автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка критериев комплексной оценки и принципов построения специализированных средств контроля показателей качества электроэнергии

6 од

5 ДПР 1993

ШШПЮЦЕГРСВШй ГО?11Ы!1 ¡ШСЭДТУТ

Из прзглх рукэпясл

ЗЕШ

РАЗРАБОТКА КРИТЕРИЕВ КСЩШЕКСНСИ ОЦЕНКИ И ПР1ШШШОВ ПОСТРОЕНШ СПНЙШШЗИРОаШЫХ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ПШЗАТЕЛЙ1 КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

05.09.03 - "Злектротвзшаческпе комзлокои я сястшли, вклшая ах удравлекяа а регулирование"

АВТОРЕФЕРАТ днссертацза ш соисканэа ученой степени кандидата техяячоскях наук

Дйвпролатровск - 1392

Работа Бапоягева в Запорогскои каплиостролгсльпоа институте

Научный рукосодотедь !1аучпцй консультант

О^ЕЦкальшо оваоаспты

- кандидат техначесшах оук, доцент МДЙЕР з.я.

- доктор токнячсскпх паук, профессор, члеи-корресяоадонт АIII Украины

шшт сл.

- доктор тоЕПЕческях наук, профессор, заслуженный деятель наукв и тсишкя Украшш

2Е2ЕДШ0 И.В.

- кандидат технически! паук, доцецт ПОДЯКШ Н.Г.

Ведуиая эрганпзацпя - Кпоескяё колатеяшчсс1ай институт,

г. Каоп

Завдга дйсссргацап состояася " Я " сигьалл 19ЭЗ г.

в_часов на саседшша саецЕалпзнрогднпого совета

Д 058.03.02 в Дсопродзтровсшл горном институте им. Артема по одрсоу: 220300, ГСП, г. Днепропетровск-27, пр. К. г.'лркса, 19.

С диссертацией шкяо ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан "_"_ 1993 г.

Учений секретарь спешзалязярошшого совета, кавд. техн. наук, допент ЗЛиИл В. Т.

С

ОЗЦЛЙ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Среди главных проблем электроэнергетики, требующих решения в последние годы, вакнсе место заниг/лет проблема яосженяя качества электроэнергия (КЭ). Острота проблемы объясняется, и частности, те;.:, что современны:1, зтая разиитяя энергетики г электрификации характеризуется прогрессгруикм ростом ч;;сла я мощности искажающих нагрузок ГЛН), работа которых приводит, с одной • стороны, к существенному ухудшению КЭ, а с другой - к значительному усложнению научных и ин>гнерных задач обеспечения сценки, контроля п анализа его параметров я показателей в системах электроснабжения (СЭС). 3 этих условиях ряд показателей качества электроэнергии (ПКЭ), принятых в ряде национальных норм либо стандартов и других нормативных документов различных стран (в том числе ГОСТ 1310967), а также различных международных организаций (1ШРН>е,сехеш: , СЕ1, сюне, иертв л др.), п существующие приборы их контроля не позволяют в достаточной мере выявить причины неэффективности электропотребления, связанные с многофазными обменными процессами, электромагнитными помехами и несимметрией электрических режимов. Это обусловлено тем, что требования к оценке и измерении ПКЭ, содержащиеся в стандартах, в значительной степени основаны на эмпирических данных я, как правило, консервативны по форме; они редко базируются на детальном изучении поведения систем при различных видах искажений, что существенно ограничивает возможности проведения анализа и оптимизации КЭ о единых позиций. Поэтому актуальной является работа, направленная на развитие а совершенствование методов оценки КЭ и принципов построения средств измерения егс параметров и показателей в системах с наличием 'Ж. ■

Теда диссертации связана с планами научн0гиссле..0Бательских работ, выполненных на кафедре электроснабжения Запорожского машиностроительного института в соответствии с разделом "Разработка и внедрение методов управления режимами раслределител: чых и питающих сетей, повышающих качество электроэнергии при электроснабжении" ^задание РН.01.13.Д.03.07.Т5А) республиканской целевой комплексной научно-технической программы "Знергокомллекс", утвержденной постановлением СИ УССР Л 340 от 2.11.88 г.

Целью работы является разработка критериев комплексной оценки и принципов построения специализированных средств контроля ПКЭ. учитывающих особенности характера электропстребления в СЭС с Ж.

