автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Совершенствование принципов выбора, оценки перегрузки и работы фильтрокомпенсирующих устройств в электротехнических системах

^ V сишрскй ордша трудового красного знакеш ¿илялурилежШ шягот имени серго ордаадищзз

На правах рукописи

НИЕР Иосиф Удавеецпч

УДК 621.316.1:621.374,542

СОВШШСТВОВАНЛЕ ПРИНЦИПОВ ШБОРА, ' ОЦЙШИ ПЕРЕГРУЗКИ И РАБОШ ШЬТРОКОШЕНСШЮВЩ УСТРОЙСТВ В ЭЛШРОТШИЧЕОШХ СИСГШХ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплектен

н систем, включая их управление и регулирование

Автореферат

диссертации на соискание ученей степени . кандидата технических наук

Новокузнецк - 1391

Работа выполнена на кафедре "Электроснабжение прояыояен-иых предприятий и городов" Алма-Атинского снергетичеекого ин-

кандидат технических наук, доцент ТРОЙИЮЗ Г.Г.

заслуженный деятель науки и техники УССР, доктор технических наук, профессор ИЕШЕНКО.И.В,

кандидат технических наук, доцент КУРБАЦКИЯ В. Г.

Украинский Государственный проектный институт "ТШРОЮЛШРОПРО-ШСГ"

Защита состоится " ju.oupm.Ow 1991 г.

в на заседании специализированного совета К 063.99.02

по присуждению ученой степени кандидата наук в Сибирском металлургическом институте им. Серго Орджоникидзе по адресу: 654053, г.Новокузнецк, ул.Кирова, 42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского металлургического института.

Автореферат разослан "_"_199 _ г.

о

статута.

Научный руководитель -Официальные оппоненты ' -

Ведущая, организация

Ученый секретарь специализированного совета К 063,99.02, кандидат технических наук, доцент

И.С.Авраамов

!

!

-сог.цип;

*'1 - ОБЫАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на КЬ6-К90 годы и на период до 2000 года" определены основные пути ускорения научно-технического прогресса в различных отраслях народного хозяйства.

В области энергетики ускоренна научно-технического дрог- ■ расса предъявляет повышенные требования к надежности электроснабжения и качеству электроэнергии.

Одной из особенностей разшиш систем электроснабжения (СЭС) современных промышленных предприятий является повышение удельного веса электрических нагрузок, имеющих нелилейную вольт-амперную характеристику, наличие которых приводит к ухудшению технико-экономический показателей СПС.

аяя минимизации высших гармоник (аГ) широкое распространение получило применение ришгро-компенсирущих устройств (<*>КУ). Однако, на сегодняшний день некоторые вопросы использования я>КУ решены не полностью, К нш относятся: оценка перегрузки батарей конденсаторов (Ж), входящих в состав ш(У;труд-ности, связанные с выбором номинального напряжения этих конденсаторов; несовершенство существующих устройств для автоматического регулирования силовых резонансных фильтров (СРй) при перегрузке их токами йГ и т.д.

, настоящая работа посвяцеьл совершенствованию принципов выбора, оценки .перегрузки и работы ^КУ и входит в комплекс научно-исследовательских работ, проводимых в Алма-Атинском энергетическом институте (Айй) по репению задач, поставленных в целевой програша иЩ.иСЗ - "дальнейиез развитие единой энергетической свстемн СССР с целью повышения ее зсйсктивнос-* ти, надежности работы и снижения потерь электроэнергии в электрических сетях" (подпрограмма 0.01.13Ц "Повышение качества электроэнерпш по напряжению и снижение потерь в электрических сетях ¿'¿С СССР"), утверэдошюй постановлением Государственного комитета яри Совете кшшсгров СССР по наука и технике и Госплана СССР Л 437/24& от 12 декабря 1йоО г., и межвузовокой целевой комплексной программе "Разработка методов и средств экономии электроэнерпш в электрических системах" ("Экономия 'электроэнергии") на ЬЫ-19Ь5 гг. СШБ6-1УУ0 гг.),'этап 2.Ь, ИЛ (1)2.иб) "Оценка работы электрооборудования при наличия несинусоидальности в сета".

Целью работ является совершенствование принципов выбора, оценки перегрузки и работы «КУ. Для достижения указанной цели были решены следующие задачи:

1. Анализ различных способов определения перегрузки Ш «КУ в условиях несинусоидальнооти напряжения и выявление показателя, способного адекватно отразить перегрузку ЕК при Наличии в сети НГ.

