автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Повышение эффективности средств компенсации реактивной мощности на предприятиях со специфическими электроприемниками

005017089

Юртаев Сергей Николаевич

На правах рукописи

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СРЕДСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ СО СПЕЦИФИЧЕСКИМИ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКАМИ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 О 2012

Нижний Новгород- 2012

005017089

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО "Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева" (НГТУ)

Научный руководитель:

заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Вагин Геннадий Яковлевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Герман Леонид Абрамович, ФГБОУ ВПО "Московский государственный университет путей сообщения", профессор

кандидат технических наук

Шалаев Сергей Алексеевич,

ООО "Региональная экспертная компания",

председатель

Ведущая организация:

ООО "Электротехстрой - Проект" г. Нижний Новгород

Защита состоится "25" мая 2012 г. в 14 часов, в аудитории № 1258 на заседании диссертационного совета Д 212.165.02 при Нижегородском государственном техническом университете им. P.E. Алексеева по адресу: 603950 г. Н. Новгород, ул. Минина, д. 24, корпус 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного технического университета им. P.E. Алексеева.

Автореферат разослан "24" апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.В. Соколов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность темы. Многие промышленные потребители электроэнергии наряду с потреблением активной мощности потребляют и реактивную мощность (РМ). Передача РМ от электростанций к потребителям по электрическим сетям приводит к дополнительным потерям активной мощности. Эти дополнительные потери могут быть уменьшены, если разгрузить сети от передачи реактивной мощности.

Потери в электрических сетях быстро растут с понижением cos <р. При cos <р=0,5 они достигают 40 %. Согласно расчетам повышение средневзвешенного cos <р в целом по России на 0,01 позволяет ежегодно экономить около I млрд. кВт-ч электроэнергии. Кроме этого такое повышение cos<p позволяет высвободить 150 тыс.кВт мощности генераторов электрических станций.

Наряду с потерями активной мощности, реактивная мощность оказывает большое влияние на устойчивость энергетических систем. Дефицит РМ может привести к крупным авариям на подстанциях в энергосистемах. С помощью источников РМ можно так же улучшать качество электроэнергии у потребителей.

Решению проблемы компенсации РМ на промышленных предприятиях посвящено большое число публикаций, как в нашей стране, так и за рубежом. Среди них можно отметить работы Абрамовича Б.Н., Вагина Г.Я., Вахниной В.В., Воротницкого В.Э., Германа JI.A., Глушкова В.М, Грибина В.П., Добрусина JI.A., Еремина О.И., Жежеленко И.В., Железко Ю.С., Зорина В.В., Карпова Ф.Ф., Ковалева И.Н., Корнилова Г.П., Кузнецова A.B., Лоскутова А.Б., Мельникова H.A., Салтыкова В.М., и многих других.

Однако, несмотря на большую актуальность проблемы компенсации реактивной мощности на промышленных предприятиях, она решается очень медленно, ввиду появления большого количества специфических электроприемников (с резко-переменным режимом работы и нелинейными вольт-амперными характеристиками), устаревшей нормативной базой (она была разработана в 1986 г. и не пересматривалась), появлением большого количества новых источников реактивной мощности и отсутствием четких рекомендаций по их выбору и области применения. Решению этих вопросов и посвящена настоящая диссертация.

Объект исследования - системы электроснабжения и электроприемники промышленных предприятий.

Предмет исследования — источники реактивной мощности, их выбор и оптимальное размещение.

Цель работы - разработка критериев, способов, алгоритмов и методов, направленных на повышение эффективности компенсации РМ на промышленных предприятиях со специфическими электроприемниками.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели в диссертации решаются следующие научные и практические задачи:

1. Анализ и исследование потребителей реактивной мощности.

2. Анализ и исследование области применения перспективных источников реактивной мощности.

3. Разработка оптимальных способов компенсации реактивной мощности в электрических сетях промышленных предприятий напряжением до и выше 1000 В.

4. Разработка методики выбора оптимальных фильтро-компенсирующих устройств на предприятиях со специфическими электроприемниками.

5. Разработка компьютерных моделей узлов нагрузки со специфическими электроприемниками для расчета высших гармоник, интергармоник и выбора фильтро-компенсирующих устройств.

Связь работы с научными программами. Работа выполнялась в рамках Государственного контракта № 16.526.12.6016 на выполнение опытно-конструкторских работ в рамках Федеральной целевой программы "Исследование и разработка по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2007-2013 г."

Методы научных исследований. Для решения поставленных задач использовались методы экономического, корреляционного и спектрального анализа, а так же компьютерного моделирования.

Научная новизна работы.

1. Разработаны основные положения компенсации реактивной мощности в современных условиях кардинального изменения стоимостных показателей электрооборудования и потерь электроэнергии, отличающиеся тем, что:

• в сетях 0,4 кВ предлагается полная компенсация реактивной мощности в соответствии с проведенными исследованиями;

• уточнены способы компенсации реактивной мощности на шинах 6(10) кВ, а именно, на действующих предприятиях выгодно применять СД с частотой вращения более 1000 об./мин. и мощностью более 1000 кВт, а на вновь проектируемых предприятиях оптимальным вариантом является установка конденсаторных батарей;

• учтены интергармоники, создаваемые специфическими электроприемниками.

2. Проведенные исследования существующих и перспективных источников реактивной мощности для промышленных предприятий со специфическими электроприемниками, с рассмотрением удельных потерь мощности, сравнительных удельных стоимостных характеристик и области их предпочтительного применения, позволяют выбирать на первой стадии проектирования оптимальные варианты компенсации реактивной мощности.

3. Для промышленных предприятий со специфическими электроприемниками, имеющими нелинейные вольтамперные характеристики, обоснована новая методика расчета компенсации РМ с применением узкополосных и широкополосных фильтров, в которой:

• определен порядок расчета количества фильтров;

• определены резонансные частоты фильтров;

• определены мощности фильтров;

• приводится расчет остаточного напряжения п-ой гармоники после включения фильтра;

• рекомендуется при больших мощностях конденсаторных батарей и наличии интергармоник применять широкополосные фильтры второго порядка и фильтры С типа.

Практическая ценность результатов работы.

1. Предложенные критерии и методы выбора различных источников реактивной мощности, с учетом новых разработок, позволяют выбирать оптимальные типы компенсирующих устройств и значительно снизить потери электроэнергии в элементах систем электроснабжения промышленных предприятий.

2. Разработанные компьютерные модели узлов нагрузки с мощными дуговыми печами, с учетом статических компенсаторов, позволяют определять уровни несинусоидальности в точках присоединения предприятия к электроснабжающим организациям, а также выбирать и оптимизировать параметры фильтро-компенсирующих устройств.

3. Разработана инженерная методика расчета и выбора параметров различных компенсаторов РМ, позволяющая решать в комплексе проблему компенсации РМ и повышения качества электроэнергии на предприятиях со специфическими электроприемниками.

Достоверность полученных результатов подтверждается результатами компьютерного моделирования и хорошей сходимостью результатов моделирования с экспериментальными данными.

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы:

1. При проведении энергоаудитов 12 промышленных предприятий с экономическим эффектом 24 млн. руб. в год.

2. При проведении энергоаудитов 3-х электросетевых организаций с экономическим эффектом 10 млн. руб. в год.

3. Теоретические результаты диссертационной работы используются в учебном процессе Нижегородского государственного технического университета при чтении лекций по курсу "Оптимизация систем электроснабжения", а также в курсовом и дипломном проектировании.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Анализ потребления реактивной мощности различными электроприемниками промышленных предприятий.

2. Анализ перспективных источников реактивной мощности и рекомендации по области их применения.

3. Уточненная методика компенсации реактивной мощности в электрических сетях промышленных предприятий напряжением до и выше 1000 В при наличии специфических электроприемников.

4. Компьютерные модели узлов нагрузки с дуговыми печами для расчета высших гармоник, интергармоник и выбора фильтро-компенсирующих устройств.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на: VII, VIII, IX, XI Международной молодежной научно-технической конференции "Будущее технической науки" НГГУ им. Р.Е.Алексеева Н. Новгород 2008, 2009, 2010, 2012 гг.; XIII и XIV Нижегородской сессии молодых ученых (технические науки) Н. Новгород 2008, 2009 гг.; Научно-технической конференции "Актуальные проблемы электроэнергетики" НГГУ им. Р.Е.Алексеева Н. Новгород 2008, 2009, 2010, 2011 гг.; Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Повышение эффективности электрического хозяйства потребителей в условиях ресурсных ограничений", МЭИ, Москва 2009 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, 4 из них в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ, и 1 статья за рубежом.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 178 наименований, 1 приложения и содержит 198 страниц основного текста.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во_ введении обоснована актуальность темы диссертации,

сформулирована цель работы, основные задачи исследования, научная новизна и практическая значимость.

В первой главе дан аналитический обзор текущего состояния вопроса компенсации реактивной мощности на промышленных предприятиях.

Показано, что отчетные потери электроэнергии в целом по России составляют около 14 %. В структуре технических потерь 78% составляют потери в сетях 110 кВ и ниже. Около половины этих потерь составляют потери в системах электроснабжения промышленных предприятий. Одним из наиболее эффективных технических мероприятий по снижению потерь является компенсация реактивной мощности.

Проведено исследование потребления реактивной мощности основными группами потребителей промышленных предприятий, проанализированы факторы влияющие на потребление РМ и даны рекомендации по снижению потребления РМ. Особое внимание уделено электротехнологическим установкам, которые являются специфическими электроприемниками.

Выполненный обзор работ по теме диссертации показал, что нормативные документы по компенсации реактивной мощности на промышленных предприятиях, разработанные в 1986 г., устарели и не отвечают рыночным отношениям. Установлено, что появилось большое количество специфических электроприемников (с нелинейными вольт-амперными характеристиками, импульсным и резкопеременным режимами работы) это требует новых подходов к выбору компенсаторов реактивной мощности. Показано, что наряду с высшими гармониками большое количество электроприемников генерируют интергармоники, которые, в соответствии с ГОСТ Р 51317.2.4-2000, также надо учитывать при компенсации реактивной мощности. С ликвидацией мартеновского способа выплавки стали на промышленных предприятиях появились очень мощные дуговые печи (до 150 MB А). Эти печи имеют низкий

cos ф (порядка 0,7), создают высокий уровень гармоник и колебаний напряжения. Это требует разработки методов выбора динамических компенсаторов РМ.

