автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка методики расчета установившихся режимов электрических сетей наружного освещения с учетом нелинейных характеристик светодиодных светильников

На правах рукописи

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЁТА УСТАНОВИВШИХСЯ

РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ НАРУЖНОГО ОСВЕЩЕНИЯ С УЧЁТОМ НЕЛИНЕЙНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СВЕТОДИОДНЫХ СВЕТИЛЬНИКОВ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2009

003469853

Работа выполнена в Московском государственном университете на кафедре Электроснабжения промышленных предприятий.

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Галина Ростиславовна Титова

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Ершов Михаил Сергеевич

кандидат технических наук, Зиборов Борис Николаевич

Ведущая организация: ОАО «ВНИПИнефть» г. Москва

Защита диссертации состоится «18» июня 200 9 года в _14 час. 00 мип. в аудитории М-611 на заседании диссертационного совета Д 212.157.02. при Московском энергетическом институте (техническом университете) по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д.13.

Отзыв на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) просим направлять по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д.14, Ученый Совет МЭИ (ТУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан « » мая 200_9_г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета Д 212.157.02

кандидат технических наук, доцент

Цырук С.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность работы.

Внедрение полупроводниковых технологий в светотехнику началось с азвитием новых светодиодных источников света (ИС) с нелинейными льтамперными характеристиками электронной пускорегулирующей аппаратуры 'ПРА). Проблема качества электроэнергии обусловлена возрастающим влиянием 1сших гармонических составляющих тока на работу систем электроснабжения отребителя.

Для электрических сетей наружного освещения (ЭСНО) отсутствует ормативная база, регламёктирующая требования проектирования и эксплуатации -етодиодных светильников (СДС), однако существуют нормированные нормально предельно допускаемые значения коэффициента искажения синусоидальности ривой напряжения в точке присоединения ЭСНО 0,4 кВ, которые составляют 8,0% 12,0% соответственно. Коэффициент n-ой гармонической составляющей апряжения для сетей 0,4 кВ нормируется для каждой гармоники (ГОСТом становлены нормы до 40-ой гармоники включительно). Присутствие высших армоник тока в ЭСНО 0,4 кВ приводят к резким скачкам напряжения в узлах агрузки выше допустимого значения, выходу из строя технологического борудования, дополнительной загрузке сетей, укоренному старению оборудования, величению погрешности измерения приборов учёта электроэнергии, нарушению аконодательства РФ в области соблюдения потребителем показателей качества лектроэнергии в точке присоединения.

В настоящее время данной проблеме посвящено множество публикаций и азработок, направленных на снижение гармонических составляющих тока в уществующих сетях 0,4 кВ, эксплуатирующих разрядные ИС. Большой вклад в ешение этих проблем внесли учёные: Железко Ю.С., Курбацкий В.Г., Кучумов .А., Смирнов С.С., Бердин A.C., Жежеленко И.В. и др. Вместе с тем, достаточно олного комплексного подхода к решению вопроса прогнозирования показателей ачества электроэнергии (КЭЭ) для ЭСНО, укомплектованных светодиодными ИС, ока нет.

Проведённый анализ показал, что для оценки эффективности капиталовложений при выборе мер по компенсации высших гармоник тока в настоящее время существует ряд методик, опирающихся на принятие некоторых допущений, искажающих результаты расчётов. Расчёт, проведённый для двенадцати линий наружного освещения, принадлежащих ООО «Орехово-Зуевская электросеть», для ИС типа ДНаТ-100 без учёта нелинейности нагрузки показал несоответствие расчётного значения годового электропотребления с практическими данными в 12,3%, что составляет 16200 кВт*ч в год. Результаты расчёта сети с учётом нелинейных характеристик используемого оборудования расходятся с практическими данными на 4.5%. Применение методики расчёта установившихся режимов в сетях наружного освещения с учётом нелинейных характеристик светодиодных светильников с использованием сертификационных данных позволяет снизить погрешность расчёта, использовать предупредительные меры по снижению уровней гармонических составляющих тока, выбрать рекомендуемое место фильтрокомпенсирующих устройств без дополнительного искажения показателя несинусоидалъности тока в сети наружного освещения.

Рассматриваемый вопрос воздействия высших гармонических составляющих тока от светодиодных источников света на работу электрооборудования электроустановок потребителя является актуальным, т.к. высшие гармоники приводят к остановкам технологического оборудования, материальным затратам и нарушает экологическую безопасность окружающей среды.

Идея работы заключается в построении компьютерной модели электрической сети наружного освещения, в которой учитываются параметры используемого осветительного оборудования и работы светодиодных светильников, влияющие на показатели качества электроэнергии, с последующим определением спектра частот высших гармоник тока в любой точке рассматриваемой системы.

Цель работы: разработка методики расчёта установившихся режимов электрических сетей наружного освещения с учётом нелинейных характеристик светодиодных источников света.

Объект исследования: светодиодные источники света наружного освещения с нелинейной вольтамперной характеристикой ПРА.

Предмет исследования: взаимосвязь параметров высших гармоник тока, енерируемых электронной пускорегулирующей аппаратуры различных ИС в СНО, с показателями качества электрической энергии.

Задачи исследования:

1. Анализ ПРА разрядных и светодиодных источников света, как источников гармонических составляющих тока;

2. Анализ существующих методик расчёта дополнительных потерь на несинусоидальность тока в сетях 0,4 кВ;

3. Исследования вольтамперных характеристик источников света и высших гармонических составляющих тока в осветительной сети;

4. Разработка программного комплекса по расчёту дополнительных потерь электроэнергии на несинусоидальность тока в электрических сетях наружного освещения с использованием метода четырёхполюсника;

5. Апробация разработанного программного комплекса на примере общегородской уличной осветительной сети, укомплектованной ИС с нелинейными характеристиками ПРА.

Методика исследования.

Для решения вышеперечисленных задач использованы гармонический нализ, теория четырёхполюсников, принцип суперпозиции в теории электрических епей, математические численные методы (свойства решения интегральных равнений, алгоритм нахождения собственных значений невырожденных матриц), еория линий с распределенными параметрами.

Для расчётов по разработанной методике, реализующей используемые етоды, использован пакет программ МаЛСАО.

Научная новизна основных результатов диссертационной работы состоит в •ледующем:

1. Разработана математическая модель для однофазных и трехфазных групповых линий ЭСНО, позволяющая рассчитать гармонический состав тока на аппарате защиты групповой линии, с учётом гармоник тока питающей сети, и сертификационных характеристик используемого оборудования;

2. Разработана методика расчёта мощности, потребляемой групповой и питающей сетью наружного освещения, с учётом нелинейных характеристик светодиодных источников света;

3. Доказано, что количество светодиодных источников света в фазе групповой сети определяется мощностью и напряжением зажигания светодиодного источника света с учётом дополнительных потерь от несинусоидальности тока.

Практическая значимость полученных результатов состоит в разработке математической модели сетей наружного освещения для расчёта дополнительных потерь при несинусоидальности тока в групповых линиях и прогнозировании состава высших гармоник тока для выбора места установки компенсирующих средств с целью обеспечения нормируемого уровня гармоник.

Предложенная модель прогнозирования может быть использована для коммерческих расчётов в существующих осветительных сетях, для проектирования сетей с учётом нелинейных характеристик применяемого оборудования.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Алгоритм расчёта осветительных сетей, сочетающих линейные и нелинейные нагрузки, методом четырёхполюсников с использованием сертификационных данных, предоставляемых производителем осветительных приборов.