2. Исследование влияния номинального напряжения конденсаторов, входящих в состав БК ФКУ, на технико-экономические показатели ШУ различных гидов и оаределение величины оптимального запаса Ш ®КУ по напряжению, соответствующего минимуму суммарных приведенных затрат.

3. Разработка рациональных с экономической точки зрения вариантов выполнения БК ¿КУ для сетей разных классов напряжения на базе стандартных конденсаторов, выпускаемых отечественной промышленностью»

4. Разработка устройств для автоматического регулирования СР<&, учитывающие фактическую емкость БК и температуру окружавшей среда, слособныхгь повысить надежность и эффективность работы

т.

5. Экспериментальная оценка влияния частотной характеристики входного сопротивления энергосистемы (ЧХ&С) на перегрузку конденсаторов «КУ.

6. Экспериментальное определение отклонений елжасти, мощности, тангенса угла потерь отечественных силовых конденсаторов разных тшзономиналов от номинальных значений, оценка влияния этих отклонений на перегрузку БК угКУ, <»

Методы исследований* В работе .используется комплексная методика исследований, основанная на применении методов математического анализа, аппарата математической статистики, численных методов, а также на экспериментальных исследованиях, проводимых на действующих промышленных предприятиях.

Научная новизна. Разработана методика проведения сравнительной оценки перегрузки Ж ШУ по различным критериям. Проведан сравнительный анализ существующих критериев оценки перегрузки БК "¿КУ, позволивший выявить преимущества использования величины потерь активной мощности в БК для определения перегрузки. Разработана методика выбора параметров Ш различных типов $КУ, обесиечяваюцая минимум суммарных приведенных зат-

рат при отсутствии перегрузки. Предложены принципы автоматического регулирования параметров СР$, позволяете повысить надежность и эффективность их работы.

Практическая ценность и реализация работы. Получены выражения для определения срока службы БК 1ЙУ при использовании различных критериев оценки их перегрузки. Определены предельно допустимые значения существующих показателей перегрузки

при лрзвыпенни которых происходит сокращение срока службы конденсаторов. Получгны выражения для определения величины оптимального запаса БК <1ь'£У по напряжению. Даны рекомендация по ралионяяыюг.у с тешто-экоиоиаческях псош-ий формировании ЕС £КУ различных типов разюпс классоо напряжения на базе стандартных силовых конденсаторов, выпускаем.»; отечественной электротехнической прошияенпостыа. Разработаны бяок-схеш комплекса устройств для автоматичзсксго рзгулнропания СРй. Получены экспериментальные статистические характеристики отклонений емкости, iicnjiocTii, тангенса угла потерь от номинальна значений отечественны:-: силоппс конденсаторов различных ткпо- i номиналов.

Результаты исследований использовалась на Усть-Каменогорском титано-югкиевом комбинате (УН ТШ), Целиноградском керамическом комбинате, Чапаевском заводе химических удобрений (ЧЗХУ). Годовой экономический -']гфект от внедрения серии CP® в узле преобразовательной подстанции (ГШ) УК ТМС составил 74,4 тнс.рубгей, рекомендаций по коыпенеаши реактивной мочиоетп и повышенно надёжности работы БК на ПП ЧЗХУ - 77,2 тыс,рубле?', Методика определения перзгрузки силовик конденсаторов внедрена в виде отраслевой в Глзвгосзнергснадзоре йшэнерго СССР. Основные положения, выносимые на зааигу:

1. Мэтодика оценки перегрузки БК при наличии в сети PF.

2. Методика выбора ПЭОв-Мб' гроя 5КУ.

3. Выражения для определения величины оптимального запаса БК ЗКУ по напряжению.

4. Рациональные варианты формирования БК ФКУ различных типов разных классов напряжения.

