зависимости от нагрузки тока третьей гармоники, генерируемый в противофазе к аналогичной составляющей тока нейтрали электрической сети 0,38 кВ, приводит к повышению энергоэффективности электропередачи и улучшению ПКЭ в электрической сети 0,38 кВ.

Научная новизна заключается в:

- разработке математической модели распределительной сети 0,38 кВ при несимметричной и несинусоидальной коммунально-бытовой нагрузке;

- разработанном методе снижения третьей гармонической составляющей тока нейтрали сети 0,38 кВ, позволяющем улучшить ПКЭ и уменьшить потери электроэнергии;

- обоснованных режимах работы устройств компенсации высших гармоник, обеспечивающих повышение энергоэффективности электропередачи.

Техническая новизна предложенных разработок защищена патентами РФ №2334298 зарег. 20.09.2008г. и №2346370 зарег. 10.02.2009г.

Практическая ценность работы:

- получены статистические результаты о несинусоидальности форм кривых напряжения и тока в действующих сетях напряжением 0,38 кВ, питающих коммунально-бытовых потребителей;

- создан механизм реализации подавления гармоник тока сети 0,38 кВ, позволяющий снижать потери электроэнергии и повышать ПКЭ;

- разработанный метод компенсации третьей гармонической составляющей тока нейтрали в сети 0,38 кВ используется в ОАО «Кубаньэнерго» филиал Тихорецкие электрические сети и в ОАО «НЭСК-электросети» филиал «Тихорецкэлектросеть».

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе ФГОУ ВПО АЧГАА на кафедре «Теоретические основы электротехники и электроснабжение сельского хозяйства».

Компенсатор 3-ей гармонической составляющей тока нейтрали внедрен в ОАО «Кубаньэнерго» филиал Тихорецкие электрические сети и в ОАО «НЭСК-электросети» филиал «Тихорецкэлектросеть».

На защиту выносятся:

1. Статистические результаты экспериментальных исследований о несинусоидальных кривых напряжения и тока в действующей сети 0,38 кВ.

2. Математическая модель распределительной сети 0,38 кВ, питающей коммунально-бытовых потребителей при несимметричном и несинусоидальном режиме ее работы.

3. Устройство, нормализующее ПКЭ в сети 0,38 кВ.

4. Режимы работы устройства, нормализующего ПЕСЭ и обеспечивающего наибольшую энергоэффективность электропередачи в сети 0,38 кВ.

В первой главе «Аналитический обзор причин возникновения и способов снижения высших гармонических составляющих тока в сети 0,38 кВ» рассмотрены причины возникновения высших гармонических составляющих тока в электрических сетях, отрицательные эффекты от высших гармоник тока и способы их подавления, а также методы расчета и математические модели несинусоидальных режимов сети.

Во второй главе «Экспериментальные исследования показателей качества электроэнергии в современных электрических сетях 0,38 кВ» приведены методика проведения эксперимента для сбора данных ПЕСЭ, результаты исследования ПКЭ на головном сети 0,38 кВ, питающей коммунально-бытовых потребителей, произведенная статистическая обработка и графическая интерпретация результатов экспериментальных исследований.

В третьей главе «Математическое моделирование процесса возникновения высших гармоник сети 0,38 кВ» приведены структура энергетических процессов, основные уравнения, отражающие энергетические процессы, результаты моделирования в среде Electronic Workbench и MathCAD и дана оценка математической точности моделирования.

В четвертой главе «Разработка технических средств для улучшения показателей качества электроэнергии с одновременным снижением потерь» представлены устройства для уменьшения высших гармонических составляющих тока в сети 0,38 кВ, физическое моделирование, результаты производственного испытания компенсатора 3-й гармоники тока и экономическая оценка внедрения компенсатора в действующие электросети 0,38 кВ.

Заключение диссертация на тему "Повышение эффективности электропередачи компенсацией гармонических составляющих тока нейтрали в сети 0,38 кВ"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ результатов экспериментальных исследований в сельских электрических сетях 0,38 кВ позволил установить, что на головных участках сети имеет место превышение нормативных значений коэффициентов 15-ой (КЩ15)) и 21-ой (Кит)) гармонических составляющих напряжения в периоды роста электропотребления, а также коэффициента несимметрии напряжения по нулевой последовательности (Кои) от установленных ГОСТ 13109-97. В течение суток количество случаев превышения нормативно допустимых значений в отдельных фазах составляет 53% Ки{15), 40% Ки{гх) и 87% Кои.

2. Обработка статистического материала экспериментальных исследований с минутным усреднением контролируемых величин в 15 сетях 0,38 кВ показала, что процесс изменения гармоник тока и напряжения на головном участке сети обладает свойством эргодичности. При этом распределения* коэффициентов Ки{15), Ки(21), Кои и 3-ей гармонической составляющей тока нейтрали подчиняются логарифмически нормальному закону распределения, для функций плотностей вероятностей распределения которых найдены соответствующие параметры.

3. Установлена регрессионная-связь полиноминального вида 4-ой степени между коэффициентом искажения синусоидальности кривой фазного тока и коэффициентом загрузки силового трансформатора (К3), также - между коэффициентами 3-й и 5-й гармоническими составляющими фазного тока и К3. Проверка качества регрессионных выражений при помощи коэффициентов детерминации Я2 позволяет их рекомендовать для практического использования.

4. Наиболее перспективными направлениями, как показал анализ существующих способов улучшения синусоидальности и симметрии токов сети 0,38 кВ, является подавление гармоник, кратных трем, в нейтральном проводнике сети путем генерирования в нейтральный проводник гармонических составляющих тока, в противофазе с высшими гармониками тока нейтрали, кратными трем основной частоте.

5. Найден режим работы компенсатора 3-ей гармоники тока нейтрали сети 0,38 кВ, при котором трансформаторы тока включены одноименными зажимами и подавление гармоник кратных трем осуществляется в периоды увеличения электропотребления нелинейной нагрузкой, обеспечивающий наибольшую энергоэффективность электропередачи.