2. Программный комплекс по определению количества светодиодных светильников в наружных осветительных сетях с учётом нелинейности применяемой электронной пускорегулирующей аппаратуры.

3. Результаты экспериментальных исследований электропотребления в сетях наружного освещения, внедренные в ООО «Орехово-Зуевские электросети» г. Орехово-Зуево Московской области, подтвердили адекватность предложенной математической модели в области рассчитанной дополнительно потребляемой мощности вследствие нелинейных характеристик используемой нагрузки.

Апробация работы.

Основные результаты исследования апробировались на научно-технических и международных конференциях и семинарах: «Энерго- и ресурсоэффективность в энергобезопасности России» (Казань. 2007); «Электрификация металлургических предприятий Сибири. К 100-летию со дня рождения A.A. Фёдорова» (Москва, 2007); Четырнадцатой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва. 2008); международной научно-технической конференции «Энергетика 2008: инновации, решения, перспективы» (Казань. 2008).

Результаты исследований опубликованы пять статей, две из которых публикованы в журнале «Промышленная энергетика».

Предложен комплекс мероприятий, направленных на улучшение показателей ачества электроэнергии в области несинусоидальности тока в системах уличного свещения ООО «Орехово-Зуевская электросеть» г. Орехово-Зуево Московской бласти.

Структура и объём работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, общих выводов, писка используемых источников из 101 наименования. Работа изложена на 145 траницах машинописного текста, содержит 53 рисунка и 14 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы и ешаемые в диссертации задачи, охарактеризованы научная новизна и практическая енность результатов исследований, изложены основные положения, выносимые на ащиту.

В первой главе «Анализ проблемы ЭМС в осветительных сетях с спользованием светодиодной техники и обзор литературы по вопросам влияния есинусоидальности токов и напряжений на электрооборудование электрических етей» проанализирована систематика электромагнитных помех по типу аспространения. Определено место гармонических колебаний высших оставляющих тока, генерируемых ЭПРА различных типов ИС, в классификации реобразователей и потребителей электрической энергии.

Выявлены особенности функционирования источников света различного ринципа действия в групповых сетях наружного освещения. Для некоторых типов азрядных и светодиодных ИС представлены зависимости ¿(и), а также значения ысших гармонических составляющих тока.

Показано влияние несинусоидальности тока на различные элементы систем лектроснабжения, приведены формулы расчёта дополнительных потерь и спользуемые способы снижения уровня высших гармоник тока.

Определено, что сети наружного освещения работают в режимах, отличных т синусоидальных, обусловленных как наличием в групповой сети потребителей с

нелинейной вольтамперной характеристикой, так и наличием потребителей, поставляющих высшие гармоники тока к точке общего присоединения. Это приводит к дополнительным потерям мощности и электрической энергии, а также снижению показателей КЭЭ. Повышение качества и снижение потерь электрической энергии в существующих сетях может быть достигнуто применением различных способов и технических средств.

Установлено, что в настоящее время проблема ЭМС в области соблюдения уровней высших гармоник тока для ЭСНО является актуальной. Способы устранения проблем применяются исходя из выявленных в процессе эксплуатации нарушений. Имеющиеся теоретические и экспериментальные исследования не позволяют осуществить прогнозирование уровней высших гармонических составляющих тока как на этапе проектирования, так и при выборе мер по их компенсации для эксплуатирующихся сетей. На основании проведённого анализа сформулированы выводы, цель и задачи исследования.

Во второй главе «Анализ существующих методик расчёта несинусоидальности кривых тока и напряжения в осветительных установках» представлены допущения и ограничения, принимаемые основополагающими теориям, описывающими процессы в сетях при наличии потребителей с нелинейной вольтамперной характеристикой:

• Диаметр проводников и расстояние между ними меньше длины волны;

• Между токами, протекающими по различным элементам линии, отсутствует взаимное влияние, наведённые токи не влияют друг на друга;

• Длина цепи много меньше длины волны, т.е. отсутствует эффект распространения (волновой эффект);

• Ток остаётся неизменным в пределах каждого элемента цепи.

При выполнении этих условий цепь может быть представлена сосредоточенными элементами (не имеющими размеров), соединёнными последовательно или параллельно в сеть, состоящую из узлов и ветвей, для которой составляются уравнения Кирхгофа. Искомые гармонические токи электрической цепи находятся прямым решением системы уравнений:

V X."

--г,,, * Л. =

— 2 Мм

¿21*/, +¿22*/'+...+¿2»,*/ =£,

1 , или матричного уравнения:

г,л* /„ + г,у* I, +...+¿„,„ * /'„, = Е„

или 2к*1_ = Е, где - матрица комплексных сопротивлений электрической

ети.

Методы, основанные на законах Кирхгофа в форме £1=0 и УЬ'-О. рименимы для расчёта нелинейных цепей и мгновенных значений переменных 1 и . Все методы и принципы, основанные для резистивных элементов на ропорциональности току (закон Ома), неприменимы к нелинейным цепям. Вместо акона Ома необходимо пользоваться нелинейной зависимостью 1(17) или и(1), оэтому невозможно использовать принцип наложения и вытекающий из него ринцип эквивалентного генератора.

. т.

а

Рисунок 1(а) Рисунок 1 (б)

Схемы преобразования четырёхполюсников.

Рисунок 2 Схема каскадного соединения четырёхполюсников.

Электрическая цепь, содержащая нелинейные и линейные элементы, должна быть разделена на линейную и нелинейную части, для каждой из которых применяются свои методы и принципы расчёта. Для единого описания предлагается применить метод четырёхполюсников.

Положим, что в первой ветви тп активного четырёхполюсника рисунке 1(а), есть источник э.д.с. Ё|, во второй ветви pq - нагрузка Zн¡ а в остальных ветвях (3-р), находящихся внутри четырёхполюсника, имеются или могут иметься источники э.д.с. Ёк. Тогда, заменив по теореме компенсации сопротивление Ъ\\ на источник э.д.с. Ё2 рисунке 1(6), запишем выражения для токов I] и ¡2-

р . к=3

Ь =Е,у:1-Е1уа + '£Е1уи Предположим короткое замыкание одновременно на зажимах тп и pq. При этом по первой ветви протекает ток 4 = , а по второй А* • Заменим

1-3 в.з

X ■ 0 .

У* вместо /и , а вместо Уп - 1и . Кроме того, заменим Ё[ на с/, и Ёг на о\ ■

Получим:

Wli =У],и-У, 2^12

.Л-Л. = V..Î7-V Г Г

V. - -Л ^ _'l - ] ¿i " IZ

Последние два уравнения отличаются от двух предыдущих только тем, что в их левых частях находятся /,-/и и 12-1и вместо /. и соответственно. Отсюда следует, что все уравнения, получающиеся в результате их преобразований, справедливы и для активного четырёхполюсника. Заменим на /,-/„. и на

/, - /,,. . Так, в А-форме уравнений пассивного четырёхполюсника соответствует А-форма уравнений активного четырёхполюсника:

[ и. = Аи2+ В(17- 121с)

1/-4 = а/,+1)(/,-4).