Научная задача состой', в развитии и совершенствовании методов

оценки неспммгтрии, неуравновешенности а несинусоидальности путем учета серия гармонических составляющих, участвующих в формировании различных ледователыюстей, а также создании на основании полученных таким образом критериев более эффективных технических средств контроля и улучшения КЭ.

'Лися работы заключается в комплексном подходе к определению ГЮ, согласно которое каждый показатель представляет относительную ЕелЕчину мощности искажения, на основе представления неоину-соидальных и несимметричных режимов в виде усеченного ряда гармоник систем прямой, обратной и нулевой последовательностей фаз.

Зздишаемыа нзучные положения и результаты. Их новизна.

Положения: I. Комбинация метода численного интегрирования (теорема ¿урье) и метода симметричных составляющих (теорема Фор-тескьа) с учете : принципа суперпозиции для анализа энергетических процессов в трехфазны:. цепях с нелинейной и несимметричной нагрузкой дает возмоашость определения оптимального состава параметров а показателей, пригодных для сценки искаженных электрических регд-моз, а также поЕыдекия точности их измерения. При этом следует отметить, что а СЗС с ДО последняя определяется не только классом точности прибора, но и структурой измерительного устройства, т.е. зависит 0\' того, насколько применяемое средство контроля 1КЭ учитывает ^скахаицке свойства нагрузок.

Использование указанного методического подхода при экономической оценке последствий снижения КЭ в несколько десятков раз повышает эффективность процедуры определения электромагнитной состав-ляздеи ущерба от совместного воздействия несинусоидальности и не-сямметркя напряжений.

2. Более эффектазны способы выявления "виновник" исказения КЭ и определения его долевого вклада во вносимые искажения, осуществляемые на основе разработки по метопу наложения принципа участия зкергосиоге;«ы л потребителя в формировании общего уровня гармоник различных последовательностей на границе раздела их сетей.

Результаты: I. Разработана новые формы критериев оценки КЭ, в основу которых положены представления ГОСТ 13109-67, отличающиеся от существующих учетом высших гармоник (ВГ) обратной и кулевой последовательности в оценке несимметрии и неуравновешенности, а в оценке несинусоидальности - неравенства параметров ВГ по фазам.

2. Приведенное в частном порядке технико-экономическое сравнение последствий снижения КЗ по критериям в новой форме и принятым в ГОСТ 13Ю5-о7 показало, что возможный экономический ущерб по

последняя недооценивается в несколько десятков раз.

3. Определена взаимосвязь мехду новыми ¿орлами критериев и надежностью элёктрооборудованля, позволяющая обеспечить более зффек-тивку» оценку кратности снижения срока службы изоляции либо прогно-знргтание времени ее старения.

4. Установлена аналитическая связь мекду„искажениями и дополнительными потерями, дополнительный! погрешностями, учета и добавочными расходами электроэнергии при несинусоидальных и несимметричных режимах.

5. Разработана »методы и алгоритмы комплексного расчета параметров и показателей КЭ на основе единых принципов организации вычислительного процесса по методам численного интегрирования а симметричных составляющих и реализованы в виде пакета программ.

6. На основании математических моделей разработанных критериев осуществлена разработка принципов построения специализированных средств контроля и повышения КЭ, новизна которых защищена пятью Авторскими свидетельствами на изобретение и восьмью решениями Госком-изобретений СССР о выдаче авторских свидетельств и патентов.

Обоснованно'"ть и достоверность научных положений, результатов и выводов подтверждены: использованием апробированных экспериментальных методоз исследования и аналитических моделей для расчета цепей с нелинейной и несимметричной нагрузкой; применением для теоретических исследований положений и методов теории электрических цепей; соответствием принятых допущений характеру решаемых задач, а такке положительными результатами промышленного внедрения отдельных рекомендаций.

Научное значение работы заключается в установлении закономерностей Армирования параметров и показателей, пригодных для оценки яесиадетрии, неуравновешенности и н е с ;;н у с о ид а л ь н о с т и с единых позиций при кесияусоидальных и несимметричных режимах, а такке для обеспечения общности я однозначности решения математического, технического и экономического аспектов проблемы КЭ по этим видам искажений.