6. Для технической осуществимости указанного способа разработано малозатратное устройство компенсации гармонических составляющих тока нейтрали кратных трем, которое позволяет наряду с улучшением показателей качества электроэнергии повысить энергоэффективность распределения электроэнергии в сети 0,38 кВ на 7,6%.

7. Предложенный принцип и разработанный алгоритм работы малозатратного устройства компенсации гармонических составляющих тока нейтрали кратных трем, позволяет в производственных условиях получать годовую экономию в размере 7,7 тыс. руб. на головном участке сети 0,38 кВ при капитальных вложениях 8,86 тыс. руб. со сроком окупаемости 1,2 года.

144

Библиография Нехаев, Сергей Викторович, диссертация по теме Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

1. Левин, М.С. Качество электроэнергии в сетях сельских районов Текст. / М.С. Левин, А.Е. Мурадян, H.H. Сырых; под ред. И.А. Будзко. - М.: Энергия, 1975.-224 с.

2. Будзко, И.А. Электроснабжение сельского хозяйства Текст. / И.А. Будзко, Т.Б. Лещинская, В.И. Сукманов. — М.: Колос, 2000. -536с.

3. Григорьев, Ю.Г. Биоэлектромагнитная совместимость. Проблема защиты населения от электромагнитных излучений Текст. / Ю.Г. Григорьев // Электричество. 1997. - № 3. - С.47-50.

4. Апполонский, С.М. Электромагнитная совместимость в системах электроснабжения Текст. / С.М. Аполлонский, Д.В. Вилесов, 4 A.A. Вориневский // Электричество. 1981. - № 4 - С. 1 -6.

5. Глинтерник, С.Р. Электромагнитная совместимость мощных 1' вентильных преобразователей в электрических системах Текст. / С.Р. Глинтерник // Электричество. 1991. - № 5. - С. 1 -4. п

6. Жежеленко, И.В. Электромагнитные помехи в системах электроснабжения промышленных предприятий Текст. / И.В. Жежеленко, О.Б. Шиманский. — Киев.: Вища школа, 1986. 119с.

7. Константинов, Б.А. Качество электроэнергии и электромагнитная совместимость электрооборудования предприятий Текст. / Б.А. Константинов, И.В. Жежеленко, A.M. Липский // Электричество. 1977. — № 3. -С.1-8.

8. Жежеленко, И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения предприятий Текст. / И.В. Жежеленко. -М.: Энергоатомиздат, 1994. — 272с.

9. Аррилага, Ю.С. Гармоники в электрических системах Текст. / Ю.С. Аррилага, Д. Бредли, П. Боджер. М.: Энергоатомиздат, 1990. -320с.

10. Ю.Тиристорная преобразовательная техника в цветной металлургии Текст. / А.Д. Никулин; JI.C. Роштейн, В.Г. Сальников, В.А. Бобков. -М.: Мелаллургия, 1983. 128с.

11. П.Ратнер, М.П. Электроснабжение нетяговых потребителей железных дорог Текст. / М.П. Ратнер, E.JI. Могилевский. М.: Транспорт, 1985. -295с.

12. Губанов, М.В. Состояние сельской электрификации и ее перспективы Текст. / М.В. Губанов, Т.Б. Лещинская // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 2000. — №3. — С.2-4.

13. Шишкин, С. А. Компенсация реактивной мощности и потери электроэнергии в сельских распределительных сетях 6(»10)/0,4 кВ Текст. / С.А. Шишкин // Механизация и электрификации сельскогохозяйства. 2003. -№ 10. - С.21-23.

14. Геворкян, М.В. Современные компоненты компенсации реактивной мощности (для низковольтных сетей) Текст. / М.В. Геворкян. — М.: : Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2003. 64с.

15. Петрова, М.Б. Анализ качества напряжения в сельских . распределительных сетях Текст. / М.Б. Петрова // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 1998. — № 6. С.10-12.

16. Терешков, В.В. О влиянии источников вторичного электропитания на показатели качества электроэнергии Текст. / В.В. Терешков, A.B. Корчагин, В.М. Аванесов // Промышленная энергетика. 2003. -№ 2. - С.41-45.

17. Плешков, П.Г. Несинусоидальные режимы и влияние их на электрооборудование систем электроснабжения' сельскохозяйственного производства Текст.: дис. . канд. техн. наук / П.Г. Плешков. М., 1986.-302с.

18. Артюхов, И.И. Вопросы качества электрической энергии в питающей сети здания офисного типа Текст. / И.И. Артюхов, А.Д. Тютьманов //

19. Проблемы электроэнергетики: межвуз. науч. сб. — Саратов, 2005. — С.61-66.

20. Климов, В.П. Проблемы высших гармоник в современных системах электропитания Текст. / В.П. Климов, А.Д. Москалев // Практическая силовая электроника: науч.-техн. сб. М., 2002. - Вып. 5. - С. 121-135.

21. Наумов, И.В. Качество электрической энергии в сельских сетях 0,38 кВ Текст. / И.В. Наумов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2002. - № 3. - С. 19-20.

22. Жежеленко, И.В. Качество электроэнергии на промышленных предприятиях Текст. / И.В. Жежеленко, M.JI. Рабинович, В.М. Божко. -Киев: Техника, 1981. — 160с.

23. Зорин, В.В. Исследование электромагнитной совместимости бытовых приборов Текст. / В.В. Зорин, Л.Д. Третьякова // Электрические сети и системы: респ. межвед. науч.-техн. сб. Киев, 1982. — Вып. 18. -С.110-115.

24. Зорин, В.В. Разработка модели для исследования электромагнитной совместимости бытовых приборов Текст. / В.В. Зорин, Л.Д. Третьякова // Электрические сети и системы: респ. межвед. науч.-техн. сб.-Киев, 1979.-Вып. 15.-С. 148-153.