5. Алгоритмы работы и блок-схемы устройств для автоматического регулирования резонансных фильтров ВТ,

6. Результаты экспериментального определения отклонений еютоста, мощности, тангенса угла потерь от номинальных значгний отечественных силовых конденсаторов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на П и Ш Всесоюзных научно-технических совещаниях "Проблемы (электромагнитной совместимости силовых полупроводниковых преобразователей" (г.Таллин, 1982 и 1986 г.г.), Всесоюзных: конференциях "Повышение качества электрической анергии в промышленных электрических сетях" и "Новая техника в электроснабжении промышленных предприятий" (г.Москва, 1982 и 1963 г.г.), конференции "Повышение эффективности электроснабжения горных и металлургических предприятий" (г.Челябинск» 1983 г.), УП сессии Всесоюзного семинара АН СССР "Кибернетика электрических систем" (г.Новочеркасск, 1985 г.), Всесоюзном семинаре "Повышение качества и эффективности использования электрической энергии" (г.Киев, 1987 г.), научно-технической конференции "Повышение эффективности работы энергосистем" (г.Кироз, I9£f? г.), XI сессии Всесоюзного семинара "Кибернетика электрических систем" (г.Абакан, 1989 г.), Всесоюзной конференции "Повышение эффективности и качества электроснабжения" (г.Мариуполь, 1990 г.), научно-технических конференциях Алма-Атинского энергетического института (1982-1988 г.г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ« получено авторское свидетельство и два положительных решения на выдачу авторских свидетельств.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, трёх приложений и списка использованной литературы, включающего 109 наименований. Материал изложен на 135 страницах машинописного текста, содержит 60 рисунков и 13 таблиц. °

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введений приводятся общая характеристика работы: обоснованы актуальность проблемы, методы исследования, научная новизна и практическая ценность, положения, выносимые на зшци-ту,.сведения об апробации и реализации результатов в промышленности.

В первой главе дана характеристика современного состояния исследований по определению перегрузки ЕК в условиях несинусоидальности напряжения, выбору номинального напряжения конденсаторов, входящих в состав работе устройств для автоматического регулирования параметров СРО.

Анализ литературы показал, что в настоящее время в соответствии о директивными документами перегрузка силовых конденсаторов регламентируется по току, напряжению и коэффициенту несипусопдальносгд напряжения. Помимо этих показателей в ряде работ предлагается дал оценки перегрузки ЕК использовать генерируемую кспдгисаторачи реактивную мсадюсть пли применять для этих делец величину потерь активной мощности в Ш, Кроме того, в зарубежной практике нахсдат применение и другие способы определения перегрузки ЬК, учитываэдкз уровни отдельных гармоник тока и Еапряз;г1Ш, воздействующие на БК.

'1акш образом, многообразие существующих способов оценки перегрузки БК в значительной степени затрудняет принятие ранения по работа БК в условиях несицусоидальносш нспр-;лешш. Сравнительный анализ различных способов определения лорзг-рузки конденсаторов в литературе отсутствует,

поскольку перегрузка конденсаторов приводит к сокращению срока их слузкби, то именно срок слуяби БК и должен являться критерием сравнения ыенду собой различных способов оценки перегрузки. Б связи с атш были рассмотрена различные метода расчета срока службы конденсаторje, анализ которых показал, что преобладании.! улморса (.при отсутствии значительных перэнапря- . жений), оказывавцам действие на старение изоляция конденсаторов, является температурное воздействие.

• В этой жз главе проанализирован существундий подход к выбору номинального напряжения конденсаторов, входящих в состав БК чКУ. Отмечено, что в настоящее время отсутствует экономическая оценка запаса ЬК иКУ по напряжению. Усзаноллвно, что оп-тималышд величине запаса Ш уКУ до напряжению должен соответствовать кишшум суммарных приведенных затрат на &КУ.

Известно, что использ ог.ание регулируемых фильтров позволяет избегать целого ряда недостатков, cjsoilc тшншх фильтрам БГ с фиксированной частотой настройки. Однако, суцесгвущае устройства для автоматического регулирования либо вообще из учитываю? возможность возникновения перегрузил конденсаторов -з процессе их эксплуатации, либо производит оценку перегрузи! Ш по действующи значениям тока и напряжения, ч'ло ыаадт привести к работа фильтра в условиях фактической перегрузка• 'ШС.

Б заключении главы сформулировали цели и задача диссар-

гадин.

Ьторая глава посвящена проведению сравнительного анализа существущих .критериев оценка перегрузки БК при наличии в. сети НГ. При этом, в зависимости от критериев, величина потерь активной модности в Ш «КУ была предстазлена функциями коэффициентов перегрузки БК до току А^. , напряжению , коэффици- . ента несинусоидалышсти реактивной мощности Ад , по-

терям активной мощности (отношение потерь активной мощно-, ста в ЕК ЛуО^с учетом потерь'от ВТ к величине номинальных потерь лРн ), что- дало возможность получить зависимости мааду значениями указанных критериев и температурой нагрева изоляции конденсаторов и, как следствие, сроком службы ЕК, относительное сокращвние которого определялось по выражении:

^о" ¿У '

Л0 в ,

где , - соответственно температуры фактического и номинального перегрева изоляция ЕК; & - число градусов, определяющее сокращение срока службы конденсаторов в два раза.