Практическая ценность работы состоит в следующем: по результатам теоретических и экспериментальных исследований разработаны методы оценки несимметрии и неуравновешенности с учетом ЯГ обратной и нулевой последовательностей соответственно, а в оценке несинусоидальности - ВГ прямой последовательности; показана целесообразность использования новых форм критериев при экономической оценке последствий снижения КЭ; разработаны процедуры, познолящие обеспечить более эффективную оценку влияния нелинейного п несимметричного ха-

рактера электролотребленля на надежность электрооборудования, а также на потери, погрешности учета и добавочные расходы электроэнергии; усовершенствована инженерная методика определения параметров несимметричного реаима с помощью вольтметра либо алшерме-.тра; создан шкет компьютерных программ для комплексного рг.счета параметров и показателей КЭ яри несинусоидальных к несимметричных рехиках; шэрдлояенк новые методические подходы для определения долевого участия энергосистемы и потребителя без его отключения в ухудшении КЭ на границе раздела электрических сетей; разработана методика определения допустимого расчетного вклада потребителя в нормированные значения.ПКЭ в точке общего присоединения (ТОП).

Реализация результатов работы. Ка основании результатов исследований разработаны методические указания по расчету ПКЭ, позволяющие решить практические и инженерные задачи обеспечения контроля и анализа параметров к показателе;: КЭ по отклонениям, несимметрии, неуравновешенности, гармонической составляющей и несинусоидальности напряжений трех фаз с единых позиций с минимальными материальными затрата;,кг на организации измерений и вычислений этих величин; Экономический эффект от их использования ка Запорожском ферросплавном завсде (303) составляет 17,1 тыс. руб. (в масштабе цен 1990 -1991 гг.).

Апробация работы. Основные положения я результата диссертационной работы докладывались и обсуядаллсь: на Совещании энергетиков предприятий цветной металлургии "Вопросы качества электроэнергии ь системах электроснабжения предприятий цветной металлургии и основные направления его нормализации" (г. Запорожье, апрель 1990 г.); на Всесоюзной тучно-технической конференции "Эффективность и качество электроснабжения промышленных предприятий" (г.,Мариуполь, май 1990 г.); на Всесоюзной научно-технической конференции "Разработка методов и средств экономии электроэнергии в электрических системах электроснабжения промышленности и транспорта" (г. Днепропетровск, ноябрь 1990 г.).

Нублитция. По теме диссертации имеется 27 опубликованных работ, в том числе 5 авторских свидетельств на изобретение и 8 решений ВНИИГ^Э о выдаче авторских свидетельств и патентов.

Структура и объем работа. Диссертация состоит из введения, пята глав и заключения, изложенных на 210 страницах основного машинописного текста и содержит 20 рисунков, 15 таблиц, список литературы из 125 наименований и приложение.

СОДЕРЕАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, дана краткая характеристика работа и изложены■основные положения, которые выносятся на защиту.

В первой главе проведен краткий обзор современного состояния исследований в области КЭ и обобщенный анализ существующих принципов оценки системы его показателей, которые, з зависимости от характера решаемых задач, можно классифицировать ка две группы: принципы количественной я качественной оценки системы ПКЭ. При анализе были использованы теоретические а практические сведения, отраженные в трудах тзких известных ученых, как А.К. Шидловский, И.В. 2ехеленко, В.Г. Кузнецов, В.А. Веников, H.A. Мельников, Б.С. Константинов, М.С. Либкинд, Э.Г. Куренный, В.Г. Аввакумов, а также зарубежных: П. Айере, А. Дену, П. Госсан, Л. Мейно, М. Лемуан, Г. Боннер, Дж, Арриллага, Р. Дрехслер и др.

Анализ опубликованных материалов позволил определить зри основных недостатка существующих принципов качественной оценки системы ПКЭ:

- применение безотносительного номинального напряжения;

- неучет ВГ обратной и нулевой последовательностей в оценке соответственно несимметрии и неуравновешенности;

- неучет неравенства параметров ВГ по фазам в оценке несинусоидальности, а в оценке колебаний - несимметричности трехфазной системы напрянении.

Проведены многочисленные теоретические и экспериментальные исследования, отражающие качественную картину несовершенства существующих принципов оценки КЭ, и сделан вывод.о целесообразности разработки иных форм критериев, методов расчета и измерения параметров искаженных электрических режимов, а такае показателей характера электролотребления, оптимальных с позиции реальных условий эксплуатации СЭС с наличием ИН. Оформулированы^ цель а задача диссертационного исследования.