25. Skvarenina Т. Power Electronics Handbook.-Boca Raton: CRC Pres, 2002.-664p.

26. Rashid M. Power Electronics Handbook.-B.: Academic Press, 2001.-895p.

27. Sabin D., Sundaram A. Quality Enhances Reliability // Spectrum IEEE.-1996. ~№2. -P.38-44.

28. Redl R., Tenti P., Van Wyk J.D. Power electronics' polluting effects // Spectrum IEEE. 1997. - №5. - P.32-39.

29. Cameron M.M. Trends in Power Factor Correction with Harmonic Filtering // Spectrum IEEE.-1993. №7. - P.45-481

30. Pitel I., Talukdar S. A review of the effects and suppression of power converter harmonies // IAS annual meeting: Тез. докл.-W., 1977. -P.l 19-127.

31. Лейтес, Л.В: Электромагнитные расчеты трансформаторов и реакторов Текст. / Л.В. Лейтес. М.: Энергия, 1981.- 392с.

32. Петров, Г.Н. Трансформаторы Текст. / Г.Н. Петров. — Л'.; М.: ГОСЭНЕРГОИЗДАТ, 1934.-446с.

33. Важнов, А.И. Электрические машины Текст. / А.И. Важнов. Л.: Энергия, 1969.-768с.

34. Кириллов, C.B. Снижение погрешности- учета электроэнергии в системах электроснабжения с преобладающей нелинейной нагрузкой Текст.: дис. . канд. техн. наук. / C.B. Кириллов. Мичуринск, 2006. — 140с.

35. Система показателей и нормирование качества электрической энергии Текст. / Б.А. Константинов, И.В. Жежеленко, В.Н. Никифорова и др. >. Электричество. - 1978. - № 9. - С.75-78.

36. Крахмалин, И.Г. Расчет ущерба при случайном характере изменения показателей качества электроэнергии Текст. / И.Г. Крахмалин, Е.Б. Солнцев // Изв. вузов. Электромеханика. 1985. - № 7. -С.60-63

37. Каменева, В.В. Влияние качества напряжения на производительность механизмов предприятий химической промышленности Текст. / В.В. Каменева, B.C. Краснова, Г.А. Фокина // Труды МЭИ. М., 1979. - №409.-С. 11-15.

38. Harmonic Trend in the USA: A Preliminary Survey. I.M. Nejdawi, A.E. Emanuel, DJ. Pileggi, M.J. Corridori, R.D. Archambeault // IEEE Transactions on Power Delivery. Vol. 14, 4, 1999.- P.1488—1494.

39. Жежеленко, И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий Текст. / И.В. Жежеленко. М.: Энергоатомиздат, 1984.-272с.

40. Железко, Ю.С. Компенсация реактивной мощности и повышение качество электроэнергии Текст. / Ю.С. ' Железко. М.: - -Энергоатомиздат, 1985.—224с.43 .Harmonic Mitigating Transformer Energy Saving Analysis. MIRUS -, International Inc. Oct., 1999. -P.54-58.

41. Испытания макетных образцов компенсированных выпрямительно-инверторных преобразователей на электровозе ВЛ85-023Текст.: отчет оНИР/ВНИИЖТ.- № ГР 01870054572. —М., 1987. — 107с.

42. Широченко, Н.Н. Улучшение энергетики электровозов переменного тока Текст. / Н.Н. Широченко, В.А. Татарников, З.Г. Бибинеишвили // Железнодорожный транспорт. — 1988. — № 7. — С.33-37.

43. Климов, В.П. Способы подавления высших гармоник тока в системах электропитания Текст. / В.П. Климов, А.Д. Москалев. М.: АОЗТ ММП-Ирбис, 2002. - 8с.

44. Houdek J.A., Economical Solutions to Meet Harmonic Distortion Limits.-P.: MTE Corporation, 1995. 5p.

45. Dugan R.C., McGranaghan M.F., Beaty H.W. Electrical Power Systems Quality .L.: McGraw-Hill, 1996. 265p.

46. Лопухин, A.A. Системы бесперебойного питания Текст. / А.А. Лопухин, И.Н. Желбаков // Сети и системы связи. 1996. - № 7. — С. 18-22.

47. IEEE STD 1100—1999. IEEE Recommended Practice for Powering and Grounding Electronic Equipment (IEEE Emerald book) (ANSI). 128p.

48. Evaluating Harmonic Concerns With Distributed Loads. Mark McGranaghan. Electrotek Concepts. Knoxville, Tenn., Nov. 200Г. -P.25-32.

49. Treating Harmonics in1 Electrical Distribution System. Victor A. Ramos Ж. Computer Power & Consulting. January, 1999. -P.48-52.

50. Сибикин, Ю.Д. Электроснабжение промышленных и гражданских зданий Текст.: учеб/ для студ. сред. проф. образования / Ю.Д: Сибикин. -М.: Издательский центр «Академия» ^ 2006. —368с.

51. Forrester W. Networking'in Harmony // Electrical Contractor, Nov. / Dec., 1996.-P.38-39.

52. Dugan R.C., McGranaghan M.F., Beaty H.W. Electrical Power Systems Quality. McGraw-Hill, 1996. 265p.

53. K-Factor Transformers and Nonlinear,Loads // Liebert Corporation, 1997-4p.

54. Цифровые электроприводы с транзисторными, преобразователями Текст. / С.Г. Герман-Галкин, В:Д. Лебедев, Б.А. Марков, Н.И. Чичерин. Л.: Энергоатомиздат, 1986. -243с.

55. Эпштейн, И.И. Автоматизированный электропривод переменного тока Текст. /И.И. Эпштейн. -М.: Энергоиздат, 1982. 192с., ил.

56. Никитин, В.М. Управление значением выходного напряжения трехфазного инвертора Текст. / В.М. Никитин // Электротехника. -1996. — № 4. — С.34-40.