Выражения для определения срока слукбы конденсаторов при различных критериях перегрузки приведены в таблице I. .

Б этой же таблице приведены вгграяения для определения критических значений различных критериев оценки перегрузки ЕК ФКУ, при превышении которых срок службы .видовых" конденсаторов • ■ сокращается ло сравнений с номинальным.

• Душ проведения сравнительного анализа различных способов . определения перегрузки ЕК МОГ была проведена серия расчетов

■ по° определению срока службы конденсаторов при варьировании значений критериев перегрузки БК, уровней ВГ тока /р и.напряжения ■

Щ , частоты настройки СРф . Расчеты проводились как для высоковольтных, так и для низковольтных конденсаторов. Некоторые результаты расчетов приведены на рис. 1,а,б,в,г, в

■ виде графиков,

Из анализа рис.1.6,в,г видно, что даже при значениях критериев перегрузив -1,3; =1,1; - сеть

, и ,4 кВ; - сеть 6-1и кВ; ЬС^ =1,1) ), не превышающих

. норм 1'0СТа 13Ю9-Б7, ГОСТа 12Б2-7У и технических условий на фильры Ы', срок службы конденсаторов сокращается но сравнению с номинальным. Причем в ряде случаев ото сокращение довольно существенно. Кроме того, необходимо ответить, что при. одном и том яо значении критерия оценки перегрузки А}- , Му- . Ккгл срок службы НК полет быть различен в зависимости от

Л

4.5

3,0

2,0

л0

2.0

"леи 15

г,5

/

1,0

.0,5

р — /

? /

/ / У

г

? £ 7 9 У/ Рр <0

5Л'-в- ЮиЗ ' —-

ЛЬ*/,/

ЛЬ V —N \

А'а =¡0,9 3^Ш»5*

3 £ 7 9 Л Ур д)

д) Рис. I. Оценка перегрузки Ш ФНУ: а - по току; б - по напряжению; в - по коэффициенту несинусоидальности напряжения; г - по реактивной мощности; Д - по активной новости.

спектра токов и напряжений, частоты настройки фильтра и типа конденсаторов, используемых в его составе, что свидетельствует о том, что при использовании этих коэффициентов для оценки режима работы ЕК «КУ шевозмоано получить однозначной зависимо-;' сти между значением критерия и сроком службы конденсаторов. Это объясняется тем, что эти критерии носят обещающий характер, не учитывают порядкового Номера различных гармоник и, следовательно, не позволяют, учесть реальный вклад отдельных гармоник в величину йРвк и в сокращение срока службы конденсаторов.

Таблица I

Критерий Перегруз-

Срок службы ЕК

Критическое значение критерия перегрузки

+1

! гжтммт+нгы

% -

шш.

ъ-т«-*)

!

-}_

./ (&в-П '

А_

т

\Л0

>2®

{^р-1)

1 I

ыр

СО

При оценке работы конденсаторов по коэффициенту перегрузка по потерял активной мощности получена однозначная зависимость Ибаду критерием ^¿р и сроком службы БК (рис 1,д). Причем, эта зависимость-одинакова для фальтров с различной частотой настройки и разным типом используемых конденсаторов.

Постому целесообразно в"дополнение к существующим методам оценки перегрузи! ЕК ЖУ применять еще-и такой критерий как величина увеличения потерь активной мощности в них.

- '1'пвтья глава посвящена оптимизации параметров ^КУ. При 8юм,для определения оптимальней величали запаса ЕК «КУ по на-прякенаю & (отнокешю номинального напряжения БК к напряло-

кию электрической сети в точке подключения фильтра) рассматривались ФКУ, состоящие только из СРФ (*гКУ типа СРФ), и ФКУ, представляющие собой сочетание CP« и БК (уКУ типа СР^ + Ш). Расчет d0/Jrосуществлялся при различных условиях выбора'мощкости Ш СРФ с точки зрения отсутсвия перегрузки конденсаторов путем минимизации суммарных приведенных затрат на «КУ в целом. Для этого целевая функция затрат на. фКУ была продафференцирова-на и из условия равенства частной производной дЗ/дл. нулю определена, величина

Мя £КУ типа CPS; + БК oL определяется по выражению:

