автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Повышение эффективности систем электроснабжения керамических предприятий промышленности стройматериалов

МОСКОЗСШЯ ордена ЛЕШША и ордена ОКТЯБРЬСКОЙ РЕЗОЖШ ЭНЕРГЗГ/ПЕОай !ШСТ1П7Т

ГАЦЕЯКО Николай Антонович

позисшш эффект:гезносгг:I смотал элзкгросп\К2н:си:

КЕРА1.С1ЧЕСК;Х ПРШИКШПГ! ПРа'.ШЛЕШЮСТИ СПРОГГ.1ЛГЗР:ИЛОЗ

Спец-альность 05.09.03 - Электротехнические котлшзксы л спстеш, вщшчая их управление и регулирование

Автореферат диссертации на солснзиле учено.'! стелгага доктора технических наук

На правах рукописи

"оекза - 1993

!j rocVAA;;; С;Л

- Работа в'И^Щонэ^Ь' Щшноградском шкенерно-строителыюм институте.

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Болотов A.B.

- доктор технических наук, профессор Глазунов A.A.

- доктор технических наук, профессор Тарншгевский 1.1.3.

Ведущее предприятие - Государственный институт по проектированию предприятий промышленности строительных штериалов ГипростроГа.юториалы, г.Москва.

Зрщита состоится " 1993 гота в

Ут час. шт. в аудитории /уна

заседании спец"авизированного Совета Д 053.16.04 пря Московском ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетическом институте.

С диссертацией мокно ознакомиться в библиотеке Московского энергетического института.

Отзывы по данной работе в двух экземплярах, зазерешшэ печатью, просим направлять по адресу: 105835, ГСП, Москва, Е-250, Красноказарменная ул., 14, Совет НЭП.

Автореферат разослан 1993 г.

Ученый секретарь специа.тазировашюго совета

к.т.н. доцент Киреевз Э.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. IIa современном этапе развития отечественной электроэнергетика необходим форсированный переход к энергосберегающим технологиям и эффективным способа» снижения потерь электрической мосдюсти и энергии, сокращающим потребность в ношх генерирующих мощностях. Большие масштабы элоктропотреблення л промышленности и растудиü технический уровень производства выдвинули в электроэнергетике комплекс вопросов, связанных с оптимизацией параметров систем электроснабжения (СЭС) промысленных предприятий п направленных на шравшгаание графиков нагрузок потребителей и улучшение качества электрической энергии. Для отрасли строительных материалов особенно характерно увеличение электрической мощности на единицу объема продукции, которое при сохранении количества обслуживающего персонала повышает производительность труда и сникает себестоимость производства. Электропагрез по сравненхл с широко рзспрострз-нешшм пламенным нагревом обеспечивает большие концентрации энергии в ограниченном объеме, что позволяет достичь высоких температур и скоростей нагрева, дает возможность регулировать темпоратуру в ил-роком диапазоне и получить точное распределение температур по объо-му. Это обеспечивает больауго стабильность технологических процессов. При электронзгреве отсутствуют продукты сгорания, загрязнявднэ конечный продукт. Поэтому перечень отраслей, в которых используется электронагрев, непрерывно распиряется. К таким отраслям следует отнести и производство строительных материалов, гдо электронагрев успекно заменяет традиционные пламеншо и паровые зил?! нагрева. Рэ-жиш работы и регулирования электротермических установок таковы, что как потребитель электроэнергии они представляют собой нелинейную нагрузку, оказывающую электрическое и магнитное влияние на работу систеш электроснабжения. На нужды электротехнологии расходуется около трети всей производимой электроэнергии и ее доля непрерывно растет. Это делает весьма актуалыым реаение задач рациональной организации электроснабжения мощных элоктротохнологпческнх установок. К таким задачам относятся: обеспечогше стабильности рзнимов работы элоктротехнологичоских установок, выбор рациональных схем электроснабжения, оптимизация режимов электропотребления, снижение расходов электроэнергии и, что яаляется особенно замшм з послод-ноо время, нопыменио качества электроэнергии.

В настоящей работе на примере мощных электрических почей сопротивления непрерывного действия для обяига керамических из долиЯ рясс;.'чтр:!лаьтя возможные пути и методы улучшения электроснабжения

- 4 -

электротехнологических установок.

Современные электрические пэчи сопротивления снабжаются системами регулирования температуры пли мощности. В качестве таких устройств в последнее вреш широко используются тиристорше регуляторы напряжения. Непрерывные многозонные электрические печи сопротивления для обжига керамических изделий включают в себя более десяти зон суммарной мощностью более 350 МВт, имеют соответственно 'более десяти тиристоршх регуляторов и представляют собой мощную нелинейную многоканальную нагрузку. Организация электроснабжения такого потребителя вызывает значительные трудности.

Выполняя свое основное назначение, тиристорные установки вместе с тем загружают электрические сети значительной реактивной мощностью и токами высших гармоник, что ухудшает экономичность и надежность работы всей системы электроснабжения.

Проведение технических мероприятий по снижению высших гармоник и выравниванию графиков нагрузок потребителя в системах электроснабжения промышленных предприятий возможно на базе научно обоснованных и экспериментально проворенных методов их расчета и с наибольшей эффективностью может быть достигнуто уже на стадии проектирования системы электроснабжения.

Работа по исследованию графиков электрических нагрузок, высших гармоник и созданию инженерных методик их расчета ведутся Московским энергетическим институтом, Мариупольским металлургическим институтом, ВНИПИ Тяжпромэлектропроект, ЗНИ51Э, Алма-Атинским энергетическим институтом, Павлодарским индустриальным институтом и др. Но эти работы посвящены в основном системам электроснабжения крупных металлургических п машиностроительных предприятий, а также общим вопросам подхода к данной проблеме. Предприятия пром-стройматориалов имеют свои особенности и для применения разработанных методик требуется проведение дополнительных как экспериментальных, так и теоретических исследований.

Объектом настоящего исследования являлись системы электроснабжения производств стройматериалов. Современные предприятия промстройматериалов относятся к числу энергоемких. Особенно выделяются заводы керамических изделий и стройполимеров, оснащенные высокопроизводительным оборудованием: печами сопротивления, шаровыми, сырьевыми мельницами, вращающимися печами, глубинными насосами большой мощности. Установленная электрическая мощность приемников электрической энергии таких предприятий составляет

30*70 МВт, максимальная потребляемая мощность - 20+60 1.1Вт, а годовое потребление электроэнергии (60-70 % установленной мощности) приходится на долю процессов обжига, дробления и помола. С этой точки зрения электроснабжение производства промстройматериа-лов представляет собой сложный комплекс приемников электрической энергии, в значительной мере объединенных единым непрерывным технологическим процессом производства, во многом определяется сочетанием систем внешнего и внутреннего электроснабжения с технологическим резервированием.

Диссертационная работа входила в общий кошиокс научно-исследовательских работ, связанных с экономией электроэнергии, возглавляемых МЭИ в соответствии с координационным планом работ по решению научно-технических проблем 0.01.11.03.

Целью настоящей работы являлось исследование особенностей режимов работы систем электроснабжения предприятий промстройма-териалов на примере Казахстана для дальнейшей их рационализации в условиях ограничения энергетических ресурсов и соответствующей их экономии. Особое внимание уделялось вопросам оптимизации графиков электрических нагрузок и разработке вероятностной методики расчета высших гармоник токов и напряжений, а также выбору устройств подавления их в системах электроснабжения предприятий, имеющих в составе приемников электроэнергии тиристорные регуляторы, подключенные разным способом в узлах электрической сети.

В диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Проведен анализ современных промышленных предприятий пром-стройматериалов с целью выявления специфических требований к их системам электроснабжения. Особое внимание удалено перспективным предприятиям - Целиноградское керамическому комбинату, имеющему передовую технологию изготовления строительных керамических материалов.

2. Разработаны рекомендации по составлению рациональных графиков отключения с минимальным ущербом приемников электроэнергии в условиях дефицита мощности в энергосистеме, адаптированные к конкретным предприятиям.

3. Разработаны методики и проведены экспериментальные исследования по определению уровня высших гармоник токов и напряжений в системах электроснабжения предприятий стройматериалов, имеющих в цехах многозонные электропечи с тиристорннми регуляторами;

дани предложения по подавлению высших гармонических.

4. Проведены экспериментальные исследования в системах электроснабжения цредприятий промстройматериалов по опроделешпо

графиков нагрузок (потребляемой мощности и энергии), содержанию

и уровню высших гармонических токов и напряжений с дальнейшей

статистической обработкой полученных данных.

5. Разработаны методики: для определения оценки ущербов при ограничениях потребляемой мощности и энергии, а также значений высших гармонических токов и напряжений, построения автоматизированных систем контроля и управления электропотреблением предприятия.

6. Проведена работа по промышленному внедрению результатов исследований и • полученных рекомендаций по рационализации систем электроснабжения предприятий промстройматериалов в эксплуатационную и проектную практику.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Сформулированы особые требования к системам электроснабжения предприятий промстройматериалов.

2. Предложена математическая модель с помощью которой южно комплексно решить вопросы составления графиков отключения приемки ков электроэнерга?. в условиях дефицита мощности в энергосистеме при наименьшем ущербе для предприятия.

3. Предложена математическая модель расчета значений высших гармонических токов и напряжений в системах электроснабжения керамических комбинатов, содержащих большое число многозонных печей сопротивления с тиристорнши регуляторами напряжения, основанная на представлении гармоник тока п напряжения двухмерными случайными величинами.

4. На основе оригинальной методики проведения экспериментов в системах электроснабжения предприятий промстройматериалов и результатов этих экспериментов подтверждена правильность предлагаемой математической модели расчетов высших гармонических.

5. Разработан алгоритм и программа для ЭШ, позволяющая опр< делять значения гармонических составляющих токов и напряжений npi большом числе многозошшх печей сопротивления в системах электроснабжения комбинатоп керамических строительных материалов.

6. Созданы новые оригинальные печи для обжига керамических изделий, электрические схемы которых при наличии тиристорных per; ляторов позволяют подавлять высшие гармонические. •

Методы исследований: исследования проводились с использованием теории вероятностей и математической статистики, спектрального анализа, численных методов, методов математического моделирования. Результаты расчетов подавервдены экспериментальными исследованиями в системах действующих предприятий и проверены на физической модели.

На злшчту шносятся следующие положения:

1. Электроснабжение предприятий промстройматериалов по сравнению с другими промышленными предприятия!® обладает следующими особенностями:

- потребление энергии обусловливается непрерывной круглосуточной технологией производства основных стройматериалов;

- в графико потребления электроэнергии предприятиями нет ярко выраженных максимумов нагрузки;

- технология производства стройматериалов допускает кратковременные перерывы в электроснабжении (до нескольких минут).

Длительные перерывы ведут к значительному ущербу;

- отдельные участки имеют технологические накопители, поэтому при ограничении мощности следует отключать такие участки;

- применение большого числа электрических печей сопротивления на керамических комбинатах с тиристоршми регуляторами напряжения потребовало разработки методики определения гармогаческях составляющих тока и напряжения, значений коэффициентов мощности и несинусоидальности.

2. Алгоритм управления элеотроснабжением промпродприятия, обеспечивающий минимальный ущерб в условиях ограничения электрической мощности и энергии и ее минимальный технологический расход.

3. Система управления тиристоршми регулятораш! многозошшх электрических печей сопротивления, обеспечивающая подавление высших гармонических тока и напряжения и обеспечивающая коэффициенты мощности и эффективности, близкими к единица.

4. Методика проведения экспериментальных исследований в системе электроснабжения предприятий стройматериалов.

5. Рекомендации по проектированию систем электроснабжения новых предприятий стройматериалов я по модернизации существующих.

Достоверность научных результатов и теоретических положений в работе основаны на корректности исходных посылок и используемых математических модачей. Правильность аналитических шрахогай, позволяющих опредшшть расчетные значения ущербов для предприятий подтверждаются результатам! экспериментов и эксплуатации на конхрэт-

пых предприятиях.

Практическая ценность работы и реализация результатов работы. Разработанные методики внедрены в проектных институтах Гнпрострон-материалов, НПО Строймашкерамика, Целиноградском керамическом комбинате и др. промышленных предприятиях строительных материалов. Эффективность их использования подтверждена акта:® внедреш!Я и отчетами научно-исследовательских работ. Материалы диссертации используются в учебном процессе Целиноградского инженерно-строительного института при подготовке студентов по специальности 10.04 "Электроснабжение".

Основное содержание работы опубликовано в 27 печатных работах, в которые возни одна монография, 19 статей, тезисы докладов на конференциях, два авторских свидетельства. Материалы диссертации вошли в 5 отчетов по научно-исследовательским работам.

Основное содержание работа докладывалось: на 71 и ЭП Всесоюзных конференциях "Электроснабжение промпредприятий и качество электрической энергии", Алма-Ата 1981 и 1983 гг.; на Всесоюзной конференции "Электроторшя-91", Алма-Ата 1991 г.; школе-семинаре "Технологические процессы в промышленности стройматериалов", г. Пушкин 1.1.0. 1992 г.; школе-семинаре "Применение микропроцессорной техники, систем КТС "Энергия" и "Модам" по организации коммерческого и технического учета энергии на предприятиях", г. Верхне-Невьянск Свердловской обл., 1992 г.; на кафедре ЭПП МЭИ, г. Москва, 1986-1992 гг.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, десяти глав, еаключения и приложения с методиками расчетов, результата™ экспериментов и актами о внедрении. Диссертация содержит 352 страниц основного текста, 79 иллюстраций, 37 таблиц и список использованной литературы, включающей 163 наименования.

ОСНОВНОЕ С0ДВР2АНЖ РАБОТЫ

Во введет и обоснована актуальность решаемой научной и народнохозяйственной проблемы, сформулированы цель и основные направления исследований и результаты, выносимые на защиту. Приведены данные по апробации и использованию результатов работы.

В поовой главе рассмотрены особенности электроснабжения керамического производства. ,

Современные предприятия промстройматериалов (например, заводи керамических изделий) оснащены высокопроизводительным.оборудованием и являются энергоемкими предприятия!,™ данной отрасли.

Электроснабжение керамического производства с шогозонными электрическими печами сопротивления осуществляется на трех уровнях напряжения: 35*110 кВ - напряжение энергосистемы, 10 кЗ - напряжение на цеховых ТП, 0,4/0,23 кВ - напряжение распределительной сети цехов. При этом отдельные зоны электрических печей получали питание по кабельным линиям от разных трансформаторных подстанций (ТП). Это осложняло их эксплуатацию. В результате проведенных исследований было предлонено измените схемы питания: каждую электрическую печь целесообразно подключить к своей питающей подстанции, канализацию электроэнергии осуществить шинопроводами ША 1600 - 2500 А, проложить обходной шпнопровод с целью передачи свободной мощности на любую другую электропечь и установить дополнительные трансформаторы для компенсации дефицита мощности. Дефицит мощности возникает вследствие применения на зонах электропечей тиристорных регуляторов напряжения; последние необходимы по условия1л технологии керамического производства.