Вторая глава посвящена выбору оптимальной степени и способов компенсации РМ в сетях до и выше 1000 В промышленных предприятий при отсутствии специфических электроприемников с учетом изменения стоимостных показателей.

Установлено, что основная масса потребителей РМ на промышленных предприятиях находится в сетях до 1000 В (до 90%). Поэтому важной проблемой для таких сетей является определение оптимальной, с экономической точки зрения, степени компенсации реактивной мощности.

Путем минимизации функции приведенных затрат на передачу РМ из сетей напряжением выше 1000 В в сети напряжением до 1000 В, с применением критериев подобия, получено выражение общих затрат на передачу РМ в сеть напряжением до 1000 В.

3 = 0,96-СТ-РР к, S т

^■з °т.ном

' 0,396Ст 4

т ^ |"3кв_3КН к3 • ^т.ном У

+ (3KH-QP-3KB-Q3); (1)

Ст = ДРКЗ • кз • зэ + зКВ • к| • Д(2Кз + зкв • А<3хх + зх + ЛРхх • зэх, (2)

где ДРкз, ЛРхх _ номинальные значения потерь активной мощности в трансформаторах при коротком замыкании и холостом ходе соответственно, кВт; Бт.ном - номинальная мощность трансформатора, кВ.А; РР - расчетная активная мощность нагрузки, кВт; СЬ- - реактивная мощность передаваемая в сеть 0,4 кВ из сети 6-10 кВ, квар; зэ, зэх - стоимость 1 кВт нагрузочных потерь и потерь холостого хода трансформаторов в год, руб/кВт; зт - составляющая приведенных затрат трансформатора, руб; зк„, звк - удельные приведенные затраты на конденсаторы напряжением до и выше 1000 В, руб/квар; (¿р -реактивная мощность нагрузки, квар; Ска - мощность конденсаторных батарей 6 (10) кВ; (Зэ - значение реактивной мощности, которое устанавливает энергосистема, квар.

Выражение (1) линейно зависит от передаваемой в сеть до 1000 В реактивной мощности 0Т, что и определяет минимальное значение затрат при <3т=0. Таким образом установлено, что вне зависимости от стоимостных показателей значение коэффициента реактивной мощности в электрических сетях напряжением до 1000 В может приниматься равным 9=0.

Для доказательства этого утверждения в диссертации проведены расчеты затрат вариантов полной и частичной компенсации реактивной мощности для конкретных цехов промышленного предприятия. Расчет проведен для магистральных и радиальных схем электроснабжения для двух типов мощностей цеховых трансформаторов 1000 и 2500 кВА и 12 вариантов расчетной нагрузки цехов.

Расчеты были проведены при следующих допущениях:

1. При полной компенсации РМ получается минимальное количество трансформаторов Мт.мин-

«т.мин=-г-^-+ (3)

где ДN - добавка до ближайшего целого числа; РР - расчетная активная мощность цеха, кВт; кзт. - коэффициент загрузки трансформаторов;8т.Ном -номинальная мощность цеховых трансформаторов, кВ.А.

2. При полной компенсации, кроме экономии на трансформаторах, сокращается число ячеек на питающем распределительном пункте и сокращается число высоковольтных кабелей до цеха. Но при этом увеличивается мощность конденсаторных батарей.

Расчетные затраты при частичной и полной компенсации определялись по выражениям:

(

Зц.к = Е

тКх+п,Кяч н-ПзКкл +5>КБ.ч! -Кки +СГ.Ч!; (4)

¡=1 пп

3п.к = мкб.т • кке! + сг.ш (5)

¡=1

где Е — суммарный коэффициент отчислений от капитальных затрат (8); Кт — стоимость трансформатора; КЯч - стоимость ячеек 6 (10) кВ; Ккб-, - стоимость конденсаторных установок; П| - количество ячеек необходимых для подключения дополнительного числа трансформаторов т; п2 - количество кабельных линий необходимых для питания дополнительного числа трансформаторов т; Сг.чл — стоимость годовых потерь.

Стоимость потерь Сг при частичной и полной компенсации определялась по выражениям:

Сгч = (АРкл + АРТ + АРкбч + ДРСН ) • Суэтм. (6)

ср.п = кб.п ' суэтм! (7)

где ДРкл ~ потери активной мощности в кабельных линиях, питающих дополнительное число трансформаторов ш; ДРТ - потери мощности в дополнительном числе трансформаторов ш; ДРкб.ч, ДРкб.п — потери мощности в конденсаторных установках, при частичной и полной компенсации соответственно; Суэ - удельная стоимость годовых потерь электроэнергии.

Суммарный коэффициент отчислений от капитальных затрат определялся по выражению:

Е = Г + Ра+Ро, (8)

где г - реальная процентная ставка; ра - норма амортизации; р0 - коэффициент отчислений на текущий ремонт и обслуживание.

Результаты расчетов, приведенные в диссертации, подтверждают сделанный ранее вывод о целесообразности полной компенсации реактивной мощности в сетях до 1000 В промышленных предприятий при любых мощностях цеховых трансформаторов.

Проведен выбор оптимальных способов компенсации реактивной мощности в электрических сетях 6 (10) кВ промышленных предприятий без специфических электроприемников с учетом новых цен на конденсаторы, синхронные электродвигатели и электроэнергию. Основными источниками

реактивной мощности на подобных промышленных предприятиях являются конденсаторные установки и синхронные электродвигатели (СД).

Рассмотрено два варианта выбора источников реактивной мощности.

Действующее ПП. Синхронные электродвигатели установлены и необходимо определить какой вариант более оптимален: 1) использование СД с генерацией реактивной мощности; 2) установка конденсаторных батарей (КБ) в сети 6 (10) кВ.

Приведенные затраты на уже установленные СД и КБ

3 = 3i Q + 32 Q2 (9)

3КБ =Е(К0 +kyflQKB) + CrAPyjlKBQKB> (10)

где Q - генерируемая СД реактивная мощность, 3|, з2 - удельные затраты соответственно на 1 квар и 1 квар2 генерируемой реактивной мощности; Ко -стоимость вводной ячейки, куд - удельная стоимость 1 квар КБ; QKI; - мощность КБ; Ср - годовая стоимость потерь электроэнергии.; ЛРУД - удельные потери активной мощности в КБ.

На рис. 1, а показаны полученные зависимости удельных затрат на генерацию РМ от номинальной мощности источников РМ различных типов: кривые 1-4 СД с синхронной частотой вращения п соответственно 250, 500, 750 и 1000 об./мин., 5 с п=3000 об./мин., 6 - нерегулируемые конденсаторные батареи.

Проектируемое ПП. Необходимо выбрать, какой вариант компенсации выгоден: 1) применение СД; 2) установка КБ в сети 6, 10 кВ промышленного предприятия.

Приведенные затраты на СД в данном варианте

3 = 30+3lQ + 32Q2, (11)

где Зо - постоянная составляющая затрат на СД и регулятор возбуждения.

На рис. 1, б показаны полученные зависимости удельных затрат на генерацию реактивной мощности для проектируемого промышленного предприятия.

Рисунок 1 - Зависимости удельных затрат на генерацию реактивной мощности синхронными электродвигателями и конденсаторными батареями

9

Как видно из рис. 1,а на действующих предприятиях СД выгодно использовать для компенсации реактивной мощности, если их частота вращения более 1000 об./мин. и мощность более 1000 кВт. На вновь проектируемом промышленном предприятии (рис. 1, б) оптимальным вариантом компенсации реактивной мощности является применение в сетях 6 (10) кВ конденсаторных батарей.

Исследованию влияния специфических электроприемников на выбор источников реактивной мощности посвящена третья глава диссертации.

К группе специфических электроприемников на промышленном предприятии относятся электроприемники с нелинейными вольт-амперными характеристиками, с резкопеременным и импульсным режимами работы и однофазные электроприемники. Основными из них являются: дуговые печи, прокатные станы, электросварочные установки, преобразователи тока и частоты, газоразрядные источники света, компьютерная техника. Эти электроприемники имеют низкие значения cos ср и одновременно влияют на качество электроэнергии. Поэтому задачу компенсации реактивной мощности при наличии таких электроприемников надо решать в комплексе с задачей повышения качества электроэнергии. Наибольшее влияние на выбор источников реактивной мощности оказывают электроприемники с нелинейными вольт-амперными характеристиками, так как конденсаторные батареи при наличии высших гармоник могут выходить из строя из-за перегрузки по току. В соответствии с ПУЭУ конденсаторные батареи без защиты в таких сетях можно применять, если выполняются следующие условия Sk3/SrhS200 при наличии преобразователей тока и частоты и Sjo/Sr^IOO при других видах нелинейных нагрузок. Если эти условия не выполняются, то необходимо применять заградительные или поглощающие фильтры. Для их выбора необходимо определить коэффициенты несинусоидальности напряжения Ки в точках общего присоединения промышленных предприятий и электроснабжающей организации. В работе проведен анализ и исследование высших гармоник генерируемых различными специфическими электроприемниками.

Наибольшая сложность возникает при определении высших гармоник тока, генерируемых дуговыми печами. Это связано с тем, что графики их нагрузок имеют случайный характер, что приводит к случайному характеру высших гармоник. В работе разработана компьютерная модель дуговой печи с дугой переменного тока, позволяющая определять уровни гармоник тока, для любых режимов работы дуговых печей. Структурная схема разработанной компьютерной модели приведена в диссертации. Результаты сравнения высших гармоник, определенных по разработанной модели, и данных фирмы изготовителя дуговой печи с трансформатором мощностью 140 MB-А, показали, что погрешность расчета не превышает ± 10%, что говорит об адекватности разработанной модели.

В работе приведен процентный состав высших гармоник, генерируемых дуговыми печами различной емкости, что позволяет упростить расчеты при проектировании.

Разработана компьютерная модель для расчета высших гармоник от импульсных преобразователей с однофазными выпрямителями, которые широко применяются на промышленных предприятиях (компьютерная техника, газоразрядные лампы, системы управления и защиты).

В стандартах МЭК и ГОСТ Р 51317-2.4-2000 наряду 'с высшими гармониками рекомендуют определять интергармоники. Это гармоники не кратные основной частоте 50 Гц. В стандарте МЭК-61000-2-1 рекомендуют учитывать интергармоники в диапазоне от 0 до 2000 Гц.