Вторая глава посвящена описанию энергетических процессов в трехфазных цепях при несинусоидалькых и несимметричных ренимах, а также полученных на лх основании новых форм критериев оценка КЭ и показателей характера злектропотребленяя. При анализе использованы теоретические сведения, отраженные в работах И.В. Еежеленко, В.Г. Кузнецова, Ф.А. Зыкина, Ля, Арриллагой, Р. Дрехслера а других ученых. Это позволило выбрать за основу графоаналитический

/

метод определения гармоник ряда Фурье и метод симметричных составляющих, предполагающие решить задачи анализа и оптимизации КЭ с единых позиций в СЭС о КН. В »том случае напряжения (токи) на нелинейной несимметричной нагрузке разлагаются в ряд Фурье, а каждая их одноименная гармоника - на симметричные составляющие, нг основании которых формируются уравнения вида

"пр^опр4 Й ипт,пр *&1(ги0* + 1}/ип пр) ;

■ ^»"ойр+Е илт)0брл^ (пМ + Ч>ип о5р) -Л (1)

и„уя = ионча+ £ ипт,нчл (аю1 + У0а>НЧЛ), ]

где ипт гф ; иат>о5р ; иптнч11; ; Уи^; соответственно

амплитуды и начальные £азы а-й гармоники прямой, обратной и нулевой последовательностей напряжений фаз; иолр . ,иончл- постоянная составляющая различных последовательностей; п= -Г^Я - порядковый номер гармоники.

В соответствии с принципом суперпозиции, систему симметричных составляющих (I) по характеру энергетического воздействия мозно рассматривать как результат наложения двух рехпаов: реаима полезных л резями вредных сигналов. При этом к первому рагиму люзшо отнести тот, который создается оснозной гармоникой составляющей прямой последовательности трехфазной системы напряжений

а ко второму - те, которые образуются составляющими обратной и^ и нулевой 1%д последовательностей, а также постоянно!! составлявшей в выстш гармониками прямой последовательности

На основании такого анализа кесинусовдальных и несимметричных электрических режимов, характерных для современных СЭС, получены новые формы критериев оценки:

- яесиАметрия трехфазной системы напряжений

> <»

неуравновешенности трехфазной системы напряжений

V® )00 Ниг . 'р Цтгмда - ¿00. А /V" | г

1V}& —г~ -ТЦ \( &&Ч-*1 •

- кзспиусопдальностя напряжений тре:::азной сдстзмы

•^и-и~\! ии' ишр 500> а-г-н •

а тпг~з показателя характера элоктропотреблэния а СЭС с ИН, ::оторг; е гклзчэв? в себя:

- дополнительные г.этери мощностз э трехфазных сетях от песим-котрг/л, кеураЕНовэ!иг::кости а песинусоияальностг ¡ипрассяпй к токов

где р

кР=тг-

чпр

- дополнительные погрешности учета электроэнергии •V* - (^Опр'1' В>сЕр + * § "УК(fn.nl> * 1п.сйр * Рп.нчд )

^ у

(5)

(6)

добавочные расходы электроэнергии Д\л/Е = А\л/а + Л\л/Г »

где

(7)

В формулах (5) - (7) приняты следующие обозначения: ^ - активная мощность прямой последовательности осноеной частоты; РоГр ,Рнчя I Рпр.г - активные мсености искажения по обратной, нулевой и прямой последовательностям соответственно, определяемые для 1-й последовательности уравнением вида: Ри яЗ!2иа-Дп!.««1Гп1,

ПИ)

I - для прямой; Р = ^++- средняя мощность пря не-егчусоидалыгах я несимметричных реалиях; рп я о - частот-

на.' треяиость индукционного счетчика на частоте п-2 гармоники.

( <<-= 1,28 ; £= 0,19); фактические расходы пли учтенная

счетчиком актлЕкая энергия; 'Г - интервал отсчета времени.

Проведены контрольные расчета, позволяющие не только показать возможность 2 эффективность использования новых форм критериев я показателей характера электропотребления при экономической оценке последствий снижения КЭ, но и реапть научные к шпекерные задачи обеспечения общности и однозначности этой оценки в ЮС с КН.

В третьей главе рассмотрены прикладные ьопросы анализа энергетических процессов в трехфазных цепях при искаженных режимах. При этом усоверпенствованы способы определения симметричных составля»-вдх с помощью модулей синусоидальных величин, которые представлены, например для напряжений трехфазной системы, в следующем виде

Ц + 14+ (и*й*и*с-и;й)г3 ; (8)

(9)

(Ю)

или

(И)

где Ц, , иг , ио - модули напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей; (_1А6, , исд - действуодие значения мехду-фаэкых напряжений одинаковой частоты; 1)А, и» - то же для фазных.