Подробно рассматривается процесс регулирования напряжения на шогозошюй электропечи с помощью фазоимпульсного упрамония. Обоснована необходимость исследований по уменьшению уровня высших гармоник и повышению коэффициента мощности при тагам регулировании.

Для дальнейших исследований предложена модель злоктроснабке-ния многозошюй электропечи с тиристоршми регуляторам!, позволяющая проводить исследование высших гармонических составляющих.

- ¿/с /С ;

4 = ^

1с ^ С/с/^с ;

- ' Л

¿/с = -1с г* -

7~ А- -г

Здесь - ток в С -той ветви ( I - й зоне печи), создававши ЭДС сети £-с -Га - первая гармоническая составляющая тока сети;

- первая гармоническая составлявшая емкостного тока сета; ¿/с - напряжение узла схемы замещения для первой гармонической составляющей; /^л - ток в с - й ветви, создаваемый /-г/

- гармонической составляющей; - / - ая составляющая тока сети; - Р - ая составляющая емкостного тока сети; ¿/*>

- напряжение узла axei.ni замещения для ^ - ой гармонической составляющей.

Во второй главе проводится анализ режимов злектропотребленяя в системах электроснабжения предприятий стройматериалов.

Рационалвзащм! режимов электропотребления должна рассматриваться не только применительно к действующим предприятия?.) (задача текущего пяпнирозангл), но и в процессе проектирования прэдщтя-тий, когда выбираются мощность, число технологических установок и ^ежимы их работы.

За основной экономический критерий рационального варианта режима электропотрейления принимается минимум приведенных затрат.

При возникновении временных дефицитов мощности ( о реальной частоте возникновения подобной ситуации на ЦКК позволяет судить табл. I) энергосистема вынуждена принимать меры по ограничению или отключению промышленных потребителзй. В ряде случаев для того, чтобы выполнить требования энергосистемы, промышленные предприятия вынуждены идти на отключение приемников, оказывающих существенное влияние на ход технологического процесса в получают за счет этого значительный ущерб.

Таблица I

Год Количество Количество

ограничений отключений ПЭЭ

1979 116 19

1980 158 72

1981 134 68

1982 122 57

1983 169 44

1985 144 70

1990 132 . 65

1991 122 52

- И -

Режим роботы си от см электроснабжения промшшенних предприятий можно разделить на два основных класса: нормальный режим работы и режим работы в условиях дефицита активной мощности.

Ущерб промышленному предприятию при наруиенип электраснэб-пенпя рекомендуется рассматривать состоящим из двух частей: пряного (непосредственного ) ущерба, обусловленного нарушенном технологического процесса, браком продукции, порчей сырья и материалов, авариями, выходом из строя и сокращением срока службы инструмента и оборудования, ухудшением технико-экономических показателей технологического процесса, увеличешюм затрат материалов, энергии и труда па единицу выпускаемой продукции, простоем персонала, занятого ведением технологического процесса и т.п.; дополнительного ущерба, обусловленного недовыпуском продукции из-за простоя производства в результате нарушения технологического процесса.

До полнит олышй ущерб предлагается определять по дополнительным затратам предприятий, обусловленным недовыработкой продукции.

Энергосберегающая организация за возмокнне перерывы подачи электроэнергии не компенсирует потребителю потери, которыо у него при этом возникают. Например, на предприятиях ппомстройма-ториалов доля стоимости электрической энергии в себестоимости продукции невелика (от 2 до 4 %). Дапо восьмикратная стоимость недоданной электрической анергии при внезапных перерывах п электроснабжении не компенсирует возникающие при этом брак продукции л порчу сырья в производстве стройматериалов.

Таким образом, существующие правила пользования электрической энергией но отражают фактические потори потребителя при перерывах электроснабжения и поэтому но могут служить критерием для обоснования и выбора оптимальных режимов элоктропотреблпшш в условиях дефицитов мощности.

3 тпатье¡; главе прпзадегш результаты экспериментальных исследований эдистропотребления на предприятиях пронстроймптпраэлэп.

3 целях исследования режимов элоктропотребленлл предприятий промстройматерпалов бил проведен анализ основных энергетических показателей ЦХК: расхода электричоской энергии (/1/ ), шпуот продукции ( А? ) и удельного расхода электроэнергии ( ) па поризд 1979-1991 гг. 3 табл. 2 приведены тохнико-экопоппоукио показптата цеха обжига керамической плитки на ЦКК па 1979-1991 п\

Таблица 2

Наименование

Г од ы

1979 ! 1980 ! 1985 ! 1990 ! 1991

Выпуск продукции

,тыс.м2 1888,2 2105,5 2571,1 2777,2 2611,7

Расход электроэнергии, 1л/

тыс.кВт ч 53563,0 67357,8 98383,5 95363,0 87357,8

Удельный расход электроэнергии

(/ ,кЗт.ч/м 41,49 42,33 38,27 34,3 36,2

При исследовании режимов электропотребления статистически было обработано около 400 графиков различного вида нагрузки. Для ЦКК замер данных для получения графиков нагрузки осуществлялся в условиях планового роста нагрузки комбината. Это позволило устранить влияние роста нагрузок на форму графиков и сравнить графики нагрузок в различные сутки исследуемого периода с заявленным максимумом нагрузки комбината. Были сняты замеры и построены суточные графики нагрузок комбината за период 1973-1991 гг. э характерные сутки. Суточный график нагрузок за 24 декабря 1979 г. приведен на рис. 1,а, за 19 декабря 1991 г. - на рис. 1,6.

Анализ показал, что наибольшие суточные нагрузки предприятия меньше на 8-10 % максимума нагрузки, заявленного им в качестве расчетного с энергосистемой в часы максимума нагрузки энергосистемы. Годовые графики электрических нагрузок комбината вследствие непрерывности производства' продукции равномерны с некоторым увеличением нагрузок в осенне-зимний перлод. Отмечено увеличение потребления реактивной мощности, вызванное дополнительной установкой тиристор-ных регуляторов на электропечах сопротивления.

Исследования величины нагрузки на ЦКК проводились в часы вечерних максимумов энергосистем! в период сентября-декабря 1980+1991 гг. В результате проведенного анализа графиков установлено,

Рис. Г.

что изменения нагрузки комбината в часы максимума энергосистемы в достаточной мере подчинены нормальному закону при уровне значимости 0,05 по критерию Пирсона.

Также проверена методика получения энергетических характеристик на основании обработки данных о корреляции энергопотребления и выпуска продукции. На рис. 2 представлена энергетическая характеристика цеха обклга (граница доверительного интервала ^ ) и . корреляционное поле исходных данных. Для расчета статистических показателей графиков нагрузок была составлено программа расчета' " на алгоритмическом языке ФОРТРАН доя машин серии ЕС ЭВЛ.

Установлено, что технологический процесс на комбинате сохранится, если подчеркивать относительный расход энергоресурсов на уровне ¡V* = - 0,09. Значение границ доверительного интервала составило 90000 кВт-ч, что соответствует допустимым колебания?.! нагрузки - 500 кЗт. Таким образом, в чзсы максимума энергосистеш комбинат может уменьшить нагрузку на 500 кЗт без ущерба для технологического процесса.

В четвертой главе рассмотрена методика определения ущербов при нарушении нормального режима электропотребления.