Можно считать, линия с распределёнными параметрами может быть заменена симметричным четырёхполюсником. Каскадное соединение двух четырёхполюсников (рисунке 2) определяется по формуле:

A, Ai

А21 Ап

А1п А122\\А22, А2

А1цА2и + А\пА2п А1и А2п + А112А22: А\пА2и+А1пА2,, А12]А2п+А\22А2„

Коэффициент искажения синусоидальности кривой тока можно определить, как отношение действующего значения тока первой гармоники (loi) к действующему

значению сетевого тока (10): К— = , При К— 1 кривая сетевого тока

'а

синусоидальна.

Таким образом, использование методов, основанных на использовании четырёхполюсников, позволяет в расчётах оперировать такими электрическими

диницами, как блок или комплекс электроприёмников. При расчёте используются редварительно полученные данные о поведении исследуемых составляющих сети в ависимости от изменения входных параметров.

Для разработки методики прогнозирования уровней несинусоидальности ока требуется предварительный анализ несинусоидальности токов питающей сети построение математической модели ЭПРА с нелинейными характеристиками при енерации токов высших гармоник в условиях снижения напряжения для уществующих осветительных линий.

В третьей главе «Разработка математической модели электрической сети с аспределёнными параметрами с нелинейными нагрузками» произведено оделирование типовых четырёхполюсников для составляющих осветительной сети линейными и нелинейными характеристиками. Разработана математическая одель расчёта ЭМО в области несинусоидальной формы кривой тока для упповой осветительной сети. Предложенный способ формирования атематической модели позволяет перейти к моделированию режимов работы итающей сети.

В качестве среды для моделирования выбран программный комплекс lathCad 13.0, позволяющей создавать собственные алгоритмы и функций, еобходимые для расчёта индивидуальной задачи. Программирование производится утём использования операторов, аналогичных блок-схемам, что позволяет ущественно сократить время расчёта, за счёт подбора или создания оответствующего алгоритма.

Моделирование осветительной сети осуществлялось на основе каскадного оединения двух типов четырёхполюсников (рисунок 3). Первый блок, зображённый на рисунке 3 (четырёхполюсник I), является схемой замещения ередающей сети, второй (четырёхполюсник II) - блок ИС+ЭПРА. Использование араметров r0, go, 1о, с0 является следствием наличия в передающих сетях активных и еактивных потерь, а также токов утечки. Это означает, что результирующее опротивление четырёхполюсника III является нелинейным, т.е. различно для азличных значений воздействующего несинусоидального напряжения.

Рисунок 5 - Представление блока сеть-светильник в виде двух составляющих

В таком случае возникает необходимость расчёта параметров А, В, С, Б для частот всего исследуемого гармонического ряда. Значения каждой из переменных будет представлять собой одномерный массив, включающий по 40 значений. Матрица коэффициентов имеет вид:

В процессе моделирования формируется функция зависимости напряжения в начале цепи от напряжения в конце каскада четырёхполюсников Ш|= ДШП). Процесс формирования функции происходит путём последовательного

еречисления четырёхполюсников от конца каскада к его началу с добавлением оответствующих сопротивлений элементов в общую функцию.

В силу отсутствия в алгоритме численных значений, индивидуальных для сточника света или проводника, данная методика может быть без преобразований рименена не только для решения искомой задачи, а для ряда аналогичных задач.

Для дальнейшего решения необходимо вычислить такое значение У2„ при тором будет равно известному напряжению сети ЦСЕТИ. Т.к. данная задача •ляется требует решения уравнения, обратного сформированному, то при 1числении используются методы обратных итераций. Результатом является ормирование столбцов векторов токов и напряжений на зажимах каждого блока С+ЭПРА.

Поскольку к каждой фазе, как правило, присоединено несколько отходящих иний (рисунок 4), то расчёт итогового искажения формы кривых тока на шине ждой из фаз осуществляется по формуле:

V,, 40 ( У, "V

( 1-1 V Н - }

На основе математической модели разработан программный продукт 11еагх», исходными данными к которому являются: средняя горизонтальная свещённость покрытия дороги (категория улицы) и длина улицы, либо количество пор; удельные параметры применяемого проводника, количество часов спользования ЭСНО в год и спектр гармонических составляющих тока питающей *ти, а также такие паспортные характеристики ИС, как его тип, электрическая ощность и спектр гармонических составляющих тока.

На рисунке 5 представлен лист «Вывода результирующих данных». Для спользуемого и предполагаемого к замене комплекта ИС+ЭПРА, программа озволяег рассчитать:

- вектор и модуль напряжения в конце линии;

- вектор и модуль тока в начале линии;

- модуль тока в начале линии, рассчитываемый без учёта нелинейности;

- расчётную величину дополнительных потерь мощности за счёт несинусоидальности тока для обоих вариантов;

- количество киловатт-часов, потребляемых за год (позволяет оценить стоимость расходуемой электроэнергии);

- процентное содержание тока первой гармоники от полного тока;

- номиналы автомата защиты, выбранные с учётом нелинейности нагрузки и без.

Для существующего варианта ОУ. Для предполагаемого варианта ОУ

_ . . ......... е

Вектор напряжения б конце линии | ■] 74,0-6.41

Модуль напряжения в конце линии И 74.0

|——•—-—

Вектор полного тока в начале линии 29.4-0.71 Модуль полного тока в начале пинии ! ¿9.4 Модуль полного тока в начале пинии.

рассчитывавший оез учета нелинейности нагрузки.

120 5

Потенциал экономии электроэнергии: Н.7

Г2Гз*

Колличество потребляемых

киловатт-часов:

■559250

А ¡11.5"

кВт [0.5™" X ¡15.?"

«вт"ч Сзтй ео

кВт

кбт'ч

Процентное содержание тока первой ™---------.

гармоники от полного тока: 196.1

Параметры элементов защиты групповой линии Номинал автомата защиты без учета нелинейности нагрузки:

Номинал автомата защиты с учётом нелинейности нагрузки:

Количество опор:

{84.7 '

= 32

@Г

¡16 А

|16~"............. А

Назад В начал<з .

Рисунок 5 - Вывод результирующих данных

Проведённое математическое и компьютерное моделирование позволяет проводить исследования по режимам работы исследуемой сети и осуществлять прогнозирование влияния различных изменений параметров групповой сети на функционирование сети в целом.

В четвёртой главе «Оптимизация параметров расчёта групповых линий при расчёте осветительных сетей с нелинейными элементами» приведены результаты экспериментальных исследований по определению дополнительных затрат электроэнергии на токи высших гармоник в действующих сетях наружного освещения г. Орехово-Зуево Московской области. В результате проведённых

^следований на примере ООО «Орехово-Зуевская электросеть» выявлены уровни жажения синусоидальности тока от используемых ИС и дополнительные потери кектроэнергии, возникающие вследствие несинусоидальности тока.

_i(t)__I действ__i -j (t)

на аппарате защиты\ на аппарате защиты j :

\ /

41т \ / — 15104

5.4 и ! л / -mío4

-1.3Ю4 -12 104

?.i3f \\ - Я Ti--ЯГТет--! i -ю4

1 -ю4

9000

исунок (у - Расчётные кривые результирующих токи и мощности в ЩНО (ось (бсцисс - время, с; левая ось ординат - значение тока, А; правая ось ординат -

значения мощности, Вт).