Для комплексного расчета ПКЭ и факторов, определяющих их значения, с целью получения характеристик процесса потребления энергии одновременно по всей параметрам несинусовдсльных и несимметричных реглмов, на основе вышеизложенных методических подходов созданы алгоритмы и пакет программ, позволяющих обеспечить: вычисление амплитуд и фаз гармонических составляющих трех напряжений и трех токов; расчет систем прямой,, обратной и нулевой последовательностей фаз 1.} одноименным гармоникам для напряжений, токов, активной и реактивной мощностей; определение коэффициентов несимметрпи и неуравновешенности напряжений, токов, активной, реЛстивной и полной мощностей; вычисление коэффициентов несину социальности напряжений п токов как по прямой последовательности, так и по Фазам в отдельности; расчет отклонений, а такяе импульсного напряжения по прямой

- Э -

составляющей и отдельно по фазам.

В последней задаче в качестве функция чех.) слуаат три напач-zGУЛ'л п три тока, заданные массивами своих значений, отвечающий равноотстоящим значениям аргументов. "

Основные положения и результаты этих исследований были использованы по:: разработке методических указаний по расчету ПКЭ, применяемых на П'оЗ.

Четвертая глава посиящэка разработке принципов построения специализированных средств контроля и попущения КЗ в СЗС с КЗ.

Отличительная особенность данной разработки замечается б наличии увязлцяоегз всех оредстз измерения ПКЭ з определенную систему, позволяющую обеспечить информацией решение всего комплекса задач нормализации КЭ. При этом для получения более деталькой я оперативной информации о характеристиках процесса электропотрэбльядя одковрекзнно по ряду параметров легахекных редимоэ, предлогенц новые технические'решения, одно из которых представлено на р^с. 1.

Рассматриваемое измерительное устройство (а.с. Л 16333335. со сук: своей работы, представляет собой аяпзратурнуэ реализацию алгоритм комплексного расчета ПКЭ, изложенного з третьей глава. Пти чег, оно работает з три этапа.

Нервы.! этап состоит в представлении исследуемой свете.-с: т?с:: напряжений вида

массивами своих значений, отвечающих равноотстоящим значен::*; мг>гг-ментов, где одновременно происходит преобразование с аоаэщш АиП 2-4 постуяавдих аналоговых сигналов з цифровые коды, которые ьаг.и-сываятся в ОЗУ 5-7 (первый банк памяти), что соответствует регляу ввода исходных данных.

Второй этап заключается в обработке записанной лнфэрмЕции. гд-, поочередно производится дискретное преобразование Оурье сигналов методом численного интегрирования яо формуле Симпсона вим

а следовательно, я вычисление действующих значений и начальных Фзз их гар,"эпических составлажзх вида

Peo. I. Структурная схема устройства для комплексного измерения показателей качества электроэнергии:

I - .'.исштабный преобразователь; ü-4,1 Ob - АПП; 5-7,43-45 - ОЗУ; 8,42 - коммутаторы ¡Ьаз: 9-11,19,20 - счетчики; 12 - ПЗУ; 13,14, 31,32.3S,46,47,6§-7Э,91-93,105-107 - умножители; 15,16,52-58 -задатчики Функции косинуса; 17,18,59-65 - задатчики функции синуса; 25,26 - дешифрс оры кода; 27-30,41,94-96 - суммлто~н-нако-пители: 33,34,41748-51,80-85,108 - сумматоры; 35,86-6с -"^а.лта-торы; 37 - блох управления; 38,97-99 - делители; 39 - зада'хчя функции арктангенса; 40 - дешифратор знака; 89,90 - фильтры тг тоянной составляющей; 100 - фильтр первой гармоники; I01-104 -блоки извлечения квадратного корня; ПО - источник опорного напряжения; III - блок регистрации

UHR'

которые записываются такхс в ОЗУ 43-45 (второй банк памяти) и выводятся ка регистратор III, что соответствует режиму одновременного измерения уровней и аргументов гармоник напряжений всех $аэ.