Исследование аварийных режимов алектропотребдения СЭС предприятий промстройматериалов возмокно осуществить путем анализа работы их на временном интервале. Для этого требуется знание основных причин нарушений нормального режима электропотребления (ННРЭ).

Ущерб промышленного предприятия ( ) монет бить выракен

как суша ущербов вследствие внезапности перерывов электроснабжения ( ), отключения электрической ыоадаости ( Уа* ), недополучения необходимого количества электроэнергии ( ¿/^ ).

Величина ущерба отключения мощности равна

где - ограниченная мощность (нагрузка); 7~ - число

часов работы предприятия в году; - размер годовой оплаты пром-предприятий за I кВт заявленной мощности, участвующей в максимуме нагрузка энергосистема; №///># - количество недоотпущенной электроэнергии; - удельный ущерб зависящий от оплаты рабочим

за простой и сверхурочные работы на цредприятиях с прерывным производственным процессом, руб/(кЗт.ч); А - продолжительность

Риз.2 ■

ННРЭ А 6- ¿'/¿м/ ¿«г/г , здесь ¿лол, - продолжительность огра-чонной мощности; ¿»т - продолжительность наладки технологического процесса после восстановления электроснабжения.

3 сачзи с этим предприятие вынукдено снизить производство

продукции и нести ущербы, определяй.?;о как:

= >

где /У/- - годовое потребление электроэнергии; - годовой

фонд зарплаты производственного персонала предприятия; - пос-тояшый коэффициент, учптывавдйй особенности издержок предприятия при простое рабочих; £ - стоишсть основных производстветмх фондов и нормируемых оборотных средств; - нормативный коэф-

фициент эффективности капитальшх затрат предприятия.

Для реаания задачи определегаш последствий ШЮ на практика часто встречаются такие ситуации, когда необходимая информация может быть получена только методом экспертных оценок.

Дет опроса экспертов были разработаны специальные анкеты, содерзацие все данные о ллуча?.шх зелачпнах, вхоюпах в слэтзошв шлаги ущерба. Г>.пллй случайных величин явились фиксированные

значения длительности перерыва в электроснабжении.

Получены следующие показатели: максимальное время 1ШРЭ, не приводящее к расстройству технологического процесса ; длительность наладки технологических процессов поело восстановления электроснабжения ; длительность выхода на доаварийную произ-

водительность после наладки технологического процесса /п^гк •

В результате обработки данных получена регрессионная модель оценки oyivтарного ущерба для керамического производства (в ценах 1990 г.).

£ - ^ и- м3^ ^ r{jta)~ *

¿г. J Porp f /> -7.

Здесь П7ог и Оюг. - соответственно суммарная мощность, потребляемая до ограничения и после ограничения мощности.

В пятой главе рассмотрены вопросы возникновения высших гармоник в кривых тока и напряжения в системах электроснабжения предприятий промстройматериалов.

Тиристорные регуляторы с фазоимпульсным регулированием (рис. 3 ) широко применяются для регулирования температуры в электропечах сопротивления, для регулирования напряжения, подводимого к электротехническим установкам, для регулирования и стабилизации напряжения в осветительных сетях. По схемам рис. 3,а и б выполняют тиристорные ограничители-стабилизаторы для сетей освещения, по схемам рис. 3, виг выполняются мощные регуляторы напряжения, в том числе для электропечей.

Для исследования несанусоидальностя кривых напряжения и тока в электрической цепа, создаваемых тиристорными установками, применяются! методы, основанные на расчете электромагнитных переходных процессов, возникающих вследствие переключения тока в тиристорах, и метода, основанные на расчете шсших гармоник установившихся режимов в сети. Первче используют в основном для исследования формы кривых потребляемого из сети тока и напряжения на зажимах

Рис.З.

преобразователей и тиристорннх регуляторов напряжения. Зторне Н9Т0.1Ш, ооно;ишпа нп расчете установлвшися режимов инсип:; гармоник в элокт^ическэл сети, получили более гаирокпо применение в системах электроснабжения лромшадегашх предприятий, в сетях энергосистем. л1;: метода пригодна для ян ииза визгах гармоник, создэппо-м>;х но ТЛЛ--.К0 тиристорныга преобрчзовэт^ш:"!, но п другими источниками вистах гар\чш::к, подключенными как в одном, так и в разных узла* сети. 3;и'Х7 Т--о.-иишх преимуществ этих методой х исследованию и дпяыюйзой разработке в диссертационной работе принят подход,

основанный на расчете установившихся рэяииов высшх гармоник в электрической сети.

При синусоидальном напряжении питающей сети в системе ш.шульс-но-фазоэого управления порядок гармошпс в кривой первичного тока преобразователя, называвши канонически: ш гармоникам, определяется внрачением ¡J-^AJ-/ , где /> - пульсность схемы выпрямления; А - последовательный ряд чзсел ( К = 1,2,3 ...).

Модуль I<J и начальную фазу fo тока ^ -Я гармоника преобразователя вычисляют по формулам

. /--/г/г- ¿1 ; ¿¿/fit's.

Коэффициенты ряда 2урье при работе тпрпгтэрнэго регулятора по схеме рис. 3,в на активную нагрузку, аэд-эркащую незначительную индуктивность, определяются по формулзп ;тр;;

/v - ^s/t'/Jy-cosfr-/)?/: ---J>

X __ /у MS ^f _ ГмУ'/к-ляй*- ScV?/t!-/) scVfr-/JcfJ

_ -¿Z ////

где - граш!ЧНое значение угла включения тиристора, завися-

щее от фазового угла нагрузки (9 и соответствующее углу проводимости тиристора й- ток трехфазного КЗ трансформатора на стороне преобразователя; оГ - угол регулирования; у - угол коммутации.

При наличии в узле электрической сети нескольких источников высших гармоник возникает необходимость определения результирующего тока У - й гармоники. Предлагается использовать вероятностный метод эквивалентированля напряжений высших гармоник от п преобразователей, работающих независимо. Он основан на допущении о равномерном распределении фезовых сдвигов гариоюж одного парадка, генерируемых однородной группой прообраз оват ал ей, вне зависимости от того, как изменяются углы регулирования этих преобразователей. Модули напряжений и токов ¡) - й гармоники всех преобразователей принимаются неизменными и равными между собой. Изменение амплитуд гармоник цри изменении угла регулирования тока нагрузки

но учитывается. Математическое ониданпэ и среднеквадратнческое отклонение модуля ¿^ в относительных единицах клкдой гармоники определяются по выражениям, полученным методом линеаризации,

При большом числе /7 одновременно работающих с одинаковой нагрузкой преобразователей

3 технической литературе отсутствуют выр-К'.онпя и рехопен-дации по определению" числовых вероятностных характеристик напря-нений и токов высших гармоник для группы преобразоватогии, :шоп-цлх разные средние нагрузки. чуцоегзугаане методики расчета посп-нусоидальности напряжения в СЭС предусматривают расчет коэ^Т-п-цнента несинусоодалыюсти /(//с.

С учетом анормальных гармоник расчет коэффициента несинусоидальности опоеделяотся по формуле

где - коэфТпциент несннусоидальности наг^мЕония, обус-

лоллешп!.'! только канонически;® гармониками; Ь'ыс - коэффициент несннусоидальности напрякешш, обуслоалешшй только анормгтьшми гармониками и определяемый по формуле

/а) / г-=.-г

/Г*с = ^¡/^ ,

где - числовая характеристика для напряжения ¡У - ;!