Интергармоники генерируют электроприемники, которые постоянно или кратковременно работают в переходном режиме. Это преобразователи частоты, асинхронные электродвигатели при некоторых режимах работы, дуговые печи и сварочные машины. В диссертации проведено исследование интергармоник, создаваемых дуговыми печами и сварочными установками. Приборов для исследования интергармоник в России не выпускается, поэтому в работе уровни интергармоник определялись путем гармонического анализа графика случайного процесса I(t) или U(t) огибающих кривых действующих значений тока и напряжения. Для этого было применено быстрое преобразование Фурье (БПФ). Такое разложение характеризует гармонический состав конкретной реализации случайного процесса на интервале стационарности.

Для исследования корреляционных функций и спектральных плотностей ДП и сварочных установок был применен пакет Signal Tolbox компьютерной системы Matlab, в котором предусмотрены процедуры для формирования импульсов различных форм.

В диссертации приведены графики нагрузки, спектральные и корреляционные функции дуговых печей емкостью 100 и 150 т, а также их амплитудные спектры. На рис. 2, для примера, приведен график спектральной плотности для печи емкостью 150 т, мощностью 95 MB-А Оскольского металлургического комбината.

Анализ спектральных характеристик дуговой печи показал наличие в спектре интергармоник, они проявляются в диапазоне от 0 до 15 Гц и вызваны колебаниями токов дуги.

Эти колебания токов можно разделить на два вида: нерегулярные с частотой до 2 Гц и циклические с частотой от 2 до 15 Гц. Размеры циклических колебаний тока обычно не превышают 20 % номинального тока печной установки, но они оказывают большое влияние на освещение, так как их частота совпадает с максимальной чувствительностью глаза (8-12 Гц).

В диссертации приведены графики нагрузки, спектральные и корреляционные функции различных типов сварочных установок, а также их спектральные плотности. На рис. 3, для примера приведены спектральные плотности напряжения шинопроводов питающих сварочные машины.

Анализ спектральных характеристик сварочных установок показывает, что частота интергармоник лежит в пределах от 0,1 до 5 Гц, а основная энергия спектра сосредоточена в диапазоне от 0,2 до 2 Гц.

Рисунок 2 - График спектральной плотности дуговой печи емкостью 150 т

Данные исследования позволяют сделать вывод, что интергармоники, создаваемые сварочными машинами и дуговыми печами в диапазоне от 0 до 50 Гц, вызываются колебаниями тока, которые приводят к колебаниям напряжения и их можно снижать средствами, которые применяются для снижения колебаний напряжения.

Проведен анализ традиционных и перспективных компенсаторов реактивной мощности, и даны рекомендации по их применению на промышленных предприятиях со специфическими электроприемниками. Результаты анализа приведены в табл. 1.

Рисунок 3 - Спектральные характеристики напряжения шинопроводов и подстанций питающих группы сварочных машин (1,2 стационарные машины различной мощности, 3 группа подвесных и одна многоточечная машина)

Таблица 1 - Области применения компенсаторов реактивной мощности на промышленных предприятиях (ГШ)___

Виды источников РМ Область применения Потери мощности Вт/квар Сравнительные цены,руб./квар

Традиционные

Конденсаторные батареи поперечного включения: до 1000 В 6 (10) кВ Компенсация РМ при отсутствии электроприемников с нелинейными вольтамперными характеристиками 0,25-0,45 0,1-0,2 340-1000 180-810

Конденсаторные установки продольного включения Компенсация РМ и снижение колебаний напряжения в сетях с электросварочными электроприемниками 0,5-1,0 800-1600

Синхронные электродвигатели Компенсация РМ на промышленных предприятиях, где они применяются для привода электроприемников 7-50 3200-6800

Пассивные фильтры Компенсация РМ и снижение высших гармоник на промышленных предприятиях с нелинейными электроприемниками со спокойным режимом работы 0,5-2,0 2000-4000

Перспективные

Активные фильтры Компенсация РМ, снижения высших гармоник, интергармоник, колебаний и провалов напряжения не более 3 % от номинальной мощности 10000-14000

Гибридные фильтры Компенсация РМ, снижения высших гармоник, интергармоник, колебаний и провалов напряжения 0,5-2,0 3000-6000

Статические тиристорные компенсаторы: прямой компенсации косвенной компенсации Компенсация РМ, снижение высших гармоник, интергармоник и колебаний напряжения на промышленных предприятиях с дуговыми печами и прокатными станами 0,5-1 % от Эном 1-2 % от Бном 6000-8000 8000-10000

Компенсаторы СТАТКОМ Компенсация РМ, снижение высших гармоник, интергармоник, колебаний и провалов напряжения в сетях с импульсными и резкопеременными нагрузками. не более 3 % от номинальной мощности 10000-15000

Корректоры коэффициента мощности Компенсация РМ, снижение высших гармоник, интергармоник, колебаний и провалов напряжения в сетях с импульсными источниками питания, в преобразователях частоты, в электронной технике, в газоразрядных лампах не более 3 % от номинальной мощности 10000-14000

Четвертая глава посвящена выбору оптимальных способов компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения со специфическими электроприемниками.

Предложен следующий алгоритм выбора:

1. Определяется необходимая для предприятия- мощность компенсирующих устройств

QKy.II — Ррм (18Ф«.^Фылх). (12)

где РРМ - расчетная активная нагрузка предприятия в период большой нагрузки электроснабжающей организации; ффц - фактический коэффициент реактивной мощности предприятия в период большой нагрузки электроснабжающей организации; tg <рмдх — коэффициент реактивной мощности, задаваемый электроснабжающей организацией.

2. Определяются уровни колебаний напряжения.

3. Определяются уровни высших гармоник и интергармоник, генерируемых специфическими электроприемниками.

4. Для всех специфических электроприемников выбираются оптимальные по техническим и экономическим критериям, средства компенсации РМ и обеспечения качества электроэнергии.

5. Определяется мощность компенсирующих устройств с учетом компенсации РМ специфических электроприемников:

о

QKy.n-H~~QKy.ri КУ.СП.1 > (13)

¡=1

где (Зку.спл - реактивная мощность, которая скомпенсирована в ¡-ом специфическом электроприемники; п — число специфических электроприемников.

6. Определяется мощность компенсирующих установок в сетях до 1000 В:

0Ку „ ^ОРМ Ц. (14)

где ()рм.ц — расчетная реактивная мощность цеха на напряжение до 1000 В.

7. Определяется мощность конденсаторных установок в сетях 6 (10) кВ промышленных предприятий:

«ЗкЕ В = Рку п н - ¿<2ку.н - Е<3сд< . (15)

где к - число цехов на промышленном предприятии; (3Сд, — реактивная мощность синхронных электродвигателей; т — число СД работающих с сое <р=-0,9.

В диссертации даются критерии расчета и выбора параметров различных фильтров. С точки зрения максимального снижения потоков РМ и устранения высших гармоник фильтры целесообразно устанавливать около источников высших гармоник. Это особенно актуально для систем электроснабжения с источниками гармоник, которые генерируют различные по спектральному составу ВГ. Количество фильтров зависит от желаемой степени подавления ВГ и коэффициента Кр=<Зкбф/8кз- Мировой опыт показывает, что снижение

коэффициента искажения кривой напряжения надо проводить до норм, регламентированных в ГОСТах стран.

Выбор количества фильтров предлагается начинать с одного настроенного на частоту, близкую к резонансной или на частоту, наибольшую по току гармоники в спектре нелинейных электроприемников. Если при одном фильтре Ки будет больше Кцц, то выбирается еще один фильтр на следующую в спектре гармонику тока и т.д.

Для выбора резонансных частот, на которые должен настраиваться фильтр предлагается сначала определить резонансные частоты контура емкость КБ и индуктивное сопротивление электрической сети в точке подключения фильтра:

fp =VSK3/QKB- (16)

Используя (16) в диссертации определены предельные мощности КБ, которые могут вызвать резонанс на различных гармониках:

QKB.np=SK3/fp2- (17)

Мощность КБ фильтра определяется по выражению:

QKB«>:;l>2KcxUKBHOMb:ni, (18)

где Ксх - коэффициент схемы соединения КБ (Ксх=3 при соединении КБ в звезду, KCX=V3 при соединении КБ в треугольник); Ivni - действующее значение гармоник тока, протекающих через фильтр пр - гармоники.

Для узкополосного фильтра, который предназначен для снижения только ВГ, Ivni равен току П; резонансной гармонике Ini:

Ьш=1ш. (19)

Если фильтр предназначен для компенсации РМ и снижения ВГ, то полученная по (18) мощность проверяется по условию:

Qkeo^QKV, (2°)

где Qicy - необходимая мощность КБ по условию компенсации РМ.

Если условие (20) не выполняется, то мощность КБ фильтра надо принять равной <3ку.

Для сокращения количества резонансных фильтров предлагается применять широкополосные фильтры. Это особенно актуально при большой мощности КБ и наличии интергармоник. При наличии широкополосного фильтра пр - через него будут проходить кроме тока 1пр, часть токов других гармоник Ini. Относительная доля тока П| гармоники 1„;, проходящая через фильтр, будет определяться по выражению (21), где п|.=п;/пр.

1

сг,

1

?.UI (21>

2(1-<.) + 1 кр-пр

Установлено, что при Кр> 1,5-10 довести Ки до требований стандартов можно с помощью одного фильтра. При Кр> 210"2 можно обойтись одним фильтром 5-й гармоники в сетях с 6-ти пульсными выпрямителями и одним фильтром 11-й гармоники в сетях с 12-ти пульсными выпрямителями.

Относительное остаточное напряжение П;.х гармоник после установки широкополосного фильтра предлагается определять по выражению:

итост = (1-П?„)/(1-П? +крп£), (22)

расчетное значение Ки после установки фильтров:

К,

"В

= (XUniocr)1/2- (23)

^иост

пн

Установлено, что на промышленных предприятиях наибольшее применение имеют широкополосные фильтры второго порядка и фильтры С типа (рис. 4, б). Мощность конденсаторных батарей этих фильтров определяется по выражению (18), а ток Ь^ в выражении (18) определяется по формуле:

Iini = £(Ini°„i)2)1/2. (24)

где 1Ы - ток - гармоники протекающий через фильтр пр-й гармоники; п„ -номер наименьшей гармоники в спектре тока; пв — номер верхней гармоники учитываемой при расчете фильтра.