В третьем этапе осуществляется разложение системы одноименных гармоник напряжений трех фаз на систему симметричных составляющих, по которым формируются уравнения в:.-а (I) и вычисляются действующие значения напряжений обратной, нулевой и прямой последовательностей, а соответственно, и коэффициенты неси.лчетрии, неуравнове-. шенностн, гармонической составляющей и несинусоидальности напряжений трехйаэной системы вида (2)-(4), а такие отклонение напряжения, которые выводятся на регистрацию, что соответствует режиму комплексного измерения основных ПКЭ и параметров, определящих их значения.

Предложенные технические решения могут использоваться в будущем и как датчика системы телеизмерений я как основная часть устройств автоматического управления соответствующими средствами улучшения КЭ либо режимами трехфазных сетей и систем с наличием 121.

В пятой главе предложено новое решение основных аспектов проблемы стимулирования повышения КЭ в действующих сетях путем выработки более эффективных способов выявления "виновника" ухудшения КЭ и определения его долевого вклада во вносимые искажения. Для этого, схема замещения СЭС с ИН на частоте п.-Я гармоники прямой (обратной) последовательности, представленная на рис. 2в, рассматривается согласно принципу суперпозиции как результат наложения двух схем -рис. 2г и д, из чего при ЕРШ в узле 2 справедливы соотношения

-7 (И) \

¿ni Y ,,» Т(И)

I—rat — nt J

-у»: • ^ni uih

^пГ^Ш ( 2'" + 7<Т>* г'"1'

где £пг^п1+1аЛ2п? + : индекс, соответствующий виду пос-

ледовательности фаз; с 1 ~ 1пХт .* £п1=1ПХН ; -С •

I, , г, - реактивности соответственно питавдеи системы, трансформатора связи и неискажающей нагрузки, определяемые из рис. 26 уравнениями

а _-(ахгг ау ~хт-х$)г- ч(хгЕ-х^~хт)х?д Хт _ расчета применяется зсн>о; х7=чк11 и^но„г /юоЗнои.т >

k

Ski 4'~33O;2¿O;<'OÍ3S«6 S^V

2fc) ГР6П

Ees. 2. Обобщенная однолинейная схема СЭС с наличием ИН Е£2 разисчных уровнях напряжения (а) и схемы замещения для еизпях гарж>ник прямой (обратной) последовательности (в, г, д):

ЕЛ - гсточнах питания с искаженной системой напряжений; Т - трех-фуутяй дглобмо точный трансформатор связи; ГРНГ- граница раздел; ÉasssccBCii принадлежности энергосистемы и потребителя; ИН - иска-хзпшя нагрузка; Щ - неискажагацая нагрузка; ЕП1 - ЭДС t-й после-дагатальЕости i-й гармоники Ш; ÜÍ2- напряжение ¿-й последова' гагьЕзстя п.-2 гармоники ИН; Уп1- то se, обусловленное искаженнаsz рошшш питающей системы и работой ИН потребителя; - об-сх2 tos i—й последовательности на частоте n-Й гармоники

; =иср.иомг/5к2; и(рноиг - среднее номинально саауптршее в точке КЗ 2 (рис. 2а, б).

Хакгн образом, уровень напряжения ¡--й последовательности к частоте «-2 гармоники чисто по вине эиергоснабжащей организаци

а чисто по вине потребителя

» 2(Н)

—ас Г11-

Следовательно, фактический вклад каздой из сторон в ухудшение КЭ на ГРШ мо;г.но найти из следующих ь«ранений: - для несимметрии

где ДГЦ,ср и ДП%,Т - фактические значения вклада соответственно энергосистемы и потребителя в ухудшение КЭ по виду искажения.

Отличительная особенность данной, разработки состоит в том, что вся операция по вычислению напряжения л тока различных гармоник осуществляется в комплексной форме, а по определении фактического вклада каждой из сторон в снижение КЗ на границе электрического раздела сетей - без отключения потребителя путе.л квадратичного суммирования гармоник симметричных составляющих на основе параметров искаженных реянмоз независимо от состава включенных электроприемников или режима их работы либо технологических процессов.

Для оценки допустимости подключения потребителей к обще.; точке сетей, исходя из условий их влияния на КЭ, по принципу "каадый платит свою долю", где ее распределение производится пропорционально эквивалентной мощности искажающих нагрузок каждого потребителя и с .учетом мощности КЗ в рассматриваемом' узле, разработаны методические подходы для определения допустимого расчетного вклада конкретного потребителя в нормированные значения ПКЭ в ТОП к сети энергоснаб-жавдей организации.