V9 y>fr

«сот * 4г . «)

Ко -» Ур

Для «НУ типа CP« мощность конденсаторов может быть выбра- . на как большая из мощностей, рассчитанных из условий отйугст-' вия перегрузки или необходимой степени компенсации реактивной мощности» В первом случав минимуму затрат будет соответствовать значение <^fj/tT < определяемое как

. Во втором случав мощность ЕК СРФ долдаа с одной стороны удовлетворять условию отсутствия перегрузив, а с другой -генерируемая ЕК реактивная мощность должна обеспечивать требуемую Q степень компенсации:

% г'Ъ^Жй и)

Условие выбора мощности конденсаторов силовых фильтров, напри- • мор, при отсутствии перегрузки по потерям активной мощности:

о : д ^влмъч! •

' KcxV? 1 С• (5)

где .гок -ой гармоники, протекающий в цепи фильтра; - линейное напряжение сети в точка подключения СРФ;

VlCj

Л^д, - коэффициент, зависящий от схемы соединения конденсатор ров; ^tgd) ~ коэффициент увеличения тангенса угла потерь конденсаторов на частоте »* -ой гармоники.

В результате совместного релэнля уравнений (4) и (5) подучим, что величина оптимального запаса по напряЁвшга

г

ОЛТ .)?-, |/ \ О о

тр

а ксадссзь мвдевсагоров, соответствующая минимуму затрат

'¿ели СРы? цсдсльзуется только г.ак средство шидмаза-цдь ВТ (огеевньэ кшшенсацал ре активная шцвосш 2 вгоа случав исано пЪенейрзчъ), ю вглиташ, определяется в соогвагс-

, ^ ч - иЛ'/1

гзлд с выразен^е;д и).

Лыалох;шшл образе« бшш определены условия выбора х дгя друлдс дритерлев £цзлю1 дерегруэкд ЕК

На сскоьашш палудещш; выражений для опредзлзлпяс^у, , дрмзьздено гехалко-эконолшчаскоа сраваешв различных вариантов §оривроьанав Н£ ¿-СУ на Саге силовых конденсаторов, вшус-каемш: отечественной дрецшыешшегью. Наиболее рациональные вариант фортарошт. Ш ий-' дрцведаш в габлвдв 2,

В рзйаге. Ешагшен анаши выбора параметров НК ¿К/ при различных усло:шдх определения шщноста ЕК8 яоказашии, что при ■ вцборз ЬК исхода из отсутствия перегрузка по гоку ухудшение ' гв2£шко-зкст*л:чес:шс показателей происходи« из-за снижения удельной реакишт& ыозосгя, генерируемой АКУ в олакграчеокуа сеть. При гыбера же ЕС до кригераяц, как напряжение и реактивная шздоесь, затрат на «КУ возраста»? из-за ошховшх срока службы ЕЕ до сравнению с нсминадышм.

■ Оагнкадыгпа гехшциз-эконоиичаекпе показатели ыогуг быгь достигнуты при ваборо ЕК *КУ цо условии отсутствия пери-грузки по потерял активней мощности.

Ь четвертой главе с целья повыыения надежности и эффективности работа ¿--йг разработав комплекс устройств для автоматического регулирования "параметров СР^, дозволяющий путем изменения частоты настроили СГ\- в автоматическом рехша уменьшить перз-грузку конденсаторов "•юкагл ВТ, которая моаег возникнуть, например, при изменении частотной характеристики входного сопротивления энергосистемы ш рекгыа работы лоточника ВТ, Причем, яригериш оценки перегрузки Ш служа! величина » 'поскольку, как било показано в главе 2, именно величина потерь наиболее веяно характеризует перегрузку ки.д'П заторов в уело-.

виях не синусоидального напряжения.

Первое из устройств позволяет учитывать возможны! выход нз строя отдельных единичных банок конденсаторов в процессе; эксплуатации и сигнализирует об этом обслуживавшему персоналу. Если меры по'.нормализации репима работы БЕС не принимаются, что монет вызвать дальнейший выход из строя конденсаторов, тс устройство производит отключение фильтра ог сети.