I

Корректность предложенных формул подтверждается путём сравнения рультатов расчёта с практическими данными, полученными на ООО «Орехово-невская электросеть» для шести ЩНО, получающих питание от шести различных |1. Учёт электроэнергии на сборке ЩНО осуществлялся приборами учета |ектроэнергии типа СЭТ 4 - 1/2 М, измеряющим полную мощность, потребляемую ^упповой линией, класс точности 1,0. Расчёт производился для трёхфазной рветительной линии, имеющей по 20 ИС в каждой фазе. При расчёте с учётом ^линейности нагрузки допущение о нулевом сдвиге фаз высших гармоник, как

7000 6000 5000 4000

наиболее тяжёлый вариант для сетей и электрооборудования. Разница в результатах расчёта составляет 4,5%, против 12,3%, получаемых при расчёте без учёта нелинейности нагрузки, для ИС типа ДНаТ-100, и 4,1% и 10,4% соответственно -для ДРЛ-150.

На рисунке 6 представлены графики мгновенного и действующего значения тока, протекающего через аппарат защиты, и кривая мощности для осветительной сети, укомплектованной ДНаТ-100: результирующий ток (жирная кривая), действующее значение тока (горизонтальная прямая) и мгновенное значение потребляемой мощности (пунктирная кривая).

Дополнительные потери электроэнергии на высшие гармоники тока для наиболее модернизированных ИС типа ДРЛ-150 превышают данные расчёта ЭСНО, проведённые без учёта нелинейности нагрузки, на 0,3%; для ДНаТ-100 - на 8,5%.

ДРЛ-150.

3 -1 5 6 7 S 9 10 11 12 15 Л 15 15 17 18 19 23 II12 23 J4 25 26 27 2S 2S 50 31 32 33 S4 35 36 37 34 39 10 Количество ИС в групповой линии, шт.

Рисунок 7 - Расчёт К— для ЭСНО, укомплектованной ИС типа ДРЛ-150

На рисунке 7 приведена зависимость напряжения (левая шкала ординат) в конце линии от номера светильника (жирная убывающая линия). Напряжение зажигания для современной ДРЛ-150 составляет 180 В (горизонтальный мелкий штрих). Точка их пересечения (вертикальный мелкий штрих) - это теоретическое максимальное количество светильников в группе, которое для данного случая составляет 36 ед. для ДРЛ-150, 31 ед. - для ДНаТ-100 и более 40 ед. для

етодиодного светильника. Вертикальными сплошными линиями показаны миналы автоматов защиты для соответствующего количества источников света.

Жирным пунктиром показаны процентные значения коэффициента запаса, пользуемого при выборе номинала вводного аппарата защиты ЩНО относительно счётного тока, полученного без учёта нелинейности нагрузки (правая шкала динат). В своей минимальной точке он равен единице (или 100%). Т.е. это тот учай, когда действует прямой расчёт. Примечательно, что для разрядных точников света этот случай соответствует 20 источникам света в группе, что дтверждается требованиями ПУЭ. В остальных случаях для достижения обходимой точности необходимо пользоваться увеличивающим коэффициентом - > учитывающим наличие высших гармоник тока.

LZ-70

6А 10А

12345676 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 ДО 21 22 23 14 25 26 2? ZS 29 И 31 32 33 14 15 36 37 3S 39 -П

Количество ИС в групповой линии, шт.

Рисунок 8 - Расчёт К— для ЭСНО, укомплектованной ИС типа LZ-70

В отличие от разрядных ИС, светодиодные имеют минимальное значение бочего напряжения в 150 В. Результаты расчёта для рассматриваемой

>дели-аналога ДНаТ-100, потребляющей 70 Вт (производитель ProSoft) приведены рисунке 8.

В отсутствие других предписаний и исходя из моделирования, не зависит количества ИС в групповой линии, а количество ИС в группе определяется

исходя из падении напряжения в моделируемой сети и напряжением зажигания используемой модели СДС. Вместе с тем, дополнительные потери электроэнергии на высшие гармоники тока для исследуемого СДС составляют 13,3%.

Таким образом, расчёт мощности, потребляемой линией, укомплектованной светодиодными светильниками, должен производиться по формуле

Р = Р * N * К

S!X _ CDC _ CI.\:E 'SIX_CDC " IS 'VSIKC_CDC'

где Кж CDC - коэффициент энергосбережения по несинусоидальности, вычисленный для рассматриваемого комплекта ИС+ЭПРА. Тогда в действительности сеть, состоящая из 20 СДС типа LZ-70 потребляет мощность, равную:

Vnxr-ш* =70*20*1,133=1 '586.2 Вт

вместо 72*20=1 '400 Вт, полученных по обычному расчёту.

Коэффициент в этом случае имеет характер повысительного.

Использование его в практике проектирования необходимо для наиболее точного выбора номинала аппарата защиты групповой линии и расчёта потребляемой электроэнергии для расчёта аналогичных сетей.

Вместе с тем данный показатель означает максимальное процентное значение от потребляемой установкой электроэнергии, которое можно выручить путём приведения ВАХ комплекта ИС и его ЭПРА к линейной функции, т.е. при применении на рассматриваемой линии всех возможных мер по компенсации несинусоидальности тока.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработанные модели сети наружного освещения рекомендуются для анализа режимов работы и расчётов потерь мощности в осветительных сетях с нелинейными характеристиками осветительного оборудования.

2. Предложенная модель учитывает характеристики питающей сети наружного освещения, что позволяет прогнозировать уровень гармонических составляющих тока на действующих и проектируемых объектах.

3. Установлено, что погрешность результатов моделирования с использованием предлагаемых моделей не превышает 5% от экспериментальных данных.

4. По результатам моделирования режимов работы сетей наружного освещения, содержащих источники высших гармоник, установлен коэффициент несинусоидальности тока в пределах: 0 < Кш < 1, позволяющий рассчитать дополнительные потери мощности в существующих осветительных сетях.

5. Предложенная методика позволяет разработать рекомендации по использованию в осветительных сетях светодиодных источников света, рассчитать коэффициент энергосбережения по несинусоидальности тока и мощность, потребляемую групповой линией с учётом нелинейных характеристик осветительного оборудования.

6. Разработанная методика позволяет повысить скорость процесса проектирования вновь создаваемых сетей наружного освещения.

7. Предложенная методика позволяет провести анализ существующих сетей наружного освещения с целью оценки эффективности капиталовложений при выборе мер по компенсации гармонических составляющих тока сети.

8. Разработанный программный продукт может быть использован для технико-экономических расчётов в существующих осветительных сетях наружного освещения для учёта нелинейных характеристик применяемого оборудования.

9. По результатам диссертационной работы в ООО «Орехово-Зуевская электросеть» предложен комплекс мероприятий, направленных на улучшение показателей качества электроэнергии в сетях наружного освещения. Ожидаемый экономический эффект состоит в уменьшении количества потребляемой электроэнергии на 5,3%, что составляет 16'200 кВт*ч в год для двенадцати групповых осветительных линий, укомплектованных источниками света типа ДнаТ-100 в количестве 720 шт.

Основные положения диссертации изложены в следующих 1убликованных работах:

1. Гужов C.B. О применении светильников со светодиодами в уличных осветительных установках.// «Промышленная энергетика» №1, 2008.

20 0

2. Гужов C.B. Методика расчёта несинусоидальных режимов в сетях уличного освещения с полупроводниковыми управляющими устройствами.// «Промышленная энергетика» №10,2008.

3. Титова Г.Р., Гужов C.B. Моделирование построения электротехнического комплекса.// Всероссийская научная конференция «Системы управления электротехническими объектами (СУЭТО-2005)». Тула. 2005.