57. Рывкин, С.Е. Широтно-импульсная модуляция напряжения трехфазных автономных инверторов Текст. / С.Е. Рыбкин, Д:Б. Изосимов // Электричество. 1997. -№ 6. - С.23-25.

58. Жданкин, В. Коррекция, гармоник входного тока в маломощных сетевых источниках питания, Текст. / В. Жданкин // Современные технологии автоматизации. 1998. — № 1. — С. 110-112.

59. Иванов, В. Типовые схемы корректоров коэффициента мощности Текст. / В. Иванов, Д. Панфилов // Новости о микросхемах. 1997. -№ 9-10. — С.38-45.

60. Houdek J.Á. Economical Solutions to Meet Harmonic Distortion Limits // MTE Corporation, 1999: 5p.

61. Bettega E., Fiorina1 J.N. Active Harmonic Conditioners and Unity Power Factor Rectifiers // Cahier Technique Schneider Electric, ЕСТ 183, 1999.28 p.

62. Bernard S., Fiorina J.N., Gros В., Tróchame G. THM Filtering and the : Management of Harmonic Upstream of UPS // MGE UPS Systems, MGE 0246.-2000.-17p.

63. Bernard S., Trochain G. Compensation of Harmonic Currents Generated By Computers Utilizing an Innovative Active Harmonic Conditioner // MGE UPS Systems, MGE 0128,2000.- 19p.,

64. UPS and Power Protection Solution. Design Guide // MGE UPS Systems, MGE 0135,1998.- 259p.

65. SineWave THM Active Harmonics Conditioners // MGE UPS Systems, MGE 0023,1997. 8p.

66. The Datawave Magnetic Synthesizer As a Solution to Harmonics // Liebert Corporation, 1997.- 6p

67. Gruzs T.M. An Optimized Three-Phase Power Conditioner Featuring Deep Sag Protection and Harmonic Isolation // Liebert Corporation, 1996.- Юр.

68. Тутманов, И.М. Тиристорные установки для повышения качества электроэнергии Текст. / И.М. Тутманов, Т.А. Евстигнеева. — М:: Энергоатомиздат, 1994. — С.256

69. ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения Текст. — М.: Изд-во* стандартов, 1998.-31с.

70. Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в электрических сетях общего назначения Текст.: РД 15334.0-15.501-00. -М.: Минсельхоз России, 2000. -23с.

71. Карташев, И.И. Требования к средствам измерения показателей качества электроэнергии Текст. / И.И. Карташев, И.С. Пономаренко, В.Н. Ярославский. Электричество. - 2000. - №4. - С.2-14.

72. Управление качеством электроэнергии Текст. / И.И: Карташев, В.Н. Тульский, Р.Т. Шамонов и др. -М.: Издательский дом МЭИ, 2006. -320с.

73. Способ инструментального выявления источников искажения напряжения^ и определение их влияния на качество электроэнергии Текст. / И. И." Карташев, И. С. Пономаренко, Сыромятников, Л.Л. Гук // Электричество. -2001. -№3. С. 10.

74. Review of method for measurement and evaluation of the harmonic emission level from an individual distorting load. — C1GRE 36.05 / C1RED 2 Joint WG CC02 (Voilage quality), 1999, January.

75. Брускин, Д.Э. Электрические машины: в 2-х ч. Текст. / Д.Э. Брускин, А.Е. Зорохович, B.C. Хвостов. -М.: Высшая школа, 1987-4.1. 135 с.

76. Патент RU 2294044. Кл. Н 02 J 3/01, Н.02 J 3/26, 2007, БИ 5.

77. Основные принципы построения системы контроля, анализа и управления качеством электроэнергии Текст. / И.Т. Горюинов, B.C. Мозгалев, Е.В. Дубинский и др. // Электрические станции. 1988. -№ 12.-С.2-6.

78. Никифорова, В.Н. Состояние и перспективы развития средств измерений показателей качества электроэнергии. Текст. /

79. B.Н. Никифорова // Метрологическое обеспечение электрических измерений в электроэнергетике: сб. информ.-метод. матем. семинар. -М.: ВНИИЭ, 1988. С.4-14.

80. Сыч, Н.М. Опыт вероятностно-статистической оценки потерь энергии в распределительных электрических сетях Текст. / Н.М. Сыч, М.И. Фурсанов, А.Ф. Уласевич // Изв. вузов. Энергетика, 1975.- № 4.1. C. 117-200.

81. Железко, Ю.С. Влияние потребителей на качество электроэнергии в сети и технические условия его присоединения Текст. / Промышленная энергетика—1991-№8. С.39-40.153 ' .

82. Железко, Ю.С. Потери? электроэнергии и- ее качество в электрических сетях Текст.: обзор, информ М.: Информэлектро, 1989 - 64 с. (Серия Электрические сети и системы; Вып.4):

83. Железко, Ю.С. Выбор» мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях Текст.; — М.: Энергия, 1968— 93с.

84. Халоян, А.А. Источники электропитания. Любительские схемы .Текст.; / А.А; Халоян-. М.: ИП РадиоСофт, 2003. - 178с.93;Науман, Э. Принять решение на как? Текст. / Э. Науман. — М.: Мир, 1987.-198с:

85. Масленников, Г.К. Качество электрической энергии в городских сетях Текст. / Т.К. Масленников // Промышленная энергетика. 2000. -№ 8. — С.40-44.

86. Зыкин, Ф.А. Качество электрической энергии и вторичная мощность в системах электроснабжения! с искажающими нагрузками; Текст. / Ф.А. Зынкин; Т.С. Плотникова, В.М; Петров // Изв. вузов. Энергетика.-1986. — № 3. С.42-44.

87. Шидловский, А.К. Оптимизация несимметричных: режимов систем электроснабжения Текст. / А.К. Шидловский, В.Г. Кузнецов, В .Г. Николаенко. Киев: Наукова думка, 1987. - 174с.