у В диссертации приведены формулы для

ТС1 расчета параметров фильтра 2-го порядка и С-

t

:С2 I типа.

П Разработаны критерии расчета и выбора

R активных фильтров. Мощность активного

J^ 1 фильтра только для компенсации РМ

~ искажения определяется по выражению: б) D=V3U, Ivn. (25)

Рисунок 4 - Мощность активного фильтра для

Широкополосные фильтры компенсации РМ гармоник и мощности второго порядка (а) и фильтр искажения определяется по выражению:

С типа (б) Qa® = (Qi + D2)1/z. (26)

где Qi=V3Ui Iisin cpi. (27)

Значение Ivn определяется по выражению:

n,

Isn = (^Ini)1/2. (28)

n„

В гибридных фильтрах активный фильтр включается последовательно или параллельно пассивному фильтру. Мощность пассивного фильтра выбирается исходя из компенсации реактивной мощности первой гармоники по выражению (27), а мощность активного фильтра выбирается только для компенсации гармонических токов по выражениям (25), (27).

Большое внимание в работе уделено компенсации РМ на промышленных предприятиях с дуговыми печами переменного тока.

Дуговые печи имеют низкий cos <р и оказывают большое влияние на качество электроэнергии.

Отечественный и зарубежный опыт эксплуатации дуговых • печей показал, • что

наиболее оптимальным способом решения этих проблем

является применение статических тиристорных компенсаторов (СТК) прямой или косвенной

компенсации. В диссертации приведен порядок Рисунок 5 - Структурная схема узла нагрузки с дуговой расчета основных печью ООО "ОМК-Сталь" показателей СТК.

Для автоматизации этих сложных расчетов разработана компьютерная модель узла нагрузки дуговая печь-СТК-питающая энергосистема. Модель разработана для конкретной установки литейно-прокатного комплекса, который будет построен на предприятии ООО "ОМК-Сталь" в г. Выкса. Схема узла нагрузки приведена на рис. 5.

Данная компьютерная модель позволяет определять коэффициенты п-й гармонической составляющей напряжения Ки(П), коэффициенты искажения несинусоидальности напряжения Ки, подбирать параметры фильтров и проводить их оптимизацию. Результаты расчета по разработанной модели имеют хорошую сходимость с данными представленными фирмой изготовителем дуговой печи.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

В работе получены и защищаются следующие результаты:

1. Проведенный анализ нормативных документов по компенсации реактивной мощности на промышленных предприятиях, принятых в 80-х годах 20 века, показал, что они устарели и нуждаются в переработке, в связи с изменением цен на оборудование, стоимости потерь электроэнергии, а также появлением новых компенсаторов реактивной мощности.

2. Проведенный анализ и исследование коэффициентов реактивной мощноста различных электроприемников показал, что на промышленных предприятиях имеются большие резервы по снижению потерь электроэнергии, за счет компенсации реактивной мощности, и как следствие исключение перетоков реактивной мощности.

500 кВ

Ф4 ФЗ Ф2 ТУР

55 45 50 150 Мвар Мвар Мвар Мвар СТК

ДСП АПК

3. Установлено, что на промышленных предприятиях со специфическими электроприемниками, применение традиционных средств компенсации РМ (конденсаторных батарей) неэффективно и необходимо применять устройства позволяющие в комплексе решать проблему компенсации РМ и повышения качества электроэнергии (пассивные, активныег и гибридные фильтры, статические тиристорные компенсаторы и корректоры коэффициента мощности). Приведены их характеристики и рекомендации по выбору.

4. Разработаны основные положения новой методики выбора средств компенсации РМ на промышленных предприятиях со специфическими электроприемниками, учитывающие как высшие гармоники, так и интергармоники, новые средства компенсации РМ и новые стоимостные показатели на компенсаторы и потери электроэнергии.

5. Проведено исследование интергармоник, с использованием пакета Signal Toolbox, создаваемых дуговыми печами и сварочными машинами, что необходимо для выбора фильтро-коменсирующих устройств.

6. Разработаны компьютерные модели узлов нагрузки с мощными дуговыми печами, позволяющие определять влияние дуговых печей на показатели качества электроэнергии в точках присоединения к электроснабжающим организациям, а также выбирать и оптимизировать параметры фильтро-компенсирующих устройств.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Научные работы, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Вагин, ГЛ. О необходимости корректировки методики компенсации реактивной мощности в электрических сетях напряжением до 1000 В / ГЛ. Вагин, С.Н. Юртаев // Промышленная энергетика, 2008. № 5. С.31-41.

2. Вагин, ГЛ. К вопросу об экономической целесообразности применения синхронных двигателей для компенсации реактивной мощности на промышленных предприятиях / Г.Я. Вагин, H.H. Головкин, С.Н. Юртаев // Промышленная энергетика, 2009. № 6. С.41-47.

3. Вагин, ГЛ. Выбор типа и параметров фильтрокомпенсирующих устройств в электрических сетях с дуговыми печами / ГЛ. Вагин, A.A. Севостьянов, С.Н. Юртаев И Промышленная энергетика, 2009. № 11. С.47-52.

4. Вагин, ГЛ. К вопросу о выборе источников реактивной мощности на промышленных предприятиях / Г.Я. Вагин, A.A. Севостьянов, С.Н. Юртаев // Промышленная энергетика, 2012. № 4. С.35-37.

Научные работы, опубликованные в иностранных научно-технических журналах:

5. Вагин, ГЛ. К вопросу о компенсации реактивной мощности в сетях напряжением до 1000 В / ГЛ. Вагин, H.H. Головкин, С.Н. Юртаев // ПРОМЕЛЕКТРО (Украина), 2007. № 6. С.34-42.

Прочие опубликованные научные работы:

6. Вагин, ГЛ. Расчет высших гармоник тока и напряжения в системе электроснабжения с крупной дуговой печью / ГЛ. Вагин, С.Н. Юртаев // Труды

НГТУ "Актуальные проблемы электроэнергетики". - Н. Новгород, 2009. С. 142148

7. Вагин, ГЛ. Методы повышения качества электроэнергии и компенсации реактивной мощности на металлургических предприятиях с дуговыми печами / Г.Я. Вагин, A.A. Севостьянов, С.Н. Юртаев// Электрика, 2009. №10. С. 7-11

8. Вагин, Г.Я. Расчет высших гармоник тока и напряжения в системе электроснабжения с крупной дуговой печью / Г.Я. Вагин, A.A. Севостьянов, С.Н. Юртаев // Труды НГТУ "Актуальные проблемы электроэнергетики". -Н. Новгород, 2010. С. 93-97

9. Вагин, Г.Я. Исследование интергармоник генерируемых специфическими электроприемниками / Г.Я. Вагин, A.A. Севостьянов, С.Н. Юртаев // Труды НГТУ "Актуальные проблемы электроэнергетики". -Н. Новгород, 2011. С. 78-83

10. Вагин, Г.Я. Электромагнитная совместимость дуговых печей и систем электроснабжения / Г.Я. Вагин, A.A. Севостьянов, С.Н. Юртаев // НТЖ Труды НГТУ им. P.E. Алексеева. 2010. №2(81). С. 202-210

11. Вагин, Г.Я. Компенсация реактивной мощности в электрических сетях напряжением 6, ЮкВ / Г.Я. Вагин, H.H. Головкин, С.Н. Юртаев // Прогрессивные технологии в технике, экономике, естествознании и образовании: Межвузовский сборник статей. - Арзамас: АПИ, 2008. С. 49-55

12. Вагин, Г.Я. Методы снижения потерь электрической энергии в электрических сетях напряжением до 1000 В / Г.Я. Вагин, С.Н. Юртаев // ХШ Нижегородская сессия молодых ученых. Технические науки: Материалы докладов. - Н.Новгород: Изд-во. Гладкова О.В., 2008. С. 128-129

13. Вагин, Г.Я. Повышение качества электроэнергии и компенсация реактивной мощности на металлургических предприятиях с дуговыми печами / Г.Я. Вагин, A.A. Севостьянов, С.Н. Юртаев // Материалы Всероссийской науч.-практ. конф. "Повышение эффективности электрического хозяйства потребителей в условиях ресурсных ограничений". — М.: МЭИ, 2009 Т. I. С.17-24

14. Вагин, Г.Я. Определение высших гармоник тока и напряжения, генерируемых крупной дуговой печью / Г.Я. Вагин, С.Н. Юртаев // Будущее технической науки: тез.докл. IX Междунар. молодеж. науч.-техн. конф. -Н. Новгород: НГТУ, 2010. С. 74-75.

15. Юртаев, С.Н. Моделирование влияния крупной дуговой печи на несинусоидальность тока и напряжения / С.Н. Юртаев // Будущее технической науки: тез.докл. X Междунар. молодеж. науч.-техн. конф. - Н. Новгород: НГТУ, 2012. С. 81-82.

Личный вклад соискателя. Все основные положения диссертации разработаны лично автором. В работах, написанных в соавторстве, автору принадлежат: [1-5] - постановка задачи, методы расчета, и их анализ; [6-14] -разработка методов анализа и компьютерное моделирование.

Подписано в печать 20.04.2012. Формат 60x84'/i6. Бумага офсетная. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 241.

Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева. Типография НГТУ. 603950, г. Нижний Новгород, ул. К. Минина, 24.

Принятые условные сокращения.

Введение.

Глава 1. Аналитический обзор состояния вопроса компенсации реактивной мощности на промышленных предприятиях и постановка задачи диссертации.

1.1 Технические и технико-экономические критерии компенсации реактивной мощности.

1.2 Реактивная мощность и ее "потребители".

1.3 Анализ и исследование потребители реактивной мощности на промышленных предприятиях.

1.4 Обзор работ по теме и постановка задачи исследования.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Выбор оптимальной степени и способов компенсации реактивной мощности в сетях до и выше 1 ООО в промышленных предприятий при отсутствии специфических электроприемников.

2.1 Основные подходы.

2.2 Оптимизация технических решений.

2.3 Область устойчивости оптимизации задач компенсации реактивных нагрузок.

2.4 Выбор оптимального способа компенсации реактивных нагрузок в сетях 6, 10 кВ.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Исследование влияния специфических электроприемников на выбор источников реактивной мощности.

3.1 Постановка задачи.