Таблица 2

Номинальное . напшкешв сети, кБ 1 Частота настроили Cpg, //,/J

! Тип <5КУ ! ; i (•номинальное 1 напряжение! i ковденса- ! !торов,кВ ! схема соедина шш тал-т последовательно сседи-¡нешшх конден- . !сагоров

0,4 CF& + БК 0,4 Д I

OPu " Ü.5 Д I

6 OPtf + ЕК 4,0 Л I

Ш " м Л I

: Ю UPW + ЕК 6,6 Л " I

CPtf " 4,4 Л г

■35 CPi> + БК IÜ,5 Л 2

СРй ' -7,3 д 7

НО CP« + ЕК 10,5 д IX

ом " Iü,5 д 15

В известных устройствах производится сравнение фактических показателе!, палима работы НК с допустимыми,, которые задаются исхода из номинальных параметров SC и не корректируются при эксплуатации. При гаком подходе при уменьшении, емкости Hi допустимая величина потерь активной мощности &^arf окажется заваленной, что может привести г: работе UPw в условиях фактической перегрузки конденсаторов. Поэтому второе устройство позволяет осуществить коррекцию предельно допустимой величины потерь активной мощности в БК по фактической емкости конденсаторов, которая в процессе эксплуатации может меняться.

Одним из показателей режима работы ЬК является температура окружающего воздуха ij . При этом,работа силовых конден-

сагоров допускается ара температура окрукащсл среды T^Qr¡ не ■ далее 45 что соответствует шксдмально допустимой температуре нагрева диэлектрика .7^,, при номинальном режиме работа ЕК. Поскольку тепловыделение в конденсаторах обусловлено потерями активной мощности в них, то предельно допустимая величина потерь в них будет зависеть ос значештяТс:

лР -А Р Tó m

1 мах

На нрактдке шшеразура окруашичей среда шшшхоя вз ьре-иеш д.nones быаь значктельао шзв 45 Дри определенна ж перегрузки {¡входа из макошально допустимой д/) = 45 °С возможно лоадое омедшзше CPw в ршше, когда ^акшчеек&я температура нагрева диэлектрика не превышает критической додошг. Треке разработанное устройство для авш.атлческога регулирования UPw иролэводаг оценку перегрузки Ш OPw с учвгш коррекции предельно долусгашх доверь по (температуре округишцей среди.

Пятая глава посвящена экспериментальное проверке перегрузка ЕК s¿¡SJ в условиях экеллуатацм.

Одаш лз факторов, мс&зшадш ашяаае на лорегрузку Ж W, является Чх'ЗО, Однако, в литературе нет сведений об экспериментальной проверке влияния ЧхЬС па перегрузу конденсаторов CPu?. Ь сада а с этш в узла преобразовательной подстанции УК 1Ш были проведены серки измерений по определению ЧлЭС, Идя измерения аг,шл;туд д ¿аз ИГ применялся штивка магнитограф -btíá, Аля этого огнбадае тока л шщряшшя -записывались на магнитограф HQ6'¿. Ьатем до специальной, разработанной в АЪ'Л, нро-граше на ЬШ U.i-4 производилось их разложение в ряд wypbs«' ■ b результате проьеденких исследований оксперимвнталгно подтЕбрвдеао, чсо 4&sß мокет оказывай» 'существенное влияние на перегрузку БК (¡Pe. Расчет необходимо производить при Наиболее тяжелом рекше работы БК кли предусматривать автоматическое регулирование настройки ОРа при изменении рзжима.

Помимо Чл0С на перегрузку М wli/ монет оказывать влияние и отклонение параметров конденсаторов от ношнальшзх значений, для определения возможного разброса параметров конденсаторов на Усть-Каменогорском конденсаторном заводе были проведена экспериментальные дзмерения емкости^ С , мощности Q , танген-' са угла потерь tgö отечестванвых ешховш; конденсаторов различных ишоношшалов. До результатам измерений олучены числовые

сарактеристики распределения указанных параметров конденсатов ров, подтверждено их соответствие нормальному закону распределения. Определена погрешность расчетаД^^ вносимая: неуче-гом возможных отклонений С и ¿дд от номинальных значений, величина которой для разных типов конденсаторов изменяется зт -4,2 $ до -23,7 %, В таблица 3 приведены статистические щрактаристики параметров различных типов конденсаторов, '

Таблица 3

Тип конденсатора 1 С ! с , мкф а квар

д ! £ й ! 4*г

<01—0,Э8-18-ЗУЗ 413,2 4,6 18,7 0,21 3,33 0,29

55^', 5 15,5 25,4 0,7' 3,2" 0,18

гСС2-0,38-36-ЗУЗ . 806,9 14,1 36,6 0,64 3,6 0,19

1167,7 29,6 50,2 1,36 3,34 0,15

КС2-6,3-75-5УЗ ' ""б,Ъ2 0,1)8 72,5 0,93 2,0 0,27

КСК2-6,о-150-2УЗ 12,6 0,2'5 157,0 3 ,г 0,76 0,18

КС2-10,5-75-ЙУЗ ' 2,24 0,04 '74,Г Г,38 2,05 0,13.