4. Титова Г.Р., Гужов C.B. Светодиодные технологии в уличном освещении городов.// Энерго- и ресурсоэффективность в энергобезопасности России. Пленарные доклады, материалы юбилейной международной научно-технической конференции. Казань. 2007.

5. Титова Г.Р., Гужов C.B. Использование светодиодов для освещения административно-офисных зданий.// Электрификация металлургических предприятий Сибири. К 100-летию со дня рождения A.A. Фёдорова. Москва, 2007.

6. С. Гужов, А. Полищук, А. Туркин. Концепция применения светильников со светодиодами совместно традиционными источниками света.// СТА «Современные технологии автоматизации» №1,2008.

7. Титова Г. Р., Гужов C.B., Китов П.А. Расчёт нелинейных установившихся режимов в сетях уличного освещения.// Международная научно-техническая конференция «Энергетика 2008: инновации, решения, перспективы».

Подписано в печать S.0à'< 09г зак. Ш Тир. Ю0 п.л. f№ Полиграфический центр МЭИ(ТУ) Красноказарменная ул.,д.13

Введение.

Глава

Анализ проблемы ЭМС в осветительных сетях с использованием светодиодной техники и обзор литературы по вопросам влияния несинусоидальности токов и напряжений на электрооборудование электрических сетей.

1. 1 Нормативные положения.

1. 2 Особенности расчёта однофазной групповой линии с нелинейными источниками света в осветительных сетях.

1. 3 Влияние несинусоидальной формы кривых тока и напряжения, оказываемое на электрооборудование в сети.

1. 4 Способы снижения уровня высших гармоник в сетях ограниченной мощности.

Анализ результатов и выводы по главе 1.

Глава

Анализ существующих методик расчёта несинусоидальности кривых тока и напряжения в осветительных установках.

2. 1 Основополагающие теории, описывающие процессы в сетях с несинусоидальными формами кривых тока и напряжения.

2. 2 Инженерные методы расчёта нелинейных характеристик несинусоидальных режимов в осветительных сетях.

2. 3 Расчёт режимов линий с применением «Теории мощности».

2. 4 Применимость инженерных методов расчёта и принципов линейной электротехники к нелинейным цепям.

2. 5 Расчёт линий с распределёнными параметрами схем методом четырёхполюсников.

Анализ результатов и выводы по главе 2.

Глава

Разработка математической модели электрической сети с распределёнными параметрами с нелинейными нагрузками.

3. 1 Электрическая сеть наружного освещения как каскад четырёхполюсников.

3. 2 Расчёт однофазной групповой линии с использованием метода четырёхполюсников.

3. 3 Расчёт трёхфазной сети с учётом наличия в питающей сети несинусоидального тока.

3. 4 Выбор программной среды моделирования.

3. 5 Описание программного продукта. Анализ результатов и выводы по главе 3.

Глава

Оптимизация параметров расчёта групповых линий при расчёте осветительных сетей с нелинейными элементами.

4. 1 Описание исследуемой осветительной установки.

4. 2 Реализация математического моделирования.

4. 3 Моделирование режимов электроснабжения трёхфазной питающей сети осветительной установки для разрядных источников света.

4. 4 Методика расчёта дополнительных потерь электроэнергии при несинусоидальности тока для групповой осветительной сети, укомплектованной светодиодными источниками света.

Анализ результатов и выводы по главе 4.

Актуальность работы.

Внедрение полупроводниковых технологий в светотехнику началось с развитием новых светодиодных источников света (ИС) с нелинейными вольтамперными характеристиками электронной пускорегулирующей аппаратуры (ЭПРА). Проблема качества электроэнергии обусловлена возрастающим влиянием высших гармонических составляющих тока на работу систем электроснабжения потребителя.

Для электрических сетей наружного освещения (ЭСНО) отсутствует нормативная база, регламентирующая требования проектирования и эксплуатации светодиодных светильников (СДС), однако существуют нормированные нормально и предельно допускаемые значения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения в точке присоединения УОС 0,4 кВ, которые составляют 8,0% и 12,0% соответственно. Коэффициент п-ой гармонической составляющей напряжения для сетей 0,4 кВ нормируется для каждой гармоники (ГОСТом установлены нормы до 40-ой гармоники включительно). Присутствие высших гармоник тока в УОС 0,4 кВ приводят к резким скачкам напряжения в узлах нагрузки выше допустимого значения, выходу из строя технологического оборудования, дополнительной загрузке сетей, укоренному старению оборудования, увеличению погрешности измерения приборов учёта электроэнергии, нарушению законодательства РФ в области соблюдения потребителем показателей качества электроэнергии в точке присоединения.

В настоящее время данной проблеме посвящено множество публикаций и разработок, направленных на снижение гармонических составляющих тока в существующих сетях 0,4 кВ, эксплуатирующих разрядные ИС. Подобные исследования освещаются на международных конференциях CIGRE, CIRED, PSCC, IEEE. Большой вклад в решение этих проблем внесли учёные: Железко Ю.С., Курбацкий В.Г., Кучумов JI.A., Смирнов С.С., Бердин A.C., Жежеленко И.В. и др. Вместе с тем, достаточно полного комплексного подхода к решению вопроса прогнозирования показателей качества электроэнергии (КЭЭ) для УОС, укомплектованных светодиодными ИС, пока нет.

Проведённый анализ показал, что для оценки эффективности капиталовложений при выборе мер по компенсации высших гармоник тока в настоящее время существует ряд методик, опирающиеся на принятие некоторых допущений, искажающих результаты расчётов. Расчёт, проведённый для двенадцати линий наружного освещения, принадлежащих ООО «Орехово-Зуевская электросеть», для ИС типа ДНаТ-100 без учёта нелинейности нагрузки показал несоответствие расчётного значения годового электропотребления с практическими данными в 12,3%, что составляет 16200 кВт*ч в год. Результаты расчёта сети с учётом нелинейных характеристик используемого оборудования расходятся с практическими данными на 4.5%. Применение методики расчёта установившихся режимов в сетях наружного освещения с учётом нелинейных характеристик светодиодных светильников с использованием сертификационных данных позволяет снизить погрешность расчёта, использовать предупредительные меры по снижению уровней гармонических составляющих тока, выбрать рекомендуемое место фильтрокомпенсирующих устройств без дополнительного искажения показателя несинусоидальности тока в сети наружного освещения.

Рассматриваемый вопрос воздействия высших гармонических составляющих тока от светодиодных источников света на работу электрооборудования электроустановок потребителя является актуальным, т.к. высшие гармоники приводят к остановкам технологического оборудования, материальным затратам и нарушает экологическую безопасность окружающей среды.

Идея работы заключается в построении компьютерной модели электрической сети наружного освещения, в которой учитываются параметры используемого осветительного оборудования и работы светодиодных светильников, влияющие на показатели качества электроэнергии, с последующим определением спектра частот высших гармоник тока в любой точке рассматриваемой системы.

Цель работы: разработка методики расчёта установившихся режимов электрических сетей наружного освещения с учётом нелинейных характеристик светодиодных источников света.

Объект исследования: светодиодные источники света наружного освещения с нелинейной вольтамперной характеристикой ПРА.

Предмет исследования: взаимосвязь параметров высших гармоник тока, генерируемых электронной пускорегулирующей аппаратуры различных ИС в ЭСНО, с показателями качества электрической энергии.