3.2 Исследование и анализ высших гармоник генерируемых электроприемниками с нелинейными вольт-амперными характеристиками.

3.3 Исследование интергармоник генерируемых электротехнологическими электроприемниками.

3.3.1 Источники интергармоник.

3.3.2 Исследование интергармоник создаваемых дуговыми печами.

3.3.3 Интергармоники создаваемые электросварочными установками.

3.4 Анализ источников реактивной мощности, которые перспективно применять на предприятиях со специфическими электроприемниками.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Выбор оптимальных способов компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий со специфическими электроприемниками.

4.1 Основные подходы.

4.2 Анализ вариантов схем электроснабжения ПП.

4.3 Выбор мощности, типов, и мест установки компенсаторов реактивной мощности.

4.4 Критерии расчета и выбора фильтров.

4.5 Компенсация реактивной мощности на предприятиях с дуговыми печами переменного тока.

4.6 Разработка компьютерной модели узла нагрузки - дуговая печь - СТК - питающая энергосистема и проверка эффективности работы СТК.

Выводы по главе 4.

Актуальность темы. Все промышленные потребители электроэнергии наряду с потреблением активной мощности потребляют и реактивную мощность (РМ). Передача РМ от электростанций к потребителям по электрическим сетям приводит к дополнительным потерям активной мощности. Эти дополнительные потери могут быть уменьшены, если разгрузить сети от передачи реактивной мощности. Этого можно достичь, если источники РМ мы установим у потребителей электроэнергии.

Потери в электрических сетях быстро растут с понижением cos ср. При cos ср=0,5 они достигают 40 %. Согласно расчетам повышение средневзвешенного cos ср в целом по России на 0,01 позволяет ежегодно экономить около 1 млрд. кВт-ч электроэнергии. Кроме этого такое повышение cos ф позволяет высвободить 150 тыс.кВт мощности генераторов электрических станций.

Наряду с потерями активной мощности, реактивная мощность оказывает большое влияние на устойчивость энергетических систем. Так дефицит РМ в Московской энергосистеме в 2005 г. привел к крупной аварии на подстанции "Чагино". С помощью источников РМ можно так же улучшать режимы напряжения, как на промышленных предприятиях, так и в сетях энергоснабжающих организаций.

Решению проблемы компенсации РМ на промышленных предприятиях посвящено большое число публикаций, как в нашей стране, так и за рубежом. Среди них можно отметить работы Абрамовича Б.Н., Алтунина Б.Ю., Белоусова В.Н., Вагина Г.Я., Вахниной В.В., Веникова В.А., Воротницкого В.Э., Германа Л.А., Глушкова В.М., Грибина В.П., Добрусина Л.А., Еремина О.И., Жежеленко И.В., Железко Ю.С., Зорина В.В., Карпова Ф.Ф., Ковалева И.Н., Корнилова Г.П., Кузнецова A.B., Лоскутова А.Б., Мельникова H.A., Пекелиса В.Г., Рогальского Б.С., Салтыкова В.М., Серебрякова A.C. и многих других.

Однако, несмотря на большую актуальность проблемы компенсации РМ на промышленных предприятиях (1111), она решается очень медленно, ввиду появления на 1111 большого количества специфических электроприемников (с резко-переменным и несинусоидальным режимом работы), устаревшей нормативной базой (она была разработана в 1986 г. и не пересматривалась), появлением большого количества новых источников РМ и отсутствием четких рекомендаций по их выбору и области применения. Решению этих вопросов и посвящена настоящая диссертация.

Объект исследования - системы электроснабжения и электроприемники промышленных предприятий.

Предмет исследования - источники реактивной мощности, их выбор и оптимальное размещение.

Цель работы - разработка критериев, способов, алгоритмов и методов, направленных на повышение эффективности компенсации РМ на промышленных предприятиях со специфическими электроприемниками.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели в диссертации решаются следующие научные и практические задачи:

1) Анализ и исследование потребителей реактивной мощности.

2) Анализ и исследование области применения перспективных источников реактивной мощности.

3) Разработка оптимальных способов компенсации реактивной мощности в электрических сетях промышленных предприятий напряжением до и выше 1000 В.

4) Разработка методики выбора оптимальных фильтро-компенсирующих устройств на предприятиях со специфическими электроприемниками.

5) Разработка компьютерных моделей узлов нагрузки со специфическими электроприемниками для расчета высших гармоник, интергармоник и выбора фильтро-компенсирующих устройств.

Связь работы с научными программами. Работа выполнялась в рамках Государственного контракта № 16.526.12.6016 на выполнение опытно-конструкторских работ в рамках Федеральной целевой программы "Исследование и разработка по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2007-2013 г."

Методы научных исследований. Для решения поставленных задач использовались методы экономического, корреляционного и спектрального анализа, а так же компьютерного моделирования.

Научная новизна работы.

1) Разработаны основные положения компенсации реактивной мощности в современных условиях кардинального изменения стоимостных показателей электрооборудования и потерь электроэнергии, отличающиеся тем, что: в сетях 0,4 кВ предлагается полная компенсация реактивной мощности в соответствии с проведенными исследованиями;

• уточнены способы компенсации реактивной мощности на шинах 6(10) кВ, а именно, на действующих предприятиях выгодно применять СД с частотой вращения более 1000 об./мин. и мощностью более 1000 кВт, а на вновь проектируемых предприятиях оптимальным вариантом является установка конденсаторных батарей;

• учтены интергармоники, создаваемые специфическими электроприемниками.

2) Проведенные исследования существующих и перспективных источников реактивной мощности для промышленных предприятий со специфическими электроприемниками, с рассмотрением удельных потерь мощности, сравнительных удельных стоимостных характеристик и области их предпочтительного применения, позволяют выбирать на первой стадии проектирования оптимальные варианты компенсации реактивной мощности.

3) Для промышленных предприятий со специфическими электроприемниками, имеющими нелинейные вольтамперные характеристики, 8 обоснована новая методика расчета компенсации РМ с применением узкополосных и широкополосных фильтров, в которой:

• определен порядок расчета количества фильтров;

• определены резонансные частоты фильтров;

• определены мощности фильтров;

• приводится расчет остаточного напряжения п-ой гармоники после включения фильтра;

• рекомендуется при больших мощностях конденсаторных батарей и наличии интергармоник применять широкополосные фильтры второго порядка и фильтры С типа.

Практическая ценность результатов работы.

1. Предложенные критерии и методы выбора различных источников реактивной мощности, с учетом новых разработок, позволяют выбирать оптимальные типы компенсирующих устройств и значительно снизить потери электроэнергии в элементах систем электроснабжения промышленных предприятий.

2. Разработанные компьютерные модели узлов нагрузки с мощными дуговыми печами, с учетом статических компенсаторов, позволяют определять уровни несинусоидальности в точках присоединения предприятия к электроснабжающим организациям, а также выбирать и оптимизировать параметры фильтро-компенсирующих устройств.

3. Разработана инженерная методика расчета и выбора параметров различных компенсаторов РМ, позволяющая решать в комплексе проблему компенсации РМ и повышения качества электроэнергии на предприятиях со специфическими электроприемниками.

Достоверность полученных результатов подтверждается результатами компьютерного моделирования и хорошей сходимостью результатов моделирования с экспериментальными данными.

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы:

1) При проведении энергоаудитов 12 промышленных предприятий с экономическим эффектом 24 млн. руб. в год.

2) При проведении энергоаудитов 3-х электросетевых организаций с экономическим эффектом 10 млн. руб. в год.

3) Теоретические результаты диссертационной работы используются в учебном процессе Нижегородского государственного технического университета при чтении лекций по курсу "Оптимизация систем электроснабжения", а также в курсовом и дипломном проектировании.

Основные положения, выносимые на защиту.

1) Анализ потребления реактивной мощности различными электроприемниками промышленных предприятий.

2) Анализ перспективных источников реактивной мощности и рекомендации по области их применения.

3) Уточненная методика компенсации реактивной мощности в электрических сетях промышленных предприятий напряжением до и выше 1000 В при наличии специфических электроприемников.

4) Компьютерные модели узлов нагрузки с дуговыми печами для расчета высших гармоник, интергармоник и выбора фильтро-компенсирующих устройств.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на: VII, VIII, IX, XI Международной молодежной научно-технической конференции "Будущее технической науки" НГТУ им. Р.Е.Алексеева Н. Новгород 2008, 2009, 2010, 2012 гг.; XIII и XIV Нижегородской сессии молодых ученых (технические науки) Н. Новгород 2008, 2009 гг.; Научно-технической конференции "Актуальные проблемы электроэнергетики" НГТУ им. P.E. Алексеева Н. Новгород 2008, 2009, 2010, 2011 гг.; Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Повышение эффективности электрического хозяйства потребителей в условиях ресурсных ограничений", МЭИ, Москва 2009 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, 4 из них в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ, и 1 статья за рубежом.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 178 наименований, 1 приложения и содержит 198 страниц основного текста.

Выводы по главе 4

1) Разработана новая методика выбора и размещения компенсаторов РМ на промышленных предприятиях при отсутствии специфических электроприемников.

2) Разработана новая методика выбора источников РМ и фильтро-компенсирующих устройств на промышленных предприятиях со специфическими электропринемниками.

3) Разработана компьютерная модель узла нагрузки ДП-СТК-питающая сеть, позволяющая в комплексе определять параметры качества электроэнергии и подбирать параметры фильтров высших гармоник.

4) Проведена экспертиза показателей качества электроэнергии и компенсации РМ во вновь проектируемом литейно-прокатном комплексе "ОМК-Сталь", в г Выкса с самой мощной в России дуговой печью переменного тока.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе получены и защищаются следующие результаты:

1. Проведенный анализ нормативных документов по компенсации реактивной мощности на промышленных предприятиях, принятых в 80-х годах 20 века, показал, что они устарели и нуждаются в переработке, в связи с изменением цен на оборудование, стоимости потерь электроэнергии, а также появлением новых компенсаторов реактивной мощности.

2. Проведенный анализ и исследование коэффициентов реактивной мощности различных электроприемников показал, что на промышленных предприятиях имеются большие резервы по снижению потерь электроэнергии, за счет компенсации реактивной мощности, и как следствие исключение перетоков реактивной мощности.