Ш(2-10,5-150-2УЗ 4,51 0,12 156,1 4,15 0,Й2 0Д4

, Получена зависимость погрешнооги расчета срока службы конденсаторов от погрешности определения в них. Так, например, для обеспечения точности расчета срока' службы ЕК не пике + 11$, погрешность определения йРВк, не должна превышать + 2,5%. Поскольку погрешности,вносимые научетом расброса параметров конденсаторов при расчете » значительно превышают указанную величину, го при определении перегрузки ЕК ЖУ Необходимо учитывать возможнные отклонения С и сило-

вых конденсаторов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Ь соответствии с поставленной целью и задачами исследований в диссертационной работе получены следующие результаты: I,. Установлено, что оценка состояния конденсаторов по току, 'напряжению, коэффициенту насинусоидальности, реактивной мощности не позволяет адекватно оценить перегрузку ЕК в условиях насинуооидального напряжения. Показано, что оценка перегрузки ЕК в этом случае должна производиться по величине

потерь активной мощности б них. Определены предельно допустимые значения различных критериев оценки перегрузки ЕС ФКУ с позиций обеспечения номинального срока службы конденсаторов.

2. Установлено, что использование потерь активной мощности е конденсаторах в качестве критерия выбора мощность' Ш позволяет достигнуть наилучших технико-экономических показателей Ety. Определена юеяичмка оптимального запаса БК по н&пря-кеник, обеспечивающая гшимуи суммарных приведенных затрат у различных типов Ейг при отсутствии перегрузи;:.

3. Даны практические рекомендации по рационально;.^ формирование КС резонансных фильтров различных типов SÖT; выполняемых на баоо стандартах силошх конденсаторов.

4. Разработаны устройства для автоматического рогудкроиа-иия CFS, учитывающие изменение емкости 121 в процессе оксплуа-. ташп. Oda устройстьа аааркценц аьгорскнш свииотольстыш!.CGCP.

5. Яредлокыш устройство для автоматического регулирсьа-ння фильтров вислпх гармоник, в котором оцэнка перогрузки конденсаторов осуществляется с учотом коррекции предзльнэ допусти-шх потерь по температуре окружающей среды. Устройство оагицено авторским свидетельством СССР»

6. Экспериментально получены статистические характер;; ста--, ки отклонения ешсости, мощности, тангенса угла потерь отечесг« венных силовик конденсаторов от номинальных значений. Показано, что имеющиеся отклонения параметров конденсаторов npi; -водят к существенной погрешности при расчете потерь активной мощности в ЕК, что необходима учитывать при сцинке перегрузки Ж «КУ.

. Методика оценки перегрузки конденсаторов при несинусоц-дальнои напряжении внедрена в виде отраслевой б Главгосэне^го-надзоре Минэнерго СССР. Ежегодный экономический эффект от ьнедрв' ния серии резонансных фильтров высших гармоник на УК ТЫН составляет 74,4 тыс.руб., а рекомендаций по компенсации реактивной мощности и повышении надёжности работы ЕК в олектрическнх . сетях ЧЗХУ - 77,2 тыс.рублей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

• Трофимов Г.Г., Сысоев В.В., Фишер И.Я., Винер U.M. Влияние частотной характеристики входного сопротивления энергосистемы на работу силовых фильтров //Проблемы электромагнитной совместимости силовых полупроводниковых преобразователе?»

эй/ Ия-т термофизики и электрофизики АН ¿ССР. - Таллин, ЭВ2. - С. 214-215.

' 2, Трофимов "Г.1'., Ццсоев В.В., Винер И.М., Укштут В.Н. екоторые особенности работы конденсаторных батарей в сило-ых фильтрах //Проблемы электромагнитной совместимости сило-ых полупроводниковых иреобразоватбляй/ Ий-т термофизики и эле-.трофизики АН ЬССР. - Таллин, ISb2. - 0. 249-250.