88. Беркович, Е.И. Реактивная мощность как информационное' понятие Текст. / Е.И. Беркович // Электричество, 1996. - № 2. - С.51-58.

89. Дрехслер, Р. Коэффициент мощности и потери в сети при несимметричном, и нелинейном потребителе Текст. / Р. Дрехслер // Электричество. 1982. - № 2. - С.20-24.

90. Винер, И.М. Особенности оценки перегрузки силовых конденсаторов в сетях с высшими гармониками Текст. / И.М. Винер // Качество и потери в электрических сетях: сб. науч. тр. Алма-Ата: КазПТИ, 1986. - €.3-8.

91. Упрощенной расчет мощности потерь, в косинусных конденсаторах при несинусоидальном напряжении Текст. / Гидалевич, Е.Д. и др. -Промышленная энергетика. 1990. —№ 7. — С.24-27.

92. Карташев, И.И. Приборы для контроля и анализа качества электроэнергии Текст. / И.И. Карташев, В.Н. Тульский, Р.Г. Шамонов // Мир измерений. 2002. - №5-6.-0.2-10.

93. Кучумов, Л.А. Вопросы учета и измерения добавочных потерь в сетях при некачественной энергии Текст. / Л.А. Кучумов, Л.В. Спиридонова // Вопросы надежности и; экономичности систем электроснабжения:, матер, конф. М., 1974. - 528 с.

94. Ю7.Маевский, О. А. Энергетические показатели вентильных преобразователей Текст. / О.А. Маевский. М.: Энергия, 1978. - 320 с.

95. Метрология электрических измерений в электроэнергетике Текст.: докл. науч.-техн. семинаров и конф. 2002г. / под общ. ред. Я:Т. Загорского М.: Изд-во НЦ ЭНАС. - 144с.

96. Основы теории цепей Текст.: учеб. для вузов / Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин и др. -М.: Энергоатомиздат, 1989. -444с.

97. ПО.Пономаренко, И.С. Влияние несинусоидальности напряжения на работу электронных счетчиков электроэнергии Текст.: докл. науч.-техн. конф. 2003 г. -М.: Изд-во НЦ ЭНАС.- С.56-66.

98. Аванесов,' В.М. Коррекция коэффициента мощности источников вторичного электропитания: Текст. / В.М. Аванесов, П.Н. Кудинов, С.В.Рубан // Промышленная энергетика. 1999. - №6. - С.15-18.

99. ПЗ.Агунов, М.В. Новый подход к измерению электрической мощности Текст. / М.В.Агунов, A.B. Агунов, Н.М. Вербова // Промышленная энергетика. 2004. -№2.

100. Бессонов, JI.A. Теоретические основы электротехники Текст. : учеб. для энергетических и электротехнических вузов / JI.A. Бессонов. -Изд. 6-е, перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1973. - 752с.

101. Бурков, А.Т. Электронная техника и преобразователи Текст. / А.Т.Бурков. -М.: Транспорт, 1999. 192с.

102. Гордеев, A.C. Анализ искажений, вносимых некоторыми нелинейными потребителями Текст. / A.C. Гордеев, C.B. Кириллов // Электрика, 2005. №4.

103. Гордеев, A.C. Погрешность учета электроэнергии при несинусоидальном токе и напряжения Текст. / A.C. Гордеев, C.B. Кириллов // Электрика, 2005. №12.

104. Григорьев,. В. Коррекция* коэффициента мощности во вторичных источниках электропитания Текст. / В. Григорьев, Е. Дуплякин // Электронные компоненты, 2000. №2.

105. Григорьев, О. Высшие гармоники в. сетях электроснабжения 0,4 кВ. Текст. / О. Григорьев, В. Петухов; И. Соколов В., И. Красилов // Новости электротехники, 2002. — №6.

106. Жежеленко, И.В. Некоторые проблемы измерения и учета электрической энергии Текст. / О; Григорьев, В. Петухов, В. Соколов, И. Красил ов // Промышленная энергетика, 1979. №1. - С.47-49.

107. Зиновьев, Г.С. Основы силовой электроники Текст. / F.C. Зиновьев.- Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. 664с. ' •

108. Карякин, Р.Н. Тяговые сети переменного тока Текст. / Р.Н. Карякин- 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Транспорт, 1987.- 279с.

109. Киселев, В.П. Влияние несинусоидальности напряжениями тока на . работу электронных счетчиков электроэнергии Текст. / В.П. Киселев,

110. И.С. Пономаренко // Промышленная энергетика . — 2004. №2.

111. Ладанов, A.C. Влияние качества электроэнергии на показания счетчиков Текст. / A.C. Ладанов, Е.П. Зацепин, К.Д. Захаров4 // Промышленная энергетика, 2004. №5.

112. Мамошин, P.P. Повышение качества энергии на тяговых подстанциях дорог переменного тока Текст. / P.P. Мамошин. М.: Транспорт, 1973.-224с.

113. Манысин, Э.А. Потери на вихревые токи в обмотках трансформаторов при несинусоидальном токе Текст. / Э.А. Манькин // Электричество.- 1955. — №12. — С.48-52.

114. Многофункциональные устройства оптимизации качества электроэнергии в системе тягового электроснабжения Текст. М.: Транспорт, 1989. - 48с.1291 Сапунов, М. Вопросы качества электроэнергии Текст. / М. Сапунов // Новости электротехники. 2001. - №4.

115. Рысев, A.M. Исследование несинусоидальных режимов электрических сетей энергосистем Текст.: дис. . канд. технич. наук / A.M. Рысев. Иркутск; 1992. - 145с.

116. Гераскин, О.Т. Обобщенный закон Ома Текст. / О.Т. Гераскин. -М.: ИПК госслужбы, 1998. 108с.