Для оценки возможности использования предложенных разработок в эксплуатационной практике проведен ряд экспериментальных расчетов.

В заключении изложены основные выводы и результаты работы.

В приложении приведены компьютерные программы расчетов, которые производились в процессе диссертационного исследования для получения промежуточных результатов, иллюстративные примеры, а также

(15)

- для неевнусоидальности

дп(3) £ (и' )*'■

ае)

документы об использовании и внедрении выполненных разработок и полученные авторские свидетельства на изобретение.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Анализ энергетических процессов в СЭС с ИН позволил разработать основные принципы нового подхода к оценке и измерению ПКЭ i получить новые формы критериев, в основу которых положены предстах леняя ГОСТ 13109-87, отличающиеся от существующих более глубоким раскрытием физической взаимосвязи между параметрами режимов и виде искажения.

2. Разработаны новые показатели характера электропотребления в СЭС с наличием ИН, позволяющие установить размеры дополнительны: потерь, погрешностей учета и расходов электроэнергии от несиммет-рин, неуравновешенности и к е с * ну с о.тда л ь н о с ти наяряяений и токов.

3. Ка основе единых принципов организации вычислительного пр< цесса искаженных режимов по методам численного интегрирования и ci матричных составляющих созданы алгоритмы и пакет программ для ком; лексного расчета параметров и показателей КЭ в системах с ИН.

4. На основании аналитической формы полученных критериев осуществлена разработка новых структурных и функциональных схем средств контроля и повышения КЭ, новизна которых подтверждается пятью авторскими свидетельствами на изобретение и восьмью решениями Гос комизобретений СССР о выдаче авторских свидетельств и патентов.

5. Экономический эффект от практического использования разра ботанного пакета программ на промпредприлтии при контроле и анали зе КЭ составляет 17,1 тыс. руб. (в масштабе цен 1990 - 1991 гг.).

Результаты диссертации отражены в 27 публикациях, основными из которых являются следующие:

1. A.c. й I599813 СССР, МКИ & Ol R 29/16. Измеритель несимметрии напряжений в трехфазной сети // B.fi. Майер, Зения, Л.Л. Петровская.- Опубл. в Б.И., I99Ü, J5 38.

2. A.c. & 1633368 СССР, МКИ G Ol R 29/16. Цифровой измерите^ показателей качества электрической энергии трехфазной сети // B.i Майер, Зения, Л.Л. Ведовская.- Опубл. в Е.И., 1991, й 9.

3. A.c. № I6459I5 СССР, МКИ G Ol R 29/16. Цифровой измерите; неуравновешенности напряжений в промышленной сети // В.Я. Майер, Зения, Л.Л. Петровская.- Опубл. в Б.И.. 1991, & 16.

4. A.c. Л 1707574 СССР, 1«КИ G Ol R 29/16. Цифровой измерите; неуравновешенности напряжений трехфазной сети // В.Н. Майер, А.Д

Лазров, Зения.- Опубл. в Б.И., 1992, s 3.

5. A.c. Л 1725166 СССР. МКИ G- UI R 29/16'. Устройство для измерения симметричных составляющих напряжений трехфазной сети // В.Я. йайер, Зения.- Опубл. в Б.И., I9S2, й 13.

6. Заявка ,-ё 4744720/21. Анализатор огибающей сигнала /'/ В.Я. Майер, Зения.- Решение ВНЮГО1Э о вьдаче патента от 28.10.91 г.

7. Заявка :'е 4757026/21. Анализатс" сгибающей сигнала трехфазной сети // В.Я. МаКер, Зения.- Решение ВЖИГДЭ о выдаче патента от 2ô.П.91 г.

8. Заявка й 4849581/21. Цифровое устройство для измерения коэффициента гармоники напряжения // В.Я. Майер, Зения.- Решение ВНИИГПЭ о Еэдаче а.с. пт 31.07. SI г.

9. Заявка № 4849596/24. Статистический анализатор выбросов и провалов напряжения // В.Я. ¡Дайер, Зения.- Решение ВШКП'.Э о выдаче патента от 16.Ol.92 г.

10. Заявка .'ё 4848824/24. Статистический анализатор выбросов и провалов напряжения // В.Я. Майер, Зения.- Реаение ВЖ1;Пл1Э о выдаче патента от 31.01.92 г.