3. Установлено, что на промышленных предприятиях со специфическими электроприемниками, применение традиционных средств компенсации РМ (конденсаторных батарей) неэффективно и необходимо применять устройства позволяющие в комплексе решать проблему компенсации РМ и повышения качества электроэнергии (пассивные, активные и гибридные фильтры, статические тиристорные компенсаторы и корректоры коэффициента мощности). Приведены их характеристики и рекомендации по выбору.

4. Разработаны основные положения новой методики выбора средств компенсации РМ на промышленных предприятиях со специфическими электроприемниками, учитывающие как высшие гармоники, так и интергармоники, новые средства компенсации РМ и новые стоимостные показатели на компенсаторы и потери электроэнергии.

5. Проведено исследование интергармоник, с использованием пакета Signal Toolbox, создаваемых дуговыми печами и сварочными машинами, что необходимо для выбора фильтро-компенсирующих устройств.

6. Разработаны компьютерные модели узлов нагрузки с мощными дуговыми печами, позволяющие определять влияние дуговых печей на показатели качества электроэнергии в точках присоединения к электроснабжающим организациям, а также выбирать и оптимизировать параметры фильтро-компенсирующих устройств.

1. Активные фильтры Max Sine. Nokian capacitors. Компенсация высших гармоник и реактивной мощности. Промелектро (Украина), 2007, № 2. с. 16-19.

2. Алексеев С.В., Трейвас В.Г. Статистические характеристики токов дуговых сталеплавильных печей / С.В. Алексеев, В.Г. Трейвас // Изв. вузов. Электромеханика, 1971, № 1, С. 17-23.

3. Арриллага Дж., Дредли Д., Боджер П. Гармоники в электрических системах. Перевод с английского М.: Энергоатомиздат, 1990. 320 с.

4. Белоусов В.Н., Железко Ю.С. Отражение в договорах на электроснабжение вопросов качества электроэнергии и условий потребления и генерации реактивной мощности. // Электрические станции, 1999, № 1.С. 11-17.

5. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. М.: Высшая школа, 1973. 752 с.

6. Божко, С.В. Системы управляемого электропривода общепромышленного назначения большой мощности: Обзор и основные тенденции развития. // Промелектро (Украина). 2003. № 6. с. 15-23.

7. Бородулин, Б.М., Конденсаторные установки электрифицированных железных дорог / Б.М. Бородулин, Л.А. Герман, Г.А. Николаев. М.: Транспорт, 1983. - 183 с.

8. Вагин Г. Я., Орлов В. С., Ярвик Я.Я. Специальные вопросы электроснабжения предприятий. Учебное пособие. Талин, ТПИ, 1993. - 996 с.

9. Вагин Г. Я., Юртаев С. Н. О необходимости корректирования методики компенсации реактивной мощности в электрических сетях до 1000В. // Промышленная энергетика, 2008, №5. С. 31-41

10. Вагин Г.Я. Выбор типа и параметров фильтрокомпенсирующих204устройств в электрических сетях с дуговыми печами / Г.Я. Вагин, A.A. Севостьянов, С.Н. Юртаев // Промышленная энергетика, 2009. № 11. С.47-52.

11. Вагин Г .Я. Выбор типа компенсирующих устройств в сетях 6, 10 кВ / Г .Я. Вагин, С.Н. Юртаев // Будущее технической науки: тез. докл. VIII Междунар. молодеж. науч.-техн. конф. Н.Новгород: НГТУ, 2009. С. 101-102.

12. Вагин Г.Я. Исследование интергармоник генерируемых специфическими электроприемниками / Г.Я. Вагин, A.A. Севостьянов, С.Н. Юртаев // Актуальные проблемы электроэнергетики: труды НГТУ.-2011. С. 78-83

13. Вагин Г.Я. К вопросу о компенсации реактивной мощности в сетях напряжением до 1000 В / Г.Я. Вагин, H.H. Головкин, С.Н. Юртаев // Промелектро (Украина), 2007. № 6. С.34-42.

14. Вагин Г.Я. К вопросу о применении синхронных двигателей для компенсации реактивной мощности / Г.Я. Вагин, H.H. Головкин, С.Н. Юртаев // Актуальные проблемы электроэнергетики: труды НГТУ. -2008. С. 99-104

15. Вагин Г.Я. К вопросу об экономической целесообразности применения синхронных двигателей для компенсации реактивной мощности на промышленных предприятиях / Г.Я. Вагин, H.H. Головкин, С.Н. Юртаев // Промышленная энергетика, 2009. № 6. С.41-47.

16. Вагин Г.Я. Компенсация реактивной мощности в электрических сетях напряжением до 1000 В / Г.Я. Вагин, С.Н. Юртаев // Будущеетехнической науки: тез.докл. VII Междунар. молодеж. науч.-техн. конф. Н.Новгород: НГТУ, 2008. С. 58.

17. Вагин Г.Я. Методы повышения качества электроэнергии и компенсации реактивной мощности на металлургических предприятиях с дуговыми печами / Г.Я. Вагин, А.А. Севостьянов, С.Н. Юртаев // Электрика, 2009.- №10. С. 7-11

18. Вагин Г.Я. Методы снижения потерь электрической энергии в электрических сетях 6, 10 кВ / Г.Я. Вагин, С.Н. Юртаев // XIV Нижегородская сессия молодых ученых. Технические науки: Материалы докладов. Н.Новгород: Изд-во. Гладкова О.В., 2009. С. 151.

19. Вагин Г.Я. Определение высших гармоник тока, генерируемых крупной дуговой печью / Г.Я. Вагин, С.Н. Юртаев // Будущее технической науки: тез.докл. IX Междунар. молодеж. науч.-техн. конф. Н.Новгород: НГТУ, 2010. С. 74-75.

20. Вагин Г.Я. Оптимальное построение систем электроснабжения предприятий с электросварочными установками: теория, методы расчета и проектирования: Дис. . докт. техн. наук. Горький, ГПИ, 1985. Т.1.-527 с.

21. Вагин Г.Я. Оптимальное построение систем электроснабжения предприятий с электросварочными установками: теория, методы расчета и проектирования: Дис. . докт. техн. наук. Горький, ГПИ, 1985. Т.2- 180 с.

22. Вагин Г.Я. Расчет высших гармоник напряжения в системах электроснабжения с дуговыми печами / Г.Я. Вагин, A.A. Севостьянов, С.Н. Юртаев // Актуальные проблемы электроэнергетики: труды НГТУ. 2010. С. 93-97

23. Вагин Г.Я. Расчет высших гармоник тока и напряжения в системе электроснабжения с крупной дуговой печью / Г.Я. Вагин, С.Н. Юртаев // Актуальные проблемы электроэнергетики: труды НГТУ. 2009. С. 142-148

24. Вагин Г.Я. Режимы электросварочных машин. М.: Энергоатомиздат, 1985.- 192 с.

25. Вагин Г.Я. Специальные вопросы электроснабжения промышленных предприятий. Учебное пособие. Горький, ГПИ, 1986. 76 с.

26. Вагин Г.Я. Электромагнитная совместимость дуговых печей и систем электроснабжения / Г.Я. Вагин, A.A. Севостьянов, С.Н. Юртаев // НТЖ Труды НГТУ им. P.E. Алекесеева. 2010. - №2(81). С. 202-210

27. Вагин Г.Я., Лоскутов А.Б., Севостьянов A.A., Электромагнитная совместимость в электроэнергетике: Учебник для вузов. М.: Из-во Академия, 2010 г. 224 с.

28. Вагин Г.Я., Севостьянов A.A., Юртаев С.Н. К вопросу о выборе источников реактивной мощности на промышленных предприятиях. Промышленная энергетика, 2012, № 4 С. 35-37.

29. Вахнина В.В., Черненко А.Н. Обобщенные динамические характеристики электрической дуги при дуговой сварке и плавке металлов. Известия вузов. Электромеханика, 2009, № 5. -С. 53-56.

30. Веников В. А., Глазунов А. А., Тюханов Ю. М. Математическиемодели формирования оптимальных схем электроснабжения при автоматизированном проектировании // Электричество, 1983, №1.

31. Веников В.А., Веников Г.В. Теория подобия и моделирования / В.А. Веников, Г.В. Веников // М.: Высшая школа, 1984. 439 с.

32. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. - 576 с.

33. Винер Н. Я -Математик. М.: Наука, 1967.-251с.

34. Владимиров Ю.В. Негативное влияние перетоков реактивных мощностей и "Реактивная электроэнергия" / Ю.В. Владимиров // Промелектро (Украина). 2005. № 3

35. Владимиров, Ю. В. О концепции реактивной мощности /Ю. В. Владимиров// Св1тлотехшка та Електроенергетика. 2008. -№3. -С. 3540.

36. Влияние дуговых печей на системы электроснабжения / Под ред. М. Я. Смелянского и Р. В. Минеева. М.: Энергия, 1975. 184 с.

37. Воротницкий В. Э., Заслонов С. В., Калинкина М. А. Расчет, нормирование и снижение потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям. М.: ВНИИЭ, 2006.

38. Герман JI.A. Регулируемые установки продольно-емкостной компенсации в системах тягового электроснабжения железных дорог. / JI.A. Герман, A.C. Серебряков. М.: Издательство PAT, МИИТ, 2012.169 с.

39. Герман, JI.A. Поперечная емкостная компенсация в тяговых сетях железных дорог / JI.A. Герман // Промышленная энергетика.- 2009. № 10.-с. 30-35.

40. Герман, JI.A., Бородулин, Б.М. Особенности компенсации реактивной мощности в системе тягового электроснабжения железных дорог Электро, 2010 № 3.

41. Гительсон С. М. Оптимальное распределение конденсаторов на промышленных предприятиях. М.: Энергия, 1967. 152 с.

42. Глушков В. М., Грибин В. П. Компенсация реактивной мощности в электроустановках промышленных предприятий. М.: Энергия, 1975. - 104 с.

43. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Советское радио, 1977.-260 с.

44. ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная Нормы качества электрической энергии в системах Электроснабжения общего назначения. М.: Издательство стандартов, 2002. - 39 с.

45. ГОСТ Р 51317.2.4 2000. Совместимость технических средств электромагнитная. Электромагнитная обстановка. Уровни ЭМС для низкочастотных кондуктивных помех в системах электроснабжения промышленных предприятий. - М.: Издательство стандартов, 2000. -18 с.