117. Гераскин, О.Т. Обобщенные законы Кирхгофа- Текст. / О.Т. Гераскин. М.: ИПК госслужбы, 1999. - 56с .

118. ГОСТ 27389-87: Установки* конденсаторов для повышения коэффициента мощности. Термины и определения. Общие технические требования Текст. -М'.: Изд. стандартов, 1988.-20с.

119. ГОСТ 11677-85. Трансформаторы силовые. Общие технические условия^ Текст. Изд. стандартов, 1990.-57с.I

120. ГОСТ 183-74. Машины электрические вращающиеся. Общие технические требования Текст. Изд. стандартов, 1982. — 43с.

121. Жежеленко, И.В. Гармоники напряжения в электрических сетях при резонансе Текст. // Энергетика и электрификация. 1972. - №5. -С.18-19.г

122. Жежеленко, И.В: Эквивалентирование гармоники тока вентильных преобразователей* Текст.« // В кн. Проблемы технической электродинамики: сб. тр. — Киев: Наукова думка, 1972. Вып. 37. — С.50-52.

123. Жежеленко, И.В. Показатели качества электроэнергии»и их контроль на промышленных предприятий Текст. / И:В1 Жежеленко, Ю.Л. Саенко. 3-е изд., перераб. и доп. - М: Энергоатомиздат, 2000. -252с.

124. Жежеленко, И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий Текст. / И.В. Жежеленко. — 4-е изд., перераб: и доп.

125. М.: Энергоатомиздат, 2000: 331с.

126. Забродский, P.O.' Показатели- качества электрической энергии питающей сети при работе несколько шестифазных преобразователей Текст. / P.O. Забродский // Электротехника. 1975. - №7. - С.26-30.

127. Кучумов, Л. А. Методики расчета высших гармоник- токов намагничивания понижающих трансформаторов Текст.' / Л.А. Кучумов, A.A. Кузнецов // Электричество. 1998. - №3. -С. 13-20.

128. Тимофеев, Д.В. Режимы в электрических системах с тяговыми нагрузками Текст. / Д:В.Тимофеев. Л.: Энергия, 1965. -224с.

129. Тимофеев, Д.В. Режимы в электрических системах с тяговыми нагрузками Текст. / Д.В.Тимофеев.- Л.: Энергия, 1972.-296с.

130. Вагин, Г.Я. Режимы электросварочных машин Текст. / Г.Я. Вагин. -М;: Энергоатомиздат, 1985. 192с.

131. Вентильные преобразователи переменной структуры Текст. / В.Е. Тонкаль, B.C. Руденко, В.Я. Жуйков и др. — Киев: Наукова думка. -1990.

132. Висящем, А.Н. Влияние потребителей на искажение напряжения Текст. / А.М. Висящем, С.Г. Тигунцев , И.И. Лукий // Электрические станции. 2002. - №7. - С.26-31.

133. Влияние дуговых электропечей на системы электроснабжения Текст. / Ю.Л. Рыжнев, Р.В. Минеев, А.П. Михеев, М.Я. Смелянский. -М.: Энергия, 1975.

134. Возникновение, вред гармоник и; их ограничение в ЭЭС Текст. / Yang Ruo-ning. J. Changsha Univ / Elec. Power. 2003. - №2. - P.49-52.

135. Зыкин, Ф.А. Определение степени участия? нагрузок в снижении качества электрической энергии Текст. / Ф.А. Зыкин // Электричество. 1992. - №2. - С.46-49

136. Зунг, А. Моделирование трехфазных тиристорных выпрямителей Текст. / А. Зунг, Л.Н.Токарев // Изв. ГТЭИ. 1997. - №509. - С.56-58.

137. Воробьев, В. А. Электрические нагрузки сельскохозяйственных предприятий с индустриальной технологией Текст. / В.А. Воробьев //. Изв. вузов. Электромеханика. 1988. — №9. - С.34-38.

138. Гайдукович, В.И. Случайные нагрузки силовых электроприводов Текст. / В.И. Гайдукович, B.C. Титов. М.: Энергоатомиздат, 1983. -160с.

139. Дрехслер, Р. Измерение и оценка качества электроэнергии при несимметричной и нелинейной нагрузке Текст.: [пер. с чеш.] / Р. Дрехлеср. -М.: Энергоатомиздат, 1985. 211с.

140. Зыкин, Ф.А. Энергетические процессы в системах электроснабжения с нагрузками ухудшающими качество электроэнергии Текст. / Ф.А.Зыкин // Электричество. 1987. -№12. - С.32-33.

141. Круг, К.А. Бесколлекторные асинхронные двигатели Текст. / К.А. Круг. Л.: ОНТИ, 1928. - 136с.

142. Левин, М.С. Качество электроэнергии в сетях сельских районов Текст. / М.С. Левин; под ред. акад. ВАСХНИЛ Будзко И.А. М.: «Энергия», 1975.-224с.

143. Майер, В.Я. Методика определения вклада потребителя в ухудшение несинусоидальности напряжений на границе раздела балансовойпринадлежности электрических сетей. Текст. / В.Я. Майер // Энергетика и электрификация. — 1992. — №2. — G. 13-15.

144. Методические указания по организации приборного контроля> качества электрической энергии у потребителей Текст. // Промышленная энергетика. 1984. — №3. - С.44-45.

145. Методические указания по' управлению качеством напряжения в сельских распределительных сетях 0,38-10 кВ в-реальном масштабе времени Текст. -М.: ВИЭСХ, 1991.

146. Мордвинова, Ж.Ю. Влияние несинусоидальности« напряжения на потери электроэнергии-Текст. / Ж.Ю. Мордвинова; Севастопол. гос. техн. ун-т. Севастополь. - 1997. - 7с. : Деп. в УКР ИНТЭИ и397, №229-Yi97.

147. Перова, М.Б. Анализ качества напряжения в сельских распределительных сетях Текст. / М.Б. Перова. // Механизация и электрификация с.х. 1998. -№6. — С. 10-12.