аномальной гармоники в с -м узле, определяемая по формуле 7 «? <* л ,

к /<%,и " = /,

где - числовая характеристика закона Ролол до: тока <) -й

анормальной гармоник:: I - го щад образовчтоля; - передаточная функция по току на частоте / - гармоники от - го преобразователя в ^ ч) вотвь со?и; /¿^ / - модуль полного сопротивления К - й ветви.

¡Иезтая глат посвящена разработке вероятностной методики расчета шз::;их гармоник токп и напряжений в системах зло кг ;>о снабжения продприятиЛ промстройшторпалов.

Представим расчетную величину с помощью числовых

характеристик выражением

/С,;. -- МГХнс 7 / И'^У^с- 7,

где С?~¿~Л«с7- соответственно математическое ожидание

и среднеквадратическое отклонение случайной величины ;

А - коэффициент, зависящий от закона распределения и требуемой интегральной вероятности, численно равной количеству средне-квадратических отклонений, приходящихся на участок рассеяния случайной величины от ее математического ожидания до максимального значения, принимаемого за расчетное, которое при уровне значимости 0,05 не будет превышено.

В качестве расчетного тока следует принимать значение, определенное как:

7^ 7,

где

соответственно математическое ожидание и среднеквадратичное отклонение случайной величины Т^га

л.-^Г'.

Расчетные значения тока или напряжения -й гармоники, необходимые для оценки ожлдаешх уровней высших гармоник в система электроснабжения для выбора параметров контуров силовых резонансных фильтров, определяются аналогично

•

Зависимость действующего значения выходного напряяеная от угла включения тиристоров найдена из трансцендентных уравнений. Для схемы ^рис.3,в

где - действующее значение напряжения сети. Из этих выра-

жений следует, что диапазону изменения С&ыгу =(0,07 0,97) соответствует диапазон изменения угла о< от 30 до 130° доя рогу-ляторов типа ИГЛ. .

Амплитуды и фаз и токоз зьетих гармоник тиристорннх регуляторов при указанных диапазонах изменения угла <Х можно определить по предлагаема) автором приближенным формулам: для регулятора типа Ни О

V 0,5.6-7» 1/1 . . ' -^ - г/ -<х ;

* Р • -

для регулятора типа КТГТ

~ ^ . ^ ¡-Ж

" I) 21>/?н П

где - фазный ток нагрузки тпрнсторного регулятора при о( » О

и сопроти&леяии нагревателя .

Погрешность определения ^ и ^ по этик формулам для гармоник порядков 1)6. 13 в основном рзбочем диапазоне углов регулирования не превышает ^ 20 ^ по амплитуде и - 10° по фазе.

Таким образом, агтигатудц токов высгаиз; гармоник тиристорннх регуляторов напряжения в первом приближении можно считать неизменными, т.е. независящими от угла регулирования оС . Основной рабочий диапазон изменения фаз гармоник тока тиристорннх регуляторов электропечей периодического действия составляет: для регулятора типа И1Г0 » Р * 5,7;

для регулятора типа ШГТ Л > ¿77 ^ * П,13.

В системах электроснабжения современных предприятий промстрой-материалов от шин подстанции получают питание, как правло, сразу несколько тиристоркых регуляторов напряжения. Временные диаграмт углов управления и нагрузок отдельных регуляторов не совпадают. Напряжение питающей сети изменяется зо'времени случайным образом. Формирование поэтому результирующих спектров тока и напряжения п СЭО определяется в соответствии с вероятностными законам!. Физическая картина этого явления представляет«! достаточно четко. Известно, сколько н кают источников вьгеиих гармоник имеется в каждом узле электрической сети, их мощность, закон управления, диапазон а характер изменетш нагрузки. Случайная векторная

вйличинз тока ¡} - й гармоники каждого ¿' - го источника характеризуется двумерным законом распределения (модуля и фазы или вещественной и мнимой составляющих), вид которого зависит от закона управления и характера изменения нагрузки данного регулятора. 3 работа рассматривается общая математическая модель случайно!' величины тока (напряжения) Р - К гармоники в электрической сети предприятия при наличии в узле нескольких практически одинаковых по мощности источников высших гармоник. С помощью этой модели получены выражения для расчета основшх числовых характерна™ ренинов высших гармонических. Математическое ожидание и дисперсия для напряжения 10 гармоники в узле определяются выражениями :

МСШ]* ¡/м'Ш-МТЦ*/-/№/'/ пгш ь ^шш^^шо^тш^Ш. 7

'■9"'* - коэффициент корреляции.

Ввиду существенной нелннвШгой зависимости модуля математического ожидания и дисперсии напряжений гармоник в узлах и токов пимгх гармоник в ветвях схемы от числа этих гартник их следует определять с учетом нелинейности отлх члонов разложения. При выводе выркониЯ изп-лдьзоват теория корреляции,

В седьмой глав? приведены результаты экспериментальных исследований высаих гармоник з системах электроснабжения предприятий проыстройяатериалов. Экспериментальные исследования высших гармоник, созываемых тнриотзрккга регуляторами напряжения, била пропэдоны на Целиноградском керамическом комбинате. 2х-ч:,з электрической зоти с патзх'.ом от як 10 кЗ РУ-1 и ГУ-2 комбзнзтэ, показана на рис. 4.

Измерение коэффициента несинусоидальности и напряжений * высших гармоник проводилось на шинах 0,4 кВ ТП-Ю, ТП-9, ТП-4, на шинах 10 кВ РУ-Х и РУ-2. Измерение токов высших гармоник осуществлялось на вводах ТП-Ю, ТП-9, ТП-12а, ТП-4, кабельных линиях, питающих РУ-1 и РУ-2, батареях конденсаторов, установленных на ТП-4 и РУ-2. На ТП-10 и ТП-9 измерялся спектральный состав токов тиристорных регуляторов.

Дм определения интервала корреляции случайного процесса £«(. (I) шаг дискретизации устанавливался равным = 10 с. В

заданных точках схемы осуществлялась запись £>,с. в течете 2+3 часов. Для исследования закона распределения запись осуществлялась с интервалом дискретизации А £ »4 ш. На ТП-Ю измерение проводилось в течение шести суток, на ТП-9 - в течение двух суток, на РУ-1 - в течение одних суток и ТП-4 - в теченио двадцати часов.

Измерения спектрального состава тока и налряжания выполнялись анализатором гармоник низких частот. Регистрация амплитуд гармоник осуществлялась самописцем в режиме автоматической записи спектра, в диапазоне частот от 0 до 2500 Гц за время но более 2 с, что позволило избежать автоколебаний в автоматической системе самописца.

Огклоне)шя напряжения били исследованы на шинах 0,4 кВ ТП-9, ТП-10, ТП-4, ТП-8 , на шинах ГО кВ РУ-1 и РУ-2. Дня снятия графиков активной и реактивной мощности использовались счетчики, установленные нз РУ-1. Графики нагрузки были сняты на вводах каждой секции РУ-1 и на отходящих линиях, питающих ТП-9, ТП-Ю и ТП-12а.

По полученным спектрограшам напряжения гармоник (рис.5) била проведена статистическая оценка числовых характеристик напряжений высших гармоник в узлах.