46. ГОСТ Р 54149-2010 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения

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

48. Данцис Я.Б., Жилов Г.М. Короткие сети и электрические параметры дуговых электропечей. М.: Металлургия, 1987. 320 с.

49. Джюджи Л., Пелли Б. Силовые полупроводниковые преобразователи частоты: Теория, характеристики, применение. Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1983. 400 с.

50. Добрусин Л.А. Автоматизация расчета высших гармоник в эл. сетях, питающих преобразователи. Промышленная энергетика. 2003, № 4. С. 44-49.

51. Добрусин Л. А. Автоматизация расчета фильтрокомпенсирующихустройств для эл. сетей, питающих преобразователи. Промышленная энергетика, 2004, № 5. С. 34-39.

52. Добрусин Л.А. Основы теории и проектирования оптимальных фильтрокомпенсирующих устройств для преобразователей. Автореф. дис. . докт. техн. наук. М.: ВЭИ, 1999. - 40 с.

53. Дрехслер Р. Измерение качества электроэнергии при несимметричной и нелинейной нагрузке. М.: Энергоатомиздат, 1985. 112 с.

54. Евстифеев, И.В. Повышение эффективности компенсации реактивной мощности промышленными и коммунальными потребителями электроэнергии. Автореф. дис. . канд. техн. наук. Самара, СамГТУ, 2009,- 19 с.

55. Еремин Е.О. Разработка методов многоцелевой оптимизации с применением эволюционных алгоритмов в задаче компенсации рективной мощности. Автореф. дис. . канд. техн. наук. НГТУ Н. Новгород, 2006. - 23 с.

56. Жежеленко, И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. 5-е изд., перераб. и доп. / И.В. Жежеленко.// М.: Энергоатомиздат, 2005 - 358 с.

57. Железко Ю. С. Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях: руководство для практических расчетов /Ю. С. Железко // М. : Энергоатомиздат, 1989. 176с.

58. Железко Ю. С. Компенсация реактивной мощности в сложных электрических системах. М.: Электроатомиздат, 1981. 200 с.

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

60. Железко Ю. С. Новые нормативные документы, определяющие взаимоотношения организаций и покупателей электроэнергии в части условий потребления реактивной мощности / Ю. С. Железко //

61. Электрика. 2008. №2. С. 3-8.

62. Железко Ю. С. О нормативных документах в области качества электроэнергии и условий потребления реактивной мощности / Ю. С. Железко//Электрические станции. 2002. №6. С. 18-24.

63. Железко Ю. С., Герман JI. А. Методы учета тяговых сетей электрифицированных железных дорог в системном расчете компенсации реактивной мощности. Промышленная энергетика, 1989, №11.

64. Железко Ю.С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии. Руководство для практических расчетов. М.: ЭНАС, 2009.-456 с.

65. Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники: учебник: учебник для вузов / Г.С. Зиновьев // Новосибирск, НГТУ, 2009-320 с.

66. Зорин В. В. Концепция компенсации реактивной мощности в распределительных электрических сетях / В. В. Зорин// Промелектро (Украина). 2005. №3. С. 24-26.

67. Зорин В. В. Об оплате за перетоки реактивной энергии в условиях рыночных отношений / В. В. Зорин// Промелектро (Украина). 2004. №4. С. 22-23.

68. Иванов В. С. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий /В. С. Иванов, В. И. Соколов. // М. : Энергоатомиздат, 1987. 336с.

69. Избранные вопросы несинусоидальных режимов в электрических сетях предприятий/ И.В. Жежеленко, Ю.Л. Саенко, Т.К. Бараненко и др. // М.: Энергоатомиздат, 2007 296 с.

70. Инструктивные материалы Главгосэнергонадзора / Минэнерго СССР. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 352 с.

71. Инструкция по системному расчету компенсации реактивной мощности в электрических сетях // Промышленная энергетика. 1990.1. С. 50-55.

72. Инструкция по системному расчету компенсации реактивной мощности в электрических сетях. Инструктивные материалы Главгосэнергонадзора. М.: Энергоатомиздат, 1983, с. 375-389.

73. Инструкция по системному расчету компенсации РМ в электрических сетях. Инструктивные материалы Главгосэнергонадзора. М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 276-287.

74. Карпов Ф. Ф. Компенсация реактивной мощности в распределительных сетях / Ф. Ф. Карпов. // М. : Энергия, 1975. 185с.

75. Карпов Ф.Ф., Солдаткина JI.A., Мельников H.A., Регулирование напряжения в электросетях промышленных предприятий / Ф.Ф. Карпов, JI.A. Солдаткина, H.A. Мельников, // М., «Энергия», 1970.- 224 с.

76. Карташов Р.П., Кулиш А.К., Чехет Э.М. Тиристорные преобразователи частоты с искусственной коммутацией. К.: Техшка. 1979.- 152 с.

77. Кириенко В.П. Регулируемые преобразователи систем импульсного электропитания. НГТУ Н. Новгород, 2008. - 617 с.

78. Ковалев И. Н. Выбор компенсирующих устройств при проектирование электрических сетей / И. Н. Ковалев // М. : Энергоатомиздат, 1990. -200с.

79. Компенсация реактивной мощности. К вопросу об технико-экономической целесообразности / В.А. Овсейчук и др. // Новости электротехники, 2008. № 4. С. 42-46.

80. Коновалов Г.В., Тарасенко Е.М. Импульсные случайные процессы в электросвязи. М.: Связь, 1973. -304 с.

81. Корн Т., Корн Г. Справочник по математике для инженеров и научных работников. М.: Наука, 1973. 832с.

82. Кудрин, Б. И. История компенсации реактивной мощности: комментарий главного редактора / Б. И. Кудрин // Электрика. 2001. №6. С. 26-29.

83. Кузнецов А. В. О государственном управлении процессом компенсации реактивной мощности / А. В. Кузнецов, И. В. Евстифеев // Электрика. 2008. №8. С. 3-6.

84. Кузнецов А. В. Об экономических рычагах управления процессом компенсации реактивной мощности / А. В. Кузнецов, И. В. Евстифеев // Промышленная электроника. 2008. - №2. - С. 2-5.

85. Кузнецов A.B. О применении повышающих коэффициентов к тарифам за потребление реактивной мощности / A.B. Кузнецов, И.В. Евстифеев // Электрика. 2008. № 8. С. 3-6.

86. Куско, А., Томпсон, М. Качество энергии в электрических сетях. М.: Додэка-ХХ1, 2008, 336 с.

87. Литвак Л.В. Повышение коэффициента мощности на промышленных предприятиях. М.: Госэнергоиздат, 1957.

88. Лоскутов А.Б. Повышение эффективности использования электроэнергии в системах электроснабжения металлургических предприятий. Дис. . докт. техн. наук. / Н.Новгород, НГТУ, 1994 -380 с.

89. Лоскутов А.Б., Еремин О.И. Многоцелевая оптимизация компенсации реактивной мощности в электрических сетях. Промышленная энергетика, 2006, № 6. С. 39-41

90. Марков H.A. Электрические цепи и режимы дуговых электропечных установок. М.: Энергия, 1975. 204 с.

91. Мельников Н. А. Реактивная мощность в электрических сетях. М.: Энергия, 1975.- 128 с.

92. Минеев Р. В., Михеев А. П., Рыжнев Ю. Л. Повышение эффективности электроснабжения электропечей. М.: Энергоатомиздат, 1986. 208 с.

93. Минин Г.П. Реактивная мощность. 2-е изд., перераб. - М.: Энергия, 1978.-88 с.

94. Орловский С. А. Проблемы принятия решений при нечеткой исходной информации. М.: Наука, 1981. 320с.

95. Основы построения промышленных электрических сетей / Г. М. Каялов, А. Э. Каждан, И. Н. Ковалев, Э. Г, Куренный // М.: Энергия, 1978.-352 с.

96. Пагурова В. Н. Таблицы неполной Г-функции./ Вычислительный центр АН СССР. М.: 1963.

97. Папков Б.В. Терминология современной электроэнергетики. Словарь -справочник Н.Новгород: НГТУ, 2006 92 с.

98. Паули В. К. Компенсация реактивной мощности как эффективное средство рационального использования электроэнергии / В. К. Паули, Р. А. Воротников // Энергоэксперт. 2007. - №2. - С. 16-22.

99. Порядок расчета и обоснования нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям. Утвержден приказом МинПромЭнерго России от 4 октября 2005г., №267.

100. Поспелов Г. Е., Сыч Н. М., Федин В. Т. Компенсирующие и регулирующие устройства в электрических системах. Ленинград, Энергоатомиздат, 1983. 112 с.

101. Потери электроэнергии в электрических сетях энергосистем / В. Э. Воротницкий, Ю. С. Железко, В. Н. Казанцев и др. М.: Энергоатомиздат, 1983. 368 с.

102. Праховник A.B. К вопросу снижения потерь электроэнергии в эл. сетях. Промелектро (Украина). 2000. № 7. с. 25-33.

103. Прейскурант №09-01. Тарифы на электрическую и тепловую энергию, отпускаемую энергосистемами и электростанциями Министерства энергетики и электрификации СССР. М.: Прейскурантиздат, 1980. -48 с.

104. Промышленные испытания активного фильтра в промысловых сетях ОАО "Оренбургнефть" ТНК-ВР / Б.Н. Абрамович, A.B. Медведев, В.В. Старостин, E.H. Аболемов и др // Промышленная энергетика, 2008, № 10. с. 42-46.

105. Раджабов Ф. Н. Потери электроэнергии и методы их снижения. Баку. Азербайджанское государственное издательство, 1983. 88 с.

106. РД 50-713-92 (МЭК 1000-2-1). Виды низкочастотных кондуктивныхпомех и сигналов, передаваемых по силовым линиям, в системах электроснабжения общего назначения. Методические указания. М.: Из-во стандартов, 1993. - 21 с.

107. Розанов Ю.К. Основные этапы развития и современное состояние силовой электроники. Электричество, 2005, № 7. с 52-61.

108. Руководящие указания по повышению коэффициента мощности в установках потребителей электроэнергии. М.: Госэнергоиздат, 1961. -20 с.

109. Салтыков В.М., Салтыкова O.A., Салтыков A.B. Влияние характеристик дуговых сталеплавильных печей на качесвто напряжения в системах электроснабжения. М.: Энергоатомиздат, 2006. 245 с.

