автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Технико-экономическое обоснование применения симметрирующих устройств в условиях промышленных предприятий Сирии

ГЛАВА I . ВВЕДЕНИЕ И ПОСТАНОВКА ВОПРОСА

1.1. Основные этапы развития промышленного электроснабжения

1.2. Постановка вопроса.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ПОЛОЖЕНИЯ В ВЕДУЩИХ

ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СИРИИ.

2.1. Основные положения.

2.2. Рост установленной мощности приемников электроэнергии на обследованных предприятиях

2.3. Состав нагрузки обследуемых предприятий

2.4. Показатели качества электроэнергии

Сирийская Арабская Республика (САР) - аграрно-индустриальная страна с населением более 10 млн.человек. Территория, занимаемая САР,составляет более 185 тыс.га^.

38 лет назад из Сирии навсегда ушел последний иностранный солдат. С тех пор открылась новая страница в истории политического, экономического, социального и культурного развития Сирии.

На протяжении многих десятилетий Сирия была аграрным придатком развитых капиталистических стран. Экономика страны имела все отпечатки, характерные для экономически отсталых стран, зависящих от метрополий. Вся экономика страны зависела, в основном, от сельского хозяйства, основу которого составляли цитрусовые культуры. Промышленное производство было представлено главным образом нефтедобывающей и текстильной отраслями промышленности.

Пятидесятые и шестидесятые годы в экономическом развитии страны характеризуются общим подъемом во всех, ранее существовавших отраслях промышленности и созданием новых промышленных отраслей, крайне необходимых для планомерного, пропорционального развития экономики, для завоевания полной экономической независимости от капиталистических стран. Становление и развитие национальной промышленной базы в Сирии-это одно из важнейших и наиболее примечательных проявлений социально-экономических сдвигов в стране за годы ее независимого развития.

После Революции 1963 г. часть народнохозяйственных проблем была решена. Успешно решается энергетическая проблема.

Сирийская энергосистема была создана в 1974 г. с вводом первых агрегатов Ефратской ГЭС мощностью 800 МВт, построенных с помощью СССР. В настоящее время энергосистема САР объединяет 13 наиболее крупных узлов потребления электроэнергии и включает в себя, кроме Ефратской ГЭС, три небольшие ТЭС мощностью 60-100 МВт каждая, расположенные в Дамаске, Хомсе, Халебе. Ведется строительство еще трех ТЭС в Дамаске, Таттусе и Хаме мощностью 300 МВт каждая.

В настоящее время энергосистема САР имеет суммарную мощность 1020 МВт. Питающая сеть энергосистемы в основном имеет номинальное напряжение 66 и 220 i®. Сечение проводов ЛЭП 220 кВ одинаковое - АС0-400, провода подвешены на стальных опорах. В целом электроэнергетическая система САР характеризуется сравнительно низким максимумом потребляемой мощности. По этой причине она относится к категории, так называемых, малых систем. На рис.1.1 приведена система электроснабжения САР.

Потребление электроэнергии в САР за последние 20 лет непрерывно растет. Если в 1963 г. электропотребление на душу населения составляло 116 кВт-ч/чел, то в 1980 j*. оно выросло до 620 кВт»ч/ чел.

В настоящее время можно с большой точностью судить о степени развития той или иной страны по количеству потребления электроэнергии на душу населения. Если в промышленно развитых странах потребление электроэнергии на душу населения составляет 800 кВт«ч/ чел., то в развивающихся странах оно колеблется от 20 до 500 кВт» ч/чел. Энергопотребление отражает не только экономический, но и культурный уровень развития страны.

Высший законодательный орган САР - Народный совет утвердил уже пятый пятилетний план на I98I-I985 гг. Его главная цель хЦ и я с— у йор дхни51 Тепловые электростанщв 0 Гидроэлектростанции О Подстенщл

- ЛЭП 230 - 4С0 кВ

• ЛЭП 66 кВ

РисЛЛ. Схема электрических сетей Сирил дальнейшее развитие производительных сил, упрочение национальной экономики. Основное внимание уделяется укреплению государственного сектора, в рамках которого планируется строительство крупных промышленных предприятий, дальнейшее развитие энергетики, добычи нефти.

Большую помощь Сирии в создании новых и развитии ранее не существовавших отраслей промышленности оказывает СССР. Наиболее яркими примерами этой плодотворной дружественной помощи являются создание нефтеочистительного завода в г.Хомсе, , завода электродвигателей в г.Латакия и ряда других крупных промышленных объектов.

5.8. Основные выводы, сделанные по результатам проведенных исследований

1. Для обоснования технической целесообразности применения СУ необходимо учитывать наличие трехфазной вращающейся нагрузки, подключенной к шинам, совместно питающим однофазные приемники. Влияние трехфазной вращающейся нагрузки на уменьшение коэффициента несимметрии будет значительнее, если ее мощность будет на порядок выше мощности однофазной нагрузки.

2. Эффективность учета трехфазной нагрузки целесообразна при незначительных значениях мощности короткого замыкания на шинах подключения однофазного приемника.

3. В условиях существующего уровня развития промышленных предприятий САР 3-х фазная вращающаяся нагрузка оказывает незначительное влияние на снижение коэффициента несимметрии. Проведенные расчеты дают основание не учитывать ее при расчете коэффициента не симметрии напряжения.

4. При анализе целесообразности применения СУ необходимо учитывать не только техническую сторону снижения несимметрии, но и экономическую как результат уменьшения ущерба от токов обратной последовательности. При этом экономическая целесообразность может быть и при коэффициенте не симметрии напряжения, меньшим двух процентов.

5. Анализ функции ущерба, возникающего в СЭС промышленных предприятий от протекания в них тока обратной последовательности, показал , что функция характеризуется многими факторами, является непрерывной. Это дает основание применить теорию планирования эксперимента для построения математической модели ущерба.

6. Полученные математические модели величины ущерба для характерных звеньев СЭС промышленных предприятий САР показали, что наиболее влияющим фактором в уравнении регрессии является коэффициент несимметрии напряжения. Вторым по значимости следует фактор "мощность трехфазного приемника электроэнергии".

7. Экономическая целесообразность применения СУ должна обосновываться путем сравнения величины ущерба от коэффициента несимметрии, вычисленного по полученным математическим моделям, и сравнения его с затратами на симметрирующее устройство.

8. Расчетами доказана целесообразность применения СУ при коэффициенте не симметрии, меньшем двух процентов для машиностроительного предприятия САР.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Электроэнергетическая система Сирии относится к маломощной системе.

За последние 20 лет потребление электроэнергии промышленностью возросло с 3% до 70%.При этом установленные мощности ряда обследованных промышленных предприятий, определяющих индустриальное развитие