Проверка спектрального состава гармоник тока тиристорных регуляторов подтвердила наличие как канонических, так и анормальных гармоник, вызванных ухудшением работы регуляторов по мере старения. На рис. 5 дан спектральный состав тока тиристорных регуляторов типа КПГГ-ЗЭС-250 при угле включения с< = СО ^5°. Спектрограмма рис. 6а соответствует новому регулятору (ток:: всех трех фаз равны 150 А); спектрограша лис. 36 соответствует Детально проработавшему регулятору (токи фаз расходятся, =210 А,

ц%

il

Lia

ilîlnlliLliTiiïili

г

i т и а a a 27 a f а

U It 11 i.íllluIlLiIIíIL

i 7 II IS 19 23 2 Г а

Öj,7o 6

г

i T T ï ri T

Рис. 5

и и i 4

хл

и

го а it б

4

1гш1тЫ11п.1т1т.Д11пЛ1Тмтт,т

i ' // ,s ti Ii n SI is J a

1 îl IItIITT TTTTTTÎ TTti

iTiiTtT.i .

i 7 « IS 4 25 Л 3S 9 6

Рис. 6

w ai

Тй = 160 А и Je = 180 А). Соответственно возросли значения анортадьных гармоник.

Проверка показала, что установка батарей конденсаторов непосредственно на подстанциях без принятия специальных мер за- . щиты в большинстве случаев недопустима. Так, конденсаторная батарея 220 квзр, установленная на ТП-4, имеет резонанс на частоте II гармоники с амплитудой 116 А. Это приводит к нагрузке батареи по эквивалентному току, равной 103 %. В то же время нагрев конденсаторов зависит и от частоты гармоники. С учетом этого обстоятельства нагрев конденсаторов должен воз£>астп в 2,44 раза.

В восьмой главе рассмотрев вопросы подавления высших гармоник в системе электроснабжения предприятий.

Для определения экономимое»! целесообразной мощности а мест установки фпльтро-компенсирующпх устройств ОКУ, батарей конденсаторов и .для расчетов выешх гармоник в электрической сети необходимо знать графики электрических нагрузок отдельных ТП и всего предприятии в цатам. В связи с тем, что рсиш электропотрейления в зимние и летние периода моиет существенно изменяться, необходимо тлеть графики электрически нагрузок в зимнее и летнее время.

Для анализа и построения графиков нагрузок была разработана специальная программа для ЭБЕ.1.

Анализ полученных графиков нагрузок и их показателей позволяет сдалать следующие выводы:

- технологический процесс основных производств комбината отличается стабильностью;

- коэффициент заполнения графика активной мощности изменяется в предалах 0,833 0,SII ;

• - выявлено технологическое оборудование, для которого ¡.южно изменить график работы, что поззолит произвести выравнивание графика нагрузок и снизить максимальные токовые нагрузки на элементы электрической сети;

- определена необходимая дополнительная реактивная мощность, требующая компенсации;

- определена токовал нагрузка для расчета конденсаторных батарей.

Чтобы выбрать параметры ®У и частоты его настройте!, рекомендуется использовать частотные характеристики (ЧХ), т.е. зависимость входного сопротивления питающей сети от номера гармоники У . Для нахоадснля этой зависимости могло воспользоваться методом эквивалентного генератора:

где - напряжение XX; Zfi и ij - соответственно напря-

жение на шнах при включенной нагрузке и ток нагрузки.

Дм схемы ряс. 7 были сняты спектры гармоник токов при отключенной и включенной батарее конденсаторов. 11а основании этих данных была найдена частотная характеристика (рис.8).

Анализ гармонических спектров, генерируемых НТГТ, показывает, что преобладающей является гармоника тока с частотой 250 Гц. В процентном отношении она шжет составить около 30 % от основной. Расчет параметров силовых ФКУ производится, исходя из максимально возданного уровня пятой гармоники Л- = 400 А, частота настройки ФКУ принята равной 250 Гц.

Приводится методика расчета эффективности применения ФКУ и компенсации реактивной модности. В основе методики лежит ощзедаление приведенных затрат я оплата реактивной энергия по двухставочному тарифу. Дня ЦКК дополнительные затраты на приобретение и устанозку ОКУ на /3 = 8,3 Мвар окупаются за 0,2 года, а енегодная экономия за счет их установки с учетом скидки-надбавки за реактивную мощность составляет 473,67 тыс.рублей (в ценах 1990 г.).

В девятой главе рассмотрена автоматизация расчетов высших гармоник в системах электроснабжения.

Задачей расчета высших гармоник является определение оетв-даемых максимальных (расчетных) значений токов высших гармоник в ветвях, напряжений высших гармоник в узлах, эквивалентного действувдего значения несинусоидального тока и коэффициента ке-синусоидальности напряжения для интегральной вероятности F -- 0,9*0,999, для чего необходима определение пх средних значений п среднеквадрзтяческлх отклонений.

Расчет выполнялся по следующему алгоритму:

I. Составление схемы замещения систеш электроснабжения для токов высших гармоник.

г^ЭС

f TP

10,5

m-in 5/о,ч

^ ¿Д

Rui

КС 2-10.5

Рис. 7;

Н US

Il Î3 IS Î7 if~ ti ti ts Рис. 8.

2. Расчет параметров пассивных элементов с хеш замещения на частотах высших гармоник.

3. Определение числовых характеристик токов источников высших гармоник. Для этого все тирпсториыз установки (регуЛя-торн) разделяют на тиристоршо регуляторы, у которых в основном рабочем режиме фазы токов высших гармоник изменяются в узком диапазоне (менее X ), и тиристорние регуляторы, у которых фазы токов высших гармоник изменяются в диапазоне более .

4. Производится эквивалентирование токов источников высших гармоник, подточенных в одном узло электрической сети.

5. Расчет математических ожиданий и .дисперсии напряжений высших гармоник в узлах и токов в ветвях системы замещения сис-теда электроснабжения.

6. Вычисляются математические ожидания и дисперсии коэффициента несикусоидалыюсти напряжения в узлах схемы ¡1 эквивалентного действующего значения тока в ветвях.

7. Определение расчетных значений токов высших гармоник в ветвях, напряжений высших гаршник в узлах, эквивалентного действующего значения несинусоидального тока в ветвях а коэффициента несянусоидальности напряжения з узлах схемы замещения системы электроснабжения. Расчеты выполняются с использованием коэффициента fi .

Для практического использования предложенной шт о дики была составлена программа расчета высших гармоник на ЭШ с объемом памяти ОЗУ не менее 128 Кбайт. Программа позволяет выполнить расчеты выспих гармоник для сястеш электроснабжения, схеш замещения которых имеют произвольную конфигурацию и содержат до 40 узлов и 190 ветвей. В каждом из узлов схем может быть выточено несколько источников высших гармоник с общим их числом до 175, Расчет можно выполнять для190 гармоник прямой и обратной последовательностей.

При подготовке данных для расчета вначале составляется линейный граф с хеш замощения системы электроснабжения. Граф составляется для одной фазы сети. Для подготовки исходных данных в условиях проектирования разработаны специальные формуляры. Трансформаторы, двигатели, генераторы, реакторн и батарея конденсаторов задаются паспортными данными, кабельные и воздушные

линии - сведениями об их длине, погонных сопротивлениях и емкостных проводимостях, цеховые подстанции - расчетными нагрузками характерных групп алектропри емников. Тиристорные преобразователи задаются параметрами их рекимов работы: углами регулирования, средними токами нагрузок (или выходного напряжения) и рабочими диапазонами их изменения. Источники могут быть заданы такие нош средств вино то каш каздой гармоники.

Разработашия методика и программа расчета высших гармоник на ЭШ пропши апробацию и внедрены в практику проектирования в проетных институтах Гипростройматериалы и ШИ, стройкерашка.