3. Трофимов Г.Г., Сысоев В .И., Винер н.м. К вопросу о выборе резонансных фильтров в системах электроснабжения промыш-18иных предприятий //Пеаышенив качества электрической энергии

I промышленных электрических сзтях/шатериалы конференции. -1.: ЫГШ, ISB2. - С!, I4U-I43.

4. Винер in.и,, Трофимов Т.Г. Особенности выбора фильгро-сомденсирующих устройств в системах электроснабжения металлургических предприятий //Повышение эффективности электроснабже-шя горных и металлургических предприятий/ Тезисы докладов ко-1ференции. - Челябинск, 1983. - С. 1Ъ-19.

5. Трофимов Г .Г., Сысоев в .В., Випер Автоматизация 1роектных расчетов компенсации реактивной мощности в сетях с нелинейными нагрузками //Ловая техника в электроснабжении про-лышленных предприятий/ Материалы конференции. - М.: МДНТП, I9B3. - С. 164-166.

' '6. Трофимов Г.Г., Сысоев В.В., Иазовер В.В., Винер И.М. Некоторые особенности решения вопросов компенсации реактивной мощности в сетях с мощными электротехнологическими установками //Электратехнология/ Казахский политехнический институт им. В .И.Ленина. - Алма-Ата, 1984. - С. 120-124.

7. Винер И.Ы. Особенности оценки.перегрузки силовых конденсаторов в сетях с высшими гармониками /Дачество и потери электроэнергии в электрических сетях/ Казахский политехнический ш-т им. В.И.Ленина. - Алма-Ата, 1986, - С. 4-9.

В. Трофимов!.Г., Винер И.м., Абсадакова Г .А. Влияние качества электрической энергии на генерацию реактивной мощности силовимц фильтрата в сетях с преобразовательными установками// Пройдет элоыри«.... пштной соаместшосги силовых полупроводниковых преобразователей/ Ин-т термофизики и электрофизики"АН ЭССР. - Таллин, 1986. - 4.W. - С. 164-165.

9. Трофимов Г«Г., Винер И.М., 'Мазовер В.В. Вопросы повышения эффективности работы конденсаторных батарей на яродшш-

денных предприятиях с преобразователями // Проблемы электромагнитной совместимости силовых полупроводниковых преобразователей/ Ин-т термофизики и электрофизики АН ЭДСР. - Таллин, 1986, - 4-,Iii -. С. I66-X67.

IÜ. Трофимов"!,Г.', Винер Расчет оптимального напря-яения'конденсаторов силовых фильтров /Д1зд, ВУЗов. Электромеханика. - 1986. - Ii I2.-C. 57-69.

11. Трофимов Г.Г.,Банер И.М., Болтянская А.Д., Громова C.B. Особенности работы электрооборудования энергосистем при наличии несинусоидальносги //Повышение эффективности работы энергосистем/ Тезисы докладов к научно-технической конференции» Киров, 1987, - С. 27-2В.

12.' Гаценко H.A., Трофимов Г.Г., Винер И.Ы., Фильтро-ком-пеисирувщие устройства систем электроснабжения //Стекло и керамика. - 1989, Ц 5. - С. IO-II.

13. Трофимов Г .Г., Винер Vi.il., Абилов Р.д. Оценка влияния параметров фильтро-ксшенсирунцих устройств на точность их настройки //йдектроснабжениа промышленных предприятий/ Тезисы докладов XI сессии Всесоюзного научного семинара "Кибернетика электрических систем". - Абакан, 1989, - С. U9-ICJU,

14. Трофимов Г.Г,, Винер й.й,, Исаева Л.Б. Комплекс устройств дая автоматического регулирования фильтров внспшх гарг-моник //Повшение эффективности и качества электроснабкения/ Тезисы докладов конференции. - Мариуполь, I9ÖÜ.- С. II.

15. A.C. 1576У75 (СССР), МКИ H02JI/U2.' Устройство для автоматического регулированияLC -фильтра/ 1%Г.Трофимов, И.й. Вивер. Опубл. Ü7.U7.9Ü. Бкл. И 25 // Открытия. Изобретения -1990, В 25. "......

' "\16. Решение о выдаче а.с. по заявке й 4624737/07 от и7. 06.89, Устройство для автоматического регулирования ¿С -фильтра/ il.1.1.Винер, Г.Г.Трофимов.

17. Решэнио о выдача а.с. по заявке Jü 463IUS6/U7 от 29. 06.89." Устройство для автоматического регулирования LC -фильтра/ И.¿1,Винер, Г.Г„Тр0(£ш.10в.