Задачи исследования:

1. Анализ ПРА разрядных и светодиодных источников света, как источников гармонических составляющих тока;

2. Анализ существующих методик расчёта дополнительных потерь на несинусоидальность тока в сетях 0,4 кВ;

3. Исследования вольтамперных характеристик источников света и высших гармонических составляющих тока в осветительной сети;

4. Разработка программного комплекса по расчёту дополнительных потерь электроэнергии на несинусоидальность тока в электрических сетях наружного освещения с использованием метода четырёхполюсника;

5. Апробация разработанного программного комплекса на примере общегородской уличной осветительной сети, укомплектованной ИС с нелинейными характеристиками ПРА.

Методика исследования.

Для решения вышеперечисленных задач использованы гармонический анализ, теория четырёхполюсников, принцип суперпозиции в теории электрических цепей, математические численные методы (свойства решения интегральных уравнений, алгоритм нахождения собственных значений невырожденных матриц), теория линий с распределенными параметрами.

Для расчётов по разработанной методике, реализующей используемые методы, использован пакет программ МаШСАБ.

Научная новизна основных результатов диссертационной работы состоит в следующем:

1. Разработана математическая модель для однофазных и трехфазных групповых линий ЭСНО, позволяющая рассчитать гармонический состав тока на аппарате защиты групповой линии, с учётом гармоник тока питающей сети, и сертификационных характеристик используемого оборудования;

2. Разработана методика расчёта мощности, потребляемой групповой и питающей сетью наружного освещения, с учётом нелинейных характеристик светодиодных источников света;

3. Доказано, что количество светодиодных источников света в фазе групповой сети определяется мощностью и напряжением зажигания светодиодного источника света с учётом дополнительных потерь от несинусоидальности тока.

Практическая значимость полученных результатов состоит в разработке математической модели сетей наружного освещения для расчёта дополнительных потерь при несинусоидальности тока в групповых линиях и прогнозировании состава высших гармоник тока для выбора места установки компенсирующих средств с целью обеспечения нормируемого уровня гармоник.

Предложенная модель прогнозирования может быть использована для коммерческих расчётов в существующих осветительных сетях, для проектирования сетей с учётом нелинейных характеристик применяемого оборудования.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Алгоритм расчёта осветительных сетей, сочетающих линейные и нелинейные нагрузки, методом четырёхполюсников с использованием сертификационных данных, предоставляемых производителем осветительных приборов.

2. Программный комплекс по определению количества светодиодных светильников в наружных осветительных сетях с учётом нелинейности применяемой электронной пускорегулирующей аппаратуры.

3. Результаты экспериментальных исследований электропотребления в сетях наружного освещения, внедренные в ООО «Орехово-Зуевские электросети» г. Орехово-Зуево Московской области, подтвердили адекватность предложенной математической модели в области рассчитанной дополнительно потребляемой мощности вследствие нелинейных характеристик используемой нагрузки.

Апробация работы.

Основные результаты исследования апробировались на научно-технических и международных конференциях и семинарах: «Энерго- и ресурсоэффективность в энергобезопасности России» (Казань. 2007); «Электрификация металлургических предприятий Сибири. К 100-летию со дня рождения A.A. Фёдорова» (Москва, 2007); Четырнадцатой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва. 2008); международной научно-технической конференции «Энергетика 2008: инновации, решения, перспективы» (Казань. 2008).

Результаты исследований опубликованы пять статей, две из которых опубликованы в журнале «Промышленная энергетика».

Предложен комплекс мероприятий, направленных на улучшение показателей качества электроэнергии в области несинусоидальности тока в системах уличного освещения ООО «Орехово-Зуевская электросеть» г. Орехово-Зуево Московской области.

Структура и объём работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, общих выводов, списка используемых источников из 101 наименования. Работа изложена на 145 страницах машинописного текста, содержит 53 рисунка и 14 таблиц.

Заключение

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Разработанные модели сети наружного освещения рекомендуются для анализа режимов работы и расчётов потерь мощности в осветительных сетях с нелинейными характеристиками осветительного оборудования.

2. Предложенная модель учитывает характеристики питающей сети наружного освещения, что позволяет прогнозировать уровень гармонических составляющих тока на действующих и проектируемых объектах.

3. Установлено, что погрешность результатов моделирования с использованием предлагаемых моделей не превышает 5% от экспериментальных данных.

4. По результатам моделирования режимов работы сетей наружного освещения, содержащих источники высших гармоник, установлен коэффициент несинусоидальности тока в пределах: 0 < К< 1, позволяющий рассчитать дополнительные потери мощности в существующих осветительных сетях.

5. Предложенная методика позволяет разработать рекомендации по использованию в осветительных сетях светодиодных источников света, рассчитать коэффициент энергосбережения по несинусоидальности тока и мощность, потребляемую групповой линией с учётом нелинейных характеристик осветительного оборудования.

6. Разработанная методика позволяет повысить скорость процесса проектирования вновь создаваемых сетей наружного освещения.

7. Предложенная методика позволяет провести анализ существующих сетей наружного освещения с целью оценки эффективности капиталовложений при выборе мер по компенсации гармонических составляющих тока сети.

8. Разработанный программный продукт может быть использован для технико-экономических расчётов в существующих осветительных сетях наружного освещения для учёта нелинейных характеристик применяемого оборудования.

9. По результатам диссертационной работы в ООО «Орехово-Зуевская электросеть» предложен комплекс мероприятий, направленных на улучшение показателей качества электроэнергии в сетях наружного освещения. Ожидаемый экономический эффект состоит в уменьшении количества потребляемой электроэнергии на 5,3%, что составляет 16'200 кВт*ч в год для двенадцати групповых осветительных линий, укомплектованных источниками света типа ДнаТ-100 в количестве 720 шт.

1. Дмитриева M.JI. Анализ качества электроэнергии в системах электроснабжения железных дорог. Диссертация на соискание учёной степени к.т.н. Иркутск, 2004. - 162с.

2. Жежеленко И.В, Саенко Ю.Л, Горпинич A.B. Оценка надёжности оборудования при пониженном качестве электроэнергии. Вести в электроэнергетике, №6, 2006 -М.: Энергопрогресс. стр. 13-17.

3. Иванов В.А, Ильинский Л.Я, Фузик М.И. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. Киев: Техника, 1983. 120 с.

4. Гольдман С. Гармонический анализ, модуляция и шумы. Перевод с англ. Горелика Г.С. М.: Издательство иностранной литературы, 1951. — 408 с.

5. Вдовин А. М. Разработка методов расчета удельного расхода электроэнергии в системе электротехнического комплекса. Диссертация на соискание учёной степени к.т.н. Казань, 2005. - 122с.

6. Титова Г.Р, Гужов C.B. Светодиодные технологии в уличном освещении городов. стр. 76. // Пленарные доклады, материалы юбилейной научно-технической конференции. Казань: Казан, гос. энерг. Ун-т, 2007. -232 с.

7. Hyosung К, Akagi H. The instantaneous power theory on the rotating p-q-r reference frames. Power Electronics and Drive Systems Conference: Тез. Докл. -T, 1999. -P. 422-427.

8. Т. Tanaka, Н. Akagi. A new method of harmonic power detection based on the instantaneous active power in three-phase circuits, IEEE, voilO, no4, October 1995.

9. Fenical G.: EN 61000-3-2 and EN 61000-3-3: Harmony at last, Evaluation Engineering, 2000.www.evaluationengineering.com/archive/articles/0900deal.htm

10. Review of methods for measurement and evaluations of the harmonic emission level from an individual distorting load. // CIGRE 36.05./ CIRED 2 Joint WC GC02 (Voltage Qualiti) January 1999.