Расчеты могут быть проведены на расчетных столах, имеющихся, как правило, во всех крупных энергоучастках. Проведенный анализ существующих физических моделей и расчстних столов постоянного и переменного тока показал, что для расчетов высших гармоник наиболее пригодна модель переменного тока типа УШЭС-2.

Использование автором модели У1ШС-2 при проектировании реконструкции систекы электроснабжения Целшюградского керамического комбината позволило обоснова;!но изменить схему электроснабжения и .получить экономию капиталовложений в суше 93,2 тыс. руб. в ценах 1990 г.

Десятая глава посвящена проблемам энергосбережения на керамических комбинатах, анализ перспектив раззитая которых показал, что энергосиабхешю будет развиваться по трем главшм направлениям:

- использовашю технологических резервов времени для регулирования режимов эле.'стропотроблония в условиях ограничения по мощности и энергии; для уменьшения ущербов от разгрузки предприятия по активной мощности следует разработать специальные графики разгрузки для использования их оперативным персоналом;

' - использование рационального регулирования на электроемких технологических установках. Как уке указывалось ранее, примените тиристорных регуляторов напряжегаш для управления электропечами сопротиаления при фазоимпульсном регулировании тиристорами имеет низких коэффициент мощности Х; Х- ^ у5 > гдо л'/ - коэффициент, учитывающий наличие высших гармони:; кривой тока; /р - угол едлига фаз моэду первыми гармониками тока и напряжения.

Электрические печи сопротивления обладают достаточно боль-

пой постоянно;'! времени нагрева. Поэтому для таких потребителей подводимая мощность может регулироваться с частотой, значительно меньшей частоты переменного тока, т.о. возможно широтно-импульс-ное регулирование.

Мощность /Ц , выделяемая на нагрузке, будет ртвна:

0

где Ъзхс - максимальная мощность, т.е. мощность, когда тирясторные регуляторы включены; ¿мл - время, в течение которого включены тиристоры; - период регулирования.

За-счет скважности тока имеет место дополнительный нагрев кабелей и трансформаторов. Ток нагрева (эффективный) в этом случае будет равен

где _^

л = > *

Учитывая, что многозонные электропечи сопротивления ше»т на каждую зону нагревания отдельный тиристортй регулятор, можно осуществить их работу со сдвигом относительно друг друга по времена на ¿ер$ (синхронизация):

¿срб =

где л/ - число зон в электропечи.

Так как электропечи подключают одной линпоЗ в силовому трансформатору, будет происходить суммирование тояэв в вираз-' наваняе нагрузки. В общем случае, используя теорию вероятностей, получим:

где - коэффициент эффективности тока каждого зонового

тярнсторного регулятора.

Уже при пяти зонах в электропечи 1,1 , что с точки

зрепия воздействия па систему электроснабжения равноценно

коэффициенту мощности ^>0,91. Если при такой системе регулирования от одного трансформатора отключают две или более электропечей, общий коэффициент эффективности тока будет стремиться к единице.

Третье направление - создание на предприятиях промзтрой-материадов автоматизированной систеш управления энерготическим хозяйством (АСУЭ), являющейся подсистемой автоматизированной систош управления производством (АСЯ1). Предлагается использование для создания АСУЭ комплексов технических средств "Энергия" и ИИСЭ, сопрякешшх с малы:.«! 33.5. Разработаны структурные схеш этих устройств применительно к предприятия!.! отрасли.

Автор цртшмал непосредственное участие в техническом поре-вооружении энергоснабжения ЦКК и проведении соответствующих пуско-наладочшх работ (1975-1989 гг.).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основной результат работы заключается в научно-обоснованном решении задачи оптимизации параметров систош электроснабжения предприятий промстройматериаюв. Внесение результатов работы вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса. Проведены исследования, позволяющие сделать следующие выводы.

1. График потреблеш!я электроэнергии предприятиями пром-отройматериалов практически равномерен в течение суток (трехсменная работа); отсутствует ярко вираяошше максимумы нагрузки; имеются потребители, допускающие кратковременные отключения на несколько минут. Отдельные потребители, такие как шаровые мельницы, допускают отключение на 0,5 + I часа; мощныо-потребители электрической энергии - методические млогозошшо электропечи, оборудованию тиристорными регуляторами напряжения, работающие о фазоимпульсным управлением, резко ухудшают коэффициент мощности и затрудняют компенсацию реактивной мощности; имоет место частое ограничение по мощности и по отпускаемой энергии со стороны энергооистош.

2. Существующие метода расчетов носинусоэдальных реялмои в

системах электроснабжения предприятий промстроГз.гаторпалов в детермшшрованной постановке не утлтывапт случайного характера формирования результирующих спектров тока и напряжешш в электрических сетях, дают завышенные уровни высших гармоник и коэффициента несинусоидалыюсти напряжения, что приводит к завышенным оценкам мощности и ущерба от высших гармоник.

3. Анализ состояния режимов электропотрэбления предприятий промстрой.гатериалов в условиях дефицита мощности в питающих энергосистемах показал, что сущестпутощне ограничения электрической нагрузкн приводят к сокраиеш!ю выпуска продукции и связанному с этим .ущербу, снижено надежности работы основных технологических узлов. Предложена методика выбора и обоснования режимов, обеспечивающих уменьшение рабтроЛств технологических процессов и минимизацию связанного с этим ущерба.

4. В результате экспериментальных и тооретических исследований, проведенных на ЦКК, доказана правомерность применения нормального закона распределения к графикам элоктрической нагрузки и выпуска продукции в часы максимума нагрузки энергосистемы.

5. Предложена методика определения такого графика нагрузки, в пределах которого можно сбросить нагрузку в часы максимума энергосистеш без нарушения технологического режима предприятия.

6. На основе разработанной многофакторной модели оценки суммарного ущерба по предприятию в целом показана возможность управления величиной этого ущерба при ограничениях мо;цности со стороны энергосистеш и даны рекомендации по его минимизации с учетом использования технологических резервов времени (технологической паузы) приемников электроэнергий, имеющих периодический режим работы.

7. Предложена математическая модель случайной величины тока и напряжения ¡) - Л гармоники в электрической сети и инженерная методика определения числовых вероятностных характеристик эквивалентного тока - й гармоники от группы тирнсторных регуляторов напряг.ошш, отличающаяся от известных простотой при достаточной для инженерных расчетов точности. Модель позволяет определять средние значения потерь актпт.юй л полной мощности, ущерб от вноаих гармоник и их уровней, ерзднеквадратпчоекпе.

отклонения и ожидаемые максимальные значения токов высших гармоник в узлах, эквивалентное действующее значение несинусоидального тока в ветвях, коэффициент несинусоидальности напряжения в узлах системы электроснабжения для различного типа источников высших гармоник.

8. Результаты экспериментальных исследований статистических характеристик токов и напряжений высших гармоник в системе электроснабжения предприятий промстройматериалов подтвердили"основные теоретические положения предлояенных методик. Расхождение значений расчетных и полученных экспериментальных характеристик не превышает - 30 %.

9, Дня выполнения массовых расчетов по определению спектра высших гармоник в системах электроснабяения промышленных предприятий на стадии проектировать и реконструкции на основе предложенной методики разработана универсальная программа для ЭШ.

10. В результате теоретических и экспериментальных исследований показано, что применение на методических мпогозоншх электрических печах тиристорных регуляторов напряжения с фазо-импульсншл управлением значительно ухудшает эноргетические показатели систомы электроснабжения предприятия. Учитывая больную тепловую постоянную нагрева электропечи, целесообразно перевести тиристорные регуляторы напряжения на широтно-ишульсное управление со сдвигом по началу квантования по отношошш одаой зоны печей к другой на величину У/л/. 3 этом случае будет иметь место потребление от энергосистемы практически только активной мощности.