148. Петров, В.М. О влиянии бытовых электроприемников на работу смежных электротехнических устройств Текст. / В.М. Петров, Е.Ф. Щербаков, М.В. Петрова // Промышленная энергетика. 1998. — №4. — С.28-30.

149. Савенко, A.B. Влияние качества электрической энергии на ее потери в сельской 0,4 кВ. Текст. / A.B. Савенко // Ресурсосбережение в АПК Кубани: тез. докл. конф, г. Краснодар, 1998. — С.22-23.

150. Савенко, A.B. Определение потерь электрической энергии с учетом ее качества в сельских электрических сетях Текст. / A.B. Савенко / Кубань. ГАУ. 1997. - Вып. 360(388). - С. 18-22.

151. Саркисян, А.М. Основные задачи электрификации с.х. Текст. / A.M. Саркисян //. Электричество. 1957. - №7. - С. 1-5.

152. Скрябинский, B.C. Погрешности учета энергии при нелинейных нагрузках Текст. / B.C. Скрябинский // Промышленная энергетика. -1977. — №3. — С.42-44.

153. Шевляков, В.И. Основные положения, концепции развития^ электрических сетей в сельской местности Текст. / В.И'. Шевляков // Электроснабжение сельского хозяйства /ВИЭСХ. -М., 1992.-G.13-18.

154. Медведев, С.К. Перегрузки и потери мощности в конденсаторах при-наличии высших гармоник Текст. / С.К. Медведев- // Электротехника. 1966. -№12. - 0.5-7.

155. Висящем, А.Н. Анализ работы фильтровых устройств релейной» защиты и автоматики^ при несимметричных, несинусоидальных режимах Текст. / A.M. Висящем, В.И. Струженков, С.А. Шийко // Техническаяэлектродинамика. — 1985. — №5. — G.87-92.

156. Трофимов, Г.Г. Анализ несинусоидальных режимов в электрических распределительных цепях Текст. : автореф. дис. . д-ра техн. наук / Г.Г. Трофимов. Новосибирск, 1991. -43с.

157. Быков, Ю.М: Помехи в системах с вентильными преобразователями Текст. / Ю.М. Быков, B.C. Василенко. М.: Энергоатомиздат, 1986. -153с.

158. Герман-Галкин, С.Г. Широтно-импульсная преобразователи Текст. / С.Г. Герман-Галкин.'- Л.: Энергия, 1979. 96с.

159. Джюджи, JI. Силовые полупроводниковые преобразователи частоты. Теория, характеристики, применение Текст.: пер. с англ. / JI. Джюджи,. Б. Пелли. -М.': Энергоатомиздат, 1983'. 400с.

160. Жежеленко, И.В. Показатели качества электроэнергии на промышленных предприятиях Текст. / И.В. Жежеленко. Mt: Энергия, 1977. - 128с.

161. Игольников, Ю.С. 24-фазный выпрямитель Текст. / Ю.С. Игольников // Электротехника. 2004. — №10. — С.51-54.

162. Москаленко, Г.А. Высшие гармоники в системах электроснабжения Текст. / F.A. Москаленко. Киев, 1988. - 41с.

163. Димитриос, С. Анализ и исследование нового- класса силовых фильтров для трехфазных промышленных сетей 380 В Текст.: дис. . канд .техн. наук / С. Димитриос. М1., 2001. — 162с.

164. Климов, В.П. Проблемы высших гармоник в современных системах электропитания Текст. / В.П. Климов, А.Д. Москалев // Практическая-силовая электроника: сб. науч.-техн. / под ред. Малышкова Г.М., Лукина A.B. М.: АОЗТ ММП-Ирбис, 2002. - С.8-15.

165. Борисов, В.Н. Повышение надежности работы конденсаторных батарей Текст. / В.Н:Борисов // Электрические станции. 1978. - №6. — С.34-37.

166. Шидловский, А.К. Частотно-регулируемые источники реактивной мощности Текст. / А.К. Шидловский, B.C. Федий. Киев: Наукова Думка, 1980. - 304с.

167. Статические источники »реактивной мощности в электрических сетях Текст. -М.: Энергия; 1975. 136с.

168. Лабунцов, В.А. Трехфазный выпрямитель с емкостным фильтром'и улучшенной кривой потребляемого тока Текст. / В.А. Лабунцов, Чжан Дайжун // Электричество. 1993. - №12. - С.45-48.

169. Чжан Дайжун. Исследование активных фильтров-компенсаторов на базе мостового инвертора для динамической компенсации неактивной составляющей мощности Текст.: дис. канд. техн. наук. -М., 1993. -176с.

170. Электромеханика и электротехнологии : тез. докл. Ш.междунар: конф. -Клязьма, 1988.

171. Стабилизаторы переменного напряжения с высокочастотным широтно-импульсном регулированием Текст. / A.B. Кобзев, Ю.М. Лебедев, Г.Я. Михальченко и др. М.: Энергоатомиздат, 1986. -152с.

172. Адамия, Г.Г. Агрегаты бесперебойного питания со статическими полупроводниковыми преобразователями Текст.: аналитич. обзор / Г.Г. Адамия, В.И. Гуров, Ф.И. Ковалев. — М:, Информэлектро,-1978:

173. ГОСТ 26416-85. Агрегаты бесперебойного питания на напряжения до 1 кВ. Общие технические условия Текст. М.: Изд-во стандартов, 1985.

174. Адамия; Г.Г. Выбор структурной схемы системы бесперебойного питания Текст.' / Г.Г.Адамия, A.C. Картавых // Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника. — 1981. Вып. 2(130). — С.11.

175. Адамия, Г.Г. Типовые структурные АБП Текст. // Электротехническая промышленность: Преобразовательная техника. , 1978.-Вып. (133). - С.19-2Г.