11. Курбацкий В.Г. Мониторинг Качества электроэнергии в электрических сетях России для выбора мероприятий по обеспечению электромагнитной совместимости. Диссертация на соискание учёной степени д.т.н. Иркутск, 1997. - 205с.

12. R. El Shatshat, M. Kazerani, M.M.A. Salama, Power quality improvement in 3-phase 3-wire distribution systems using modular active power filter, EPSR, 2002.-p. 185-194.

13. Войтов O.H, Воропай Н.И, Гамм А.З, Голуб И.И, Ефимов Д.Н.

14. Анализ неоднородностей электрических систем. Новосибирск: Сибирская издательская фирма РАН, 1999. - 302 с.

15. Титова Г.Р., Гужов C.B. Моделирование построения электротехнического комплекса.// Всероссийская научная конференция «Системы управления электротехническими объектами (СУЭТО-2005)». Тула. 2005.

16. Манторски 3. Гармонические искажения в сети от источников света, управляемых электронными приборами. Светотехника №2, 2008. М.: Знак. стр. 30-33.

17. Галанов В.П, Галанов В.В. О влиянии нелинейных и несимметричных нагрузок на качество электрической энергии. Промышленная энергетика №3 '2001. М: Энергопрогресс. стр. 40-42.

18. Гужов С, Полищук А, Туркин А. Концепция применения светильников со светодиодами совместно с традиционными источниками света. СТА: современные технологии автоматизации №1'2008. М.: СТА-ПРЕСС. стр. 14-18.

19. Титова Г.Р, Гужов С.В. Светодиодные технологии в уличном освещении городов.// Энерго- и ресурсоэффективность в энергобезопасности России. Пленарные доклады, материалы юбилейной международной научно-технической конференции. Казань. 2007.

20. LED light string and arrays with improved harmonics and optimized power utilization. United States Patent 20040201988. http://www.freepatentsonline.com/20040201988.html

21. Сергеев Б.С, Рошман Э.М, Савельев Е.О. Управление светодиодными матрицами с помощью реактивных элементов. Электричество №9, 2004. М.: Знак. стр. 13-16.

22. Анчарова Т.В, Рыбаков JI.M. Качество электрической энергии и её сертификация. Й-Ола: Изд-во МарГУ, 2000. 108 с.

23. Суднова В.В, Чикина Е.В. Оценка влияния электроприёмников потребителя на качество электрической энергии в точке общего присоединения. Промышленная энергетика №5, 2003. М: Энергопрогресс. стр. 31-33.

24. Чаплыгин Е.Е. Анализ искажений выходного напряжения и сетевого тока матричного преобразователя. Электричество №11, 2007. М.: Знак.- с. 24-37.

25. Evaluating Harmonic Concerns Distributed Loads, Mark Mc Granaghan, Electrotec Concepts, Knoxville, Tenn, Nov. 2001.

26. Jose Tobaias Villegas. Applications electronics industrials. Вопросы энергосбережения в освещении. Светотехника №4, 2007. М.: Знак. -стр. 45-49.

27. Титова Г.Р, Гужов C.B. Использование светодиодов для освещения административно-офисных зданий. Электрификация металлургических предприятий Сибири. К 100-летию со дня рождения A.A. Фёдорова. Москва, 2007. стр. 128.

28. ПУЭ, изд. 7, переработанное и дополненное.

29. Рябов М.С, Циперман Л.А. Электрическая часть осветительных установок. М-Л.: Энергия, 1966. 360 с.

30. Жежеленко И.В, Шиманский О.Б. Электромагнитные помехи в системах электроснабжения промышленных предприятий. К.: Вища школа, 1986.-119 с.

31. Варфоломеев Л.П. Применение достижений электроники в современной светотехнике. Светотехника №3, 2007. М.: Знак. стр. 411.

32. J Maya, Попов О.А, Robert Т. Chandler. Люминесцентная лампа мощностью 40-70 Вт, работающая на частотах 100-300 кГц. Светотехника №3, 2007. М.: Знак. стр. 57-59.

33. Harmonics of compact fluorescent lamps in the home. Domestic Use of Electrical Energy Conference 1999. www.ctech.ac.za/conf/documents /Rhend-erson.doc

34. Справочная книга по светотехнике. Под. Ред. Айзенберга Ю.Б. Изд. 3-е перераб. и доп. М.: Знак, 2006. 972 с, ил.

35. Демирчян К.С, Нейман Л.Р, Коровкин Н.В, Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники: В 3-х т. Учебник для вызов. Том 2. 4-е изд. СПб.: Питер, 2003. - 576 с.

36. Зелях Э.В. Основы общей теории линейных электрических схем. М.: Изд. АН СССР, 1951. 451 с.

37. Жежеленко И. В. Показатели качества электроэнергии на промышленных предприятиях. М.: Энергия, 1977. 128 с.

38. Атабеков Г.И. Теория нелинейных электрических цепей. М.: Советское радио, 1962. 211 с.

39. Руденко В.С, Сенько В.И, Трифонюк В.В. Основы промышленной электроники: Учебник для ВУЗов УССР. Киев: Вища школа, 1985. -198 с.

40. Коллектив авторов, ред. В. Г. Федченко. Качество электроэнергии в электрических сетях и способы его обеспечения. Учебное пособие по курсу «Передача и распределение электрической энергии». М.: Издательство МЭИ, 1992. 102 с.

41. Железко Ю.С. Влияние качества электрической энергии на экономические показатели работы промышленных предприятий. Диссертация на соискание учёной степени к.т.н. М, 1987. - 256 с.

42. Апорович А.Ф. Статистическая теория электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств. Под ред. Аверьянова В.Я. Мн.: Наука и техника. 1984. 215 с.

43. Чебовский О.Г, Моисеев Л.Г, Недошивин Р.П. Силовые полупроводниковые приборы: Справочник. 2-е изд, перераб. И доп. М.: Энергоатомиздат, 1985.-341 с.

44. Ведерников А. С. Метод квадратичного кумулятивного осреднения в расчетах резкопеременных графиков электрических нагрузок систем. Диссертация на соискание учёной степени к.т.н. Самара, 2004. - 165с.

45. Walker L. R. Starting currents in the backward-wave oscillators. Prog. IRE, 42, 1137-1143 (1994).

46. Третьяков E.A. Оценка влияния состава технического оборудования тяговых железнодорожных потребителей электрической энергии на синусоидальность питающих напряжений. Диссертация на соискание учёной степени к.т.н. Омск, 2005. - 145с.

47. Бочков К.А, Рязанцева Н.В. Вероятностные методы определения уровней электромагнитной совместимости. Электрика №5, 2002. М.: Издательство «Наука и технологии». стр. 5-7.

48. Карташев И. И, Тульский В. Н, Шамонов Р. Г, Шаров Ю. В, Воробьёв А. Ю. Управление качеством электроэнергии. Под ред. Шарова Ю.В. М.: Издательский дом МЭИ, 2006. 320 с.

49. Горбачёв Г.Н, Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника: Учебник для ВУЗов. Под ред. В. А. Лабунцова. М.: Энергоатомиздат, 1988.-320 е.: ил.

50. Зыкин Ф.А. Определение степени участия нагрузок снижении качества электроэнергии. Электричество №11, 1992. М.: Знак. — стр. 2326.

51. Курбацкий В.Г. Качество электрической энергии электромагнитная совместимость технических средств в электрических сетях. Диссертация на соискание учёной степени к.т.н. Братск, 1999. - 220 с.