11. Разработашше мотодики и програша расчета высших гармоник внедрены в проектную практику институтом Птростро.?аито-риалов с экономическим эффектом 93,2 тыс.руб/год, институтом НИИстройкерамика с экономическим эффектом 5,4 тыс.руб. на один проект. ( в ценах 1990 г.).

12. Предложен инженерный способ определения параметров ; фильтро-компонзирующего. устройства для минимизации высших гармоник тока (напряжения) на основную доминирующую гармонику и компонсавдд роакгивной моищости. Получон экономический эффект 473,7 тыс.руб/год на Целиноградском керамическом конбинзте (1990г.).

13. Исследования графиков электрических нагрузок на Целиноградском керамическом комбинате по разработанной методике позволили разработать рекомендации по их улучшению, что дало зконо-

мический эффект 228,5 тыс. руб/год. ( в ценах 1990 г.)

14. Разработана методика и программа внедрения автоматизированной системы учета и контроля потребления электрической энергии на заводе Казахсельмзи с помощью установки типа 1ГЛЗЭ-2м. Получен экономический эффект 295,8 тыс.руб/год, (1990 г.).

Основное содержание и результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Гаценко H.A. Основные положения проблэш повышения качества электроэнергии и энергосбережения на предприятиях промышленности строительных материалов. -М.: 35ШЭС1.1, 1992 . 232 с.

2. Кац A.M. , Разгонов 3.1., Гаценко H.A.- Повышение надежности и качества электрической энергия электроснабжения Целиноградского керамического комбината (3 кн.: Повышение надежности и качества электро-и теплоснабжения г. ;.1оскзн). - '■!.: ЦДНТП, 1983, с. II3-II3.

3. Чеботарев Е.З., Докпнкулов Е., Гаценко H.A. Анализ оценки .диапазона изменений графиков электрических нагрузок на промышленных предприятиях //Сб.научн.трудов, вып. S2I, М.: Моск. энерг. ин-т, 1989, с. 13-19.

4. Чеботарев Е.З., Досанкулов Е., Гаценко H.A. Влияние изменения режимов электропотребления на оптимальную загрузку трансформаторов с учетом стоимости электроэнергии. // Труда

СШ1 (Надежность и экономичность электроснабжения нефтехимических заводов). Сыск: СПИ, 1984, с. 10-14.

5. Гаценко H.A., Зулавская Л7Д. Крупноразмернно глазурованные плитки на основе Танкерисских и Целиноградских глин. // Стекло и керамика, 1984, !Ь 10, с. 25-27.

в. Трофимов Г.Г., Сысоев В.З., Гаценко H.A. Эксплуатация кабельных линий при выооком уровне высших гармоник. // Промышленная энергетика, 1984, .4 3, с. 13-19.

7. Разгонов Е.Л., Гаценко H.A. Автоматизация учета и контроля потребления электроэнергии // Стекло я керамика, 1983, !'< 8,

с. 5.

8. Гаценко H.A., Трофимов Г.Г., Вшшер И.М. Разработка и внедрение фильтро-компексирующих устройств в системе электроснабжения Целиноградского керамического керамического комбината // Стекло и керамика, 1987, № 7, с. 15-18.

9. Гаценко H.A., Разгонов Е.Л. Повышение эффективности работы элементов систем электроснабжения //Стекло и керамика, 1987, J« 8, с. II—12.

10. Гацонко H.A. Улучшение эксплуатационного режима работы

, электрической конвейерно-поточной линии плиточного производства. М., Стекло и керамика, 1991, J5 I, с. 7-8.

11. Гаценко H.A. Организация электрической варки фритт на Целиноградском керамическом комбинате. Сборник АЭЦ - Материалы конференции "Электротершя-91", Алма-Ата, 1991, 3 с.

12. Гацонко H.A. Совершенствование эксплуатационного режима работы электрических печой плиточного производства. Целиноград, 1991, 9 с. 2 илл. 2 библиогр.: 2 назв. - Рус. - Деп. во В1ШИНГПИ.

13. Гаценко H.A. Организация экологически чистой энергосберегающей технологии плиточного производства. Целиноградский инхенарно-строительный институт . - Целиноград, 1991. - 10 е.: 3 илл. Библиогр.: 4 назв. - Рус. - Деп. в КазШСПКИ.

14. Гацонко H.A. Реконструкция свода электрической и кон-вейерно-поточной линии платочного производства. - Целиноград, 1991. - 7с.: 2 илл. - Библиогр.: 3 назв. - Рус. - Доп. в КазШШНКИ.

15. Гацонко H.A. О состояниях и перспективах энергосбережения. - М,экспресс-обзор, В1ШЭСЫ, 1992, вып. 1,2 с.

16. Гацонко H.A. Организация управления энергосборекением в условиях полного хозрасчета и развития арендных отношений завода Казахсольмзш им. 50-летия СССР. - Энергетик, 1992, .';> 4, с. 15-Г7.

17. Гаценко H.A. Оптимизация энергоснабжения на мапшно-строительном заводе Казахе ельмаш. - М., Машиностроитель, 1992, J'"5, с. 5-8.

18. Гаценко H.A. Проблемы потребле1ШЯ энергоросурсов на промышленных предприятиях г.Москвы. - Промышленность строительных материалов, 1992, .'5 I, с. 15-18.

19. Гацонко H.A. Организация управления энергосберонениеи в условиях полного хозрасчета на предприятиях стройнидустрии.-М., В1ШЭСЫ, Керамическая промышленность, 1992, вип.1, с.5-3.

20. Гацонко H.A. Улучшение эксплуатационного рекпма работы элоктричоской конвеЛсрно-поточноЯ лишш плиточного производства// U. Стокло и керамика, 1992, й 5, с. 10-12.

21. Гаценко H.A. Перспектива развития плазменной технологии воспламенения и сжигания топлив в технологически установках на предприятиях стройшщустрип // Керамическая прошпленно^ь. -I.!.: Изд-во ЗШШСМ, 1992. - Зыл. I. 5 с.

22. Гаценко H.A. Система автоматического управления элект-росварочныш печами // Экспрссс-обзор. -М.: ЗНИНЭСП, 1992.

- Знп. 2 Керамическая промышленность. 8 с..

23. Гаценко H.A. Энергосберегающая технология очистки отходящих газов фриттоварочных печей. // Стегло и керамика. I.!.: Стройиздат, 1992. - .'." 2. - 2 с.

24. Гаценко H.A. О состоянии и шрспоктивах зпергоспабже-гаш предприятий стройматериалов. // Экспросс-обзор. - 1.1,: В1ШЭСМ, 1992. - Вып. 3 Промышленность полимерных материалов. 4 с.

25. Гаценко H.A. Электрическая варка йрпттн с высокой элективной системой очистки дымовых газов. // Экспрэсс-обзор. - М.: ЗШПЮСМ, 1992. - Зып. 5. Керамическая прог-игг-ленкость. - 3 с.

26. A.c. Печь для обжига керамических изделий. / Гаценко H.A. Приоритет 4882830/33/Г10379 15 октября 1990 г.

27. A.c. Печь для обжига керамических изделий. /Гаценко H.A. Приоритет 4897I0/33I24505 15 января 1991 г.

n___w (L."" 1 илограф«н МЭИ. Кг-»» »t»m»j«р«спм.)я. П.