110. Свенчанский А.Д., Цуканов В.В. Модель дуги при расчете динамических процессов в цепях ДСП // Математическое моделирование и расчет дуговых и плазменных сталеплавильных печей. М.: ВНИИЭТО, 1983. С. 41-44.

111. Смелянский М.Я., Минеев Р.В., Михеев А.Л. Вероятностные характеристики пульсаций тока мощных дуговых электропечей. //

112. Электричество,-1974.-№4, с. 65-68

113. Смирнов, С.С., Коверникова, Л.И., Высшие гармоники в сетях высокого напряжения. Электричество, 1999, № 6. с 2-6.

114. Справочник по электропотреблению в промышленности / Под редакцией Г.П. Минина и Ю.В. Копытова. М.: Энергия, 1987. 446 с.

115. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Проектирование и расчет / A.C. Овчаренко, М.Л. Рабинович, В.И. Мозырский, Д.И. Розинский. К.: Техшка, 1985. - 279 с.

116. Средства и перспективы управления реактивной мощности крупного металлургического предприятия / Г.П. Корнилов, A.A. Николаев, А.Ю. Коваленко, Е.А. Кузнецов // Электротехника, 2008, № 5. С. 25-32.

117. Стандарт МЭК 61000-2-4-2000. Совместимость технических средств электромагнитная. Электромагнитная обстановка. Уровни электромагнитной совместимости для низкочастотных кондуктивных помех в системах электроснабжения промышленных предприятий.

118. Старощук Л.В. Эквивалентирование электрических систем М.: Изд-во МЭИ, 1987

119. Статистические источники реактивной мощности в электрических сетях / В. А. Веников, Л. А. Жуков, И. И. Карташев и др. М.: Энергия, 1975.- 136 с.

120. Супронович Г.А. Улучшение коэффициента мощности преобразовательных установок. М.: Энергоатомиздат, 1985. 136 с.

121. Сыромятников И. А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей / Под ред. Л. Г. Мамиконянца. 4-е изд. перераб. и доп.

122. М.: Энергоатомиздат, 1984.

123. Сычев Ю.А. Активные системы коррекции формы кривых тока и напряжения в сетях нефтепромыслов. Автореф. . дис. канд. техн. наук Санкт-петербург, СПГГИ, 2010. - 20 с.

124. Тайц А. А., Мешель Б. С. Регулирование напряжения и реактивной мощности в электрических сетях промышленных предприятий. Ленинград, Госэнергоиздат, 1960. 224 с.

125. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. М.: Советское радио, 1966.-381 с.

126. Тихонов В.И., Миронов М.А. Марковские процессы. М.: Советское радио, 1977. -488 с.

127. Тюханов Ю. М., Усихин В. Н. О направлении исследований в области компенсации реактивной мощности // Электричество, 1981, №10.

128. Тюханов Ю.М., Усихин В.Н. Оптимизация проектных решений промышленного электроснабжения. Красноярск. Стройиздат, 1993. -130 с.

129. Тюханов Ю.М., Усихин В.Н. Применение критериального анализа и шагового метода расчета при выборе мощности компенсирующих устройств // Изв. вузов. Электромеханика, 1982, №9

130. Указания по компенсации реактивной мощности в распределительных сетях. М.: Энергия, 1974. 72 с.

131. Указания по проектированию компенсации реактивной мощности в электрических сетях промышленных предприятий. Инструктивные материалы Главгосэнергонадзора. М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 288326.

132. Усихин В. Н. Оценка экономичности использования компенсирующей способности синхронных двигателей методами теории подобия// Известия вузов энергетика, 1984, №2.

133. Фильтро-компенсирующие устройства для установок "печь-ковш"/

134. В.Г. Антонов, С.Б. Крыжановский, А.И. Лернер, В.И. Назарок // Промелектро (Украина). 2007. № 6. С. 42-45.

135. Христенко В.Б. Об обеспечении экономики страны электроэнергией и газом. М.: Минпромэнерго РФ, 2006.

136. Черненко А.Н. Разработка методики расчета высших гармоник тока и напряжения дуговых электропечей в точке общего присоединения. / Автореф. . дис. канд. техн. наук. М.: МЭИ, 2011 20 с.

137. Черненко А.Н. Разработка методики расчета высших гармоник тока и напряжения дуговых электропечей в точке общего присоединения. / Дис. . канд. техн. наук. М.: МЭИ, 2011 141 с.

138. Шарутин Ф.В., Электромагнитная совместимость конденсаторных батарей и электроприемников Автореф. . дис. канд. техн. наук. НГТУ Н. Новгород, 1992. 19 с.

139. Шидловский А.К., Борисов Б.П., Вагин Г.Я. Электромагнитная совместимость электроприемников промышленных предприятий. К.: Наукова думка, 1992. 236 с.

140. Шидловский А.К., Куренный Э.Г. Введение в статистическую динамику систем электроснабжения. Киев: Наукова думка, 1984. 273 с.

141. Шидловский А.К., Федий В.С. Частотно регулируемые источники реактивной мощности. Киев: Наукова думка, 1980. - 304 с.

142. Электрические нагрузки промышленных предприятий / С.Д. Волобринский, Г.М. Каялов, П.Н. Клейн, Б.С. Мешель // Л.: Энергия, 1971.-264 с.

143. Электрические промышленные печи. Дуговые печи и установки спецнагрева. Учебник для вузов/ А. Д. Свенчанский, И. Т. Жердев, А. М. Кручинин и др.; Под ред. А. Д. Свенчанского. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоиздат, 1981. - 296 с.

144. Электротехнологические промышленные установки. Учебник длявузов / под редакцией А.Д. Свенчанского. М.: Энергоатомиздат, 1982. 470 с.

145. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике: Учебное пособие./ Г .Я. Вагин и др. // Н.Новгород, НГТУ, 2004. 258 с.

146. Электрооборудование и автоматика электротермических установок. Справочник. / А.П. Альтгаузен, И.М. Бершицкий, М.Д. Бершицкий и др. М.: Энергия, 1978,- 304 с.

147. Электротермическое оборудование. Справочник / Под общ. редакцией А. П. Альтгаузена. М.: Энергия, 1980. 416 с.

148. Электротехнический справочник: В 4 т. Т.З Производство, передача и распределение электроэнергии / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. А.И. Попов). -9-е изд., стер. М.: Издательство МЭИ, 2004. - 964 с.

149. Энергетические системы: Терминология. М.: Наука, 1970. -73 с.

150. Юртаев С.Н. Моделирование влияния крупной дуговой печи на несинусоидальность тока и напряжения / С.Н. Юртаев // Будущее технической науки: тез.докл. IX Междунар. молодеж. науч.-техн. конф. Н.Новгород: НГТУ, 2010. С. 81-82.

151. A novel market-based reactive power management scheme. / Lin X. J., Yu C. W., David A.K., Chung C. Y., Wu H., Hu N. // International Journal of Electrical Power and Energy Systems. 2006. - Vol. 28., №2. - P. 127-132.

152. A procurement market model for reactive power services considering system security. / El-Samahy Ismael, Bhattacharya Kankar, Canizares Claudio, Anjos Miguel F., Pan Jiuping // IEEE Transactions on Power Systems. 2008. - Vol.23, №1. - P. 137-149.

153. Estimating the interharmonics content in the power supply system / Ruiz J., Aramendi E., Leturiondo L.A., Lazkano A. // Proc. of Mediterranean 9th Electro technical Conference. 1998. Vol. 2. P. 1013-1017

154. Graham A.D. Line interharmonic currents in frequency changers // Proc. 8th1.ternational Conference on Harmonics and Quality of Power (ICHQPA98). Athens (Greece). 1998. P. 749-754.

155. IEC 61000-2-2: Electromagnetic Compatibility (EMC). Part 2-2: Environment. Compatibility levels for low-frequency conducted disturbances and signaling in public low-voltage power supply systems. 2000. 57 p.

156. IEEE 446-1995. IEEE Recommended Practice for Emergency and Standby Power Systems for Industrial and Commercial Applications. Institute of Electrical and Electronics Engineers / 03-Jul-1996.

157. IH0101 IEEE: Interharmonics Task Force working document, 2001. -19 p.

158. Localized reactive power markets using the concept of voltage control areas / J. Zhong, E. Nobile, K. Bose, K. Bhattacharya // IEEE Transactions on Power Systems. 2004. - Vol. 19, №3. - P. 1555 - 1561.

159. Reactive market power analysis using must-run induces. /Feng Donghan, Jin Shong, Gan Deqiang // IEEE Transactions on Power Systems. 2008. -Vol.23, №2.-P. 755-765.

160. Danieli Corporation производитель металлургического оборудования сайт. URL: http://www.danielicorp.com/ (дата обращения 02.03.12)

161. Группа компаний Элком сайт. URL: www.elcomspb.ru/ (дата обращения 02.04.12)

162. ЗАО "МАТИК ЭЛЕКТРО" сайт. URL: www.matic.ru / (дата обращения 12.03.12)

163. Компания ABB сайт. URL: http://www.abb.ru/ (дата обращения 01.03.12)

164. Компания Nokian Capacitors Ltd. (AREVA T&D Ltd.) сайт. URL: http://www.nokiancapacitors.ru/ (дата обращения 17.02.12)

165. ОАО "НИЛОМ" сайт. URL: www.elcomspb.ru/ (дата обращения 27.03.12)

166. ОАО « ПОЛИКОНД » сайт. URL: http://www.policond.ru/ (датаобращения 02.12.11)

167. ООО «Квант-Энерго» сайт. URL: http://www.kvantenergo.ru/ (дата обращения 02.04.12)

168. ООО «Электропоставка» сайт. URL: http://elektropostavka.ru/ (дата обращения 02.04.12)

169. ООО «ЭЛектроЭКОлогия» сайт. URL: http://ecologiya.fis.ru/ (дата обращения 02.10.11)

170. ООО НПП «ТЭСС» сайт. URL: http://www.tess54.ru/ (дата обращения 02.02.12)

171. ООО НПЦ «Энерком-Сервис» сайт. URL: http://enercomserv.ru/ (дата обращения 03.04.12)

172. Сообщество пользователей Matlab и Simulink сайт. URL: http://matlab.exponenta.ru (дата обращения 02.04.12)

173. Усть Каменогорский конденсаторный завод. Каталог продукции сайт. URL: http://www.ukkz.com/ (дата обращения 02.08.11)