176. Ковалев, Ф.И'. Статические агрегаты бесперебойного питания Текст. / Ф.И. Ковалев // Электротехника: 1986. - №9: - С.48-52.

177. Агрегаты бесперебойного питания Текст. : Номенклатурный справочник / под ред. Е.Г. Акимова. -М.: Информэлектро, 1999.

178. Розанов, Ю.К. Активный фильтр стабилизатор Текст. / Ю.К. Розанов, М.В. Рябчицкий, A.A. Кваснюк // III Международная конференция Электромеханика и электротехнологии. МКЭЭ-98: Тез. докл. Клязьма, 1998.

179. Микропроцессорная система управления активного фильтра переменного напряжения Текст. / С.Ю. Рыжов, М.В. Рябчицкий,

180. А.А. Кваснюк, А.А. Попов' // Электромеханика и электротехнологии: тез. докл III междунар. конф. МКЭЭ-98. Клязьма, 19981.

181. Ворнов, О.Н. Повышения качества напряжения в электрических сетях 0,38 Кв. Текст. // О.Н. Ворнов, А.П. Сердешникова // Электрические станции. 1991. - №2. - С. 51-54.

182. Harmonic current compensation with active filter. Takeda Masatoshi, Ikeda Kazuo, Tominaga Yoshharu. «Conf. Rec. IEEE Ind. Appl. Soc. 22nd Annu. Meet., Atlanta, Ga, Oct. 18-23, 1987. Pt. 1» New York, M. Y., 1987.-P.808-815.

183. Three-phase bipolar mode active filter. Qiao Chongming, Smedley Keyue Ma. IEEE Trans. Ind. Appl. 2002. -№1. P. 149-158.

184. Li Kuang, Xiao Guochun, Wang Zhao'an (School of Electrical Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710048, China). Xi'an jiaotong daxue xuebao=J. Xi'an Jiaotong Univ. 2004. №6. - P.632-635.

185. Passive filter design for harmonic reactive power compensation in singl-phase circuits supplying nonlinear loads. El-Saadany E.F., Salama M.M.A., Chikhani A.Y. IEE proc. Generat., Transmiss. and Distrib. 2000. 147. — №6. P.373-380.

186. Jintakosonwit Pichai, Fujita Hideaki, Akagi Hirofumi. Denki gakkai ronbunshi. D=Trans. Inst. Elec. Eng. Jap. D. 2001.121. №3. -P.316-324.

187. Wang Qun, YaoWei-zheng, Liu Jin-jun, Wang Zhao-an. Zhongguo dianjigongcheng xuebao=Proc. Chin. Soc. Elec. Eng. 2001. 21. №2. - P.16-20.t

188. Yao Weizheng; Wang Qun, Liu Jinjun, Wang Zhaoan (Xi'an Jiaotong University 710049' China). Diangong jishu xuebao=Trans. China Electrotech. Soc. 2000. 1-5. №6. -P.40-44.

189. Шишкин, И.Ф. Теоретическая метрология Текст.: учеб. для вуз: / И.Ф.Шишкин. — М.: Изд-во стандартов, 1991. 492с.

190. Гмурман, В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика Текст.: учеб. пособ. для втуз. / В'.Е.Гмурман. — Изд. 9-е, перераб. и доп. -М.: Высшая школа, 2003. 479с.

191. Гмурман, В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике Текст. / В.Е. Гмурман. М.: Высшая школа, 1979.-400с.

192. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей Текст. / Е.С. Вентцель. — М.: Наука, 1969.-576с.

193. Electronics Workbench. Professional Edition. User's guide. Version 5./Interactive Image Technologies Ltd. Canada. 1996.

194. Electronics Workbench. Professional: Edition. Technical Reference. Version 5 ./Interactive Image Technologies Ltd. Canada. 1996.

195. MATHCAD 6.0 PLUS. Финансовые, инженерные и научные расчеты в среде Windows 95 Текст.: пер. с англ. — М.: Информационно-издательский дом "Филинъ", 1996. — 712с.

196. Иродов, И. Е. Основные законы электромагнетизма Текст.: учеб. пособ: для вузов. — 2-е, стереотип. М.: Высш. шк., 1991. — 288с.

197. Касаткин, A.C. Электротехника Текст.: учеб. пособ. для вуз. / A.C. Касаткин, М.В. Немцов. — 4-е изд., перераб. — М.: Энергоатомиздат, 1983.-440с.220. http://www.e-apbe.ru/analvtical/doklad2005/doklad2005 4.php#p4 Электронный ресурс.

198. Нехаев, C.B. Результаты экспериментальных исследований несбалансированных токов , в сети напряжением 0^38 кВ. Текст. / М.А. Юндин, C.B. Нехаев // Высокие технологии энергосбережения ВТЭС: тез. докл. Междунар. конф. 2007. - С.91-93.

199. Нехаев, C.B. Экспериментальные исследования, несинусоидальности , токов и напряжений в сети 0,38 кВ. Текст. / М.А. Юндин,

200. C.B. Нехаев // Известия вузов. Северо-Кавказкий регион. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. 2008. -№3. - С.91-93.

201. Хорольский, В.Я. Технико-экономическое обоснование дипломных проектов. Текс. / В.Я. Хорольский, М.А. Таранов, Д.В. Петров. -Ростов н/Д: Терра, 2004. 168с.

202. Добрусин, Л.А. Компьютерное моделирование влияние преобразователя на сеть. Текст. / Л.А. Добрусин. — М.: НТФ «Энергопрогресс», «Энергетик», 2005.

203. Жежеленко, И.В. Источники гармоник в системах электроснабжения и методы их- расчета. Текст. / И.В. Жежеленко, Ю.Л. Саенко, Г.Л. Бараненко7/ Промисл. електроенерг. та электротехн. 2001. - №3. — С.3-19.

204. Идельчик, В.И. Расчеты установившихся режимов электрических систем Текст. / В.И. Идельчик. -М,: Энергия. 1977. 189с.