11. Заявка й 4849633/21. Устройство для измерения параметров качества электрической энергии трехфазной сети // В.й. Майер, Зения.- Решение В;Ш1ГПЗ о выдаче а.с. от 23.Об.г.

12. Заявка .'ё 4b70789/2I. Устройство для измерения симметричных составляющих напряжений трехфазной сети // B.h. Майер, Зелия.- Решение ЬКИИГПЭ о выдаче патента от 21.08.91 г.

13. Заявка Jê 5ÜUC2I7/07. Устройство для симметрирования напряжений в трехфазных сетях с нулевым проводом // Зения, U.C. Анзнко.-Ресение ЗКЖГИЭ о выдаче патента от 03.01.92 г.

14. Майер В.Я., Кладько С.Р., Зения. Методика и алгоритм расчета гармонических составляющих несимметричных параметров электроэнергии при определении показателей ее качества // Техн. электро--аинамика,- 1990.- » 5.- С. 88 - 92.

15. Майер В.Я., Кладько С.Р.,'Зения. Расчет показателей качества электроэнергии, адекватно отражающих изменение энергетического процесса трехфазных систем, с применением ЭВМ // Техн. электродинамика.- 1991.- Л 4.- С. 99 - ЮЗ.

16. Майер В.Я., Зения, Петровская Л.Л. Методика определения неуравновешенности напряжений // Тех.:», электродинамика.- 1991.-s 5.- С. 83 - 87.

17. Майер В.Я., Зения, Приемова Т.Ю. Критерий оценка несям'лет-рии напряжений, адекватно отражающий знрргетаческий яроцвес 'к$ег-

фазных систем // Энергетика.- 1990.- й 9.- С. 40 - 43.

18. Майер В.Я., Зеккя, Ткач А.Н. Методика определения долеви Бхошдов электродотребятеля и энергоснабжаюаей организации в сняже кие качества электроэнергии при кесимметрии напряжений и токов // Энергетика.- 1991.- й I.- С. 17 - 22.

19. Майер В.Я., Зения. Критерии оценки несинусоидальности напряжений и токов // Энергетика,- 1991,- Л 9.- С. 45 - 52.

"20. :.1айзр В.Я., Зения, Маслаков С.И., Ткач А.Н. Методика оп; деления долевых вкладов потребителя и энергСснабжавдей организащ в ухудзенке неуравновешенности напряжений и токов узла нагрузки трехфазной четырехпроводной сети // Энергетика и электрификация.? 1991.- № 2.- С. 27 - 29.

21. ¿!айер В.Я., Зения, Ткач А.Н. Методика определения вкладе потребителя в ухудшение несинусоадальности напряжений на границе раздела балансовой принадлежности электрических сетей // Энергет! ка и электрификация.- 1992.- .4 2.- С. 13 - 16.

22. Майер В.Я., Зения. Разработка критериев оценки отдельны: показателей качества электроэнергии // Исследование качества эле] роэнергии в сложных электрических системах: Сб. науч. тр.- Брате) ЗзИИ 1990.- С. 76 - 81.

23. Майер В.Я., Згкия, Ткач А.Н.. Ьсндаренко В.Г. Методика определения неуравновешенности напряжений по показаниям вольтмет ров / Задароа. шшинсстр. ин-т.- Запорожье, 1989,- 17 е.- Деп. в УкрНШШ CE.II.89 г., Л 2413 - Уп 89.

24. Цайер В.Я., Зения, Носулько Ю.Д. Методика определения н симметрии токов в трехфазных системах с учетом модулей и сдвигов фаз / Запорож. магиностр. ин-т.- Запорожье, 1989.- 10 е.- Деп. в

'УкрШИНТИ и. 11.69 г., Я 2414 - Ук .89.

Личный вклад автора в работах, опубликованных в соазторстве заключается: в разработке методик расчета параметров гармоник и симметричных составляющих, а также 1ЕЭ /' 14, 10, 17, 13, 22 /; в анализе способов определения параметров КЗ и усовершенствовании аналитических выражений / 16, 18, 20, 21, 23, 24 /; в обработке экспериментальных данных, а также анализе и оценке полученных ре зультатов / 14 - 24 /. В работах / I - 13 / автором разработаны новные идеи изобретена и предложены основные узлы и их функциональные связи.

/«„■А..'-

Соискатель ^ V V-* "

* /.