52. Шидловский А.К, Кузнецов В.Г. Повышение качества электроэнергии в электрических сетях. Киев: Наукова Думка, 1985. — 280 с.

53. Геворкян В. М. Электромагнитная совместимость электронных информационных систем. В двух частях. Часть 1. Общие вопросы электромагнитной совместимости технических средств. М.: Издательство МЭИ, 2006. 432 с.

54. Смирнов С.С, Коверникова Л.И. Вклад потребителя в уровни напряжения высших гармоник в узлах электрической сети. Электричество№1, 1996. М.: Знак.-стр. 18-21.

55. Perera S, Gosbell V, Sneddon В. A study on the identification of major harmonic sources in power systems. School of Electrical, Computer and Telecommunications Engineering University of Wollongong, NSW 2522.

56. Дьяков А.Ф, Максимов Б.К, Борисов Р.К, Кужекин И.П, Жуков А.В. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике и электротехнике. М: Энергоатомиздат, 2003. 768 с.

57. Гужов С.В. О применении светильников со светодиодами в уличных осветительных установках. Промышленная энергетика №1, 2008. М: Энергопрогресс. стр. 9-11.

58. Жежеленко И.В, Саенко Ю.Л. Амплитудно-частотные характеристики электрических сетей. Мариуполь: ПГТУ, 1998. — 99 с.

59. Герман А. А. Теория и практика совершенствования режима системы тягового электроснабжения переменного тока с установками ёмкостной компенсации. Диссертация на соискание учёной степени д.т.н. М, 1991.-208с.

60. Тугунцев С.Г, Луцкий И.И. Определение и учёт вклада потребителя в качество электрической энергии. Промышленная энергетика №7, 2003. М: Энергопрогресс. стр. 34-36.

61. W. Mack Grady, Surya Santoso. Understanding Power Sistem Harmonics. Grady / Santoso, September 1, 2001.

62. Иванов B.C, Соколов В.И. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1987. 336 с.

63. Хабигер Э. Электромагнитная совместимость. Основы её обеспечения в технике. М.: Энергоатомиздат, 1995. 296 с.

64. Черепанов В.В. Отдельные вопросы методики расчета несинусоидальности токов и напряжений в системах внутризаводскогоэлектроснабжения. Диссертация на соискание учёной степени к.т.н. -М, 1973. 142с.

65. Jennifer L. Pittman «Adaptive splines and genetic algorithms for optimal statistical modeling», A thesis in Ttatistics, The Pennsylvania State University, May 2000.

66. Тафт B.A. Основы методики расчёта линейных электрических цепей по заданным их частотным характеристикам. Изд. АН СССР, 1954.

67. Третьяков А. Н. Влияние высших гармоник в сельских распределительных сетях 0,38 кВ на показатели качества электрической энергии. Диссертация на соискание учёной степени к.т.н. Красноярск, 2006. - 190с.

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

69. Жежеленко И.В, Ливский A.M. Анализ электромагнитных потерь при колебаниях напряжения в системе прокатных станов. Электричество №3, 1977. М.: Знак. стр. 19-23.

70. Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники: Учебник для ВУЗов. В 3-х томах. Том 1. Изд. 4. М.: Изд-во СПБ Питер, 2004. 463 с.

71. Парфеньев Д. В., Аванов Б. А. Основные аспекты внедрения частотно-регулируемого электропривода на насосные станции водоснабжения. Главный энергетик №12, 2007. М.: Промтрансиздат. -с. 69-76.

72. Rapoport G.N. Preliminary results of the non-linear theory of oscillations in a backward-wave tube with longitudinal field. Radio Eng. Electron (USSR),3, №2, 347-355 (1988).

73. Тафт В.А. Электрические цепи с переменными параметрами. М.: Энергия, 1968.-328 с.

74. Ривкин Г.А. Преобразовательные устройства. М.: Энергия, 1970. -203 с.

75. Дрехслер Р. Измерение и оценка качества электроэнергии при несимметричной и нелинейной нагрузке. М.: Энергия, 1985. 234 с.

76. Wilsun Xu, Xian Lui, and Yuli Lui. An Investigation on the Validity of Power-Direction Method for Harmonics Source Determination. IEEE TRANSACTIONS ON THE POWER DELIVERY, VOL. 18 NO. 1, JANUARY 2003.

77. Белецкий А.Ф. Теоретические основы электропроводной связи. Ч.Ш: Синтез реактивных четырёхполюсников и электрических фильтров. М.: Связьиздат, 1959.-301 с.

78. Task force 38.06.01. Methods to consider customer interruption costs in power system analysis. Technical report, CIGRE, 2001.

79. Гужов C.B. Расчёт нелинейных установившихся режимов в сетях уличного освещения. Международная научно-техническая конференция «Энергетика 2008: инновации, решения, перспективы». Казань: Иман, 2008. стр. 98.

80. Draft Guide for harmonics limits for single-phase equipment,P1459/D3, Sponsored by the Transmission and Distribution Committee of the IEEE Power Engineering Society, January 26, 2006.

81. Зевеке Г.В, Ионкин П.А, Нетушил А.В, Страхов С.В. Основы теории цепей. 5-е издание, переработанное. М.: Энергоатомиздат, 1989.-528 с.

82. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М.: Высшая школа, 1996.-342 с.

83. Беркович Е.И. К определению понятия мощности в нелинейных цепях. Электричество №1, 1989. М.: Знак. стр. с.61-63.

84. Ариллага Дж, Бредли Д, Божер П. Гармоники в электрических системах. М.: Энегия, 1990. 320 с.

85. Вержбицкий В.М. Численные методы (линейная алгебра и нелинейные уравнения). М.: Высшая школа, 2000.

86. Багблейтер О.И. Разработка математических моделей и методов для оценки влияния участников системы электроснабжения на качество электроэнергии. Диссертация на соискание учёной степени к.т.н. -Иркутск, 2006,- 150с.

87. Бурков А. Т. Электронная техника и преобразователи: Учебник для ВУЗов. М.: Высшая школа, 1999. 464 с.

88. Acton D, Swift D. Разрядные лампы с холодным катодом. Пер. с англ. М.: Энергия, 1969.100. http://www.mossvet.ru

89. В результате вычисления и экспериментального подтверждения несинусоидальности тока осветительной нагрузки выявлено расхождение между экспериментальными и расчётными данными в два раза ниже инженерной погрешности.

90. Изложенные в диссертации технические решения и методика расчёта используются в производственно-техническом отделе ООО «Орехово-Зуевская электросеть»:

91. Для рационализации схемы электроснабжения потребителей электрической энергии городской осветительной сети;

92. Для улучшения показателей качества электрической энергии в осветительной сети;

93. Для выявления узлов схемы электроснабжения с наибольшим искажением синусоидальности тока и принятия мер по её снижению.

94. Количество потребляемой электроэнергии в год, обусловленных высшими гармониками тока в системе электроснабжения, составляют 16'200 кВт*ч в год для шести ТП общегородского назначения с одной групповой осветительной линией.

95. Ожидаемый годовой экономический эффект от полной компенсации высших гармонических составляющих тока для рассматриваемой осветительной сети составляет 46 800 руб.

96. Главный инженер ООО «Орехово-Зуевская электросеть.1. Н.И.Носов/

97. Зам. генерального директорауевскаяэлектросеть»,1. А.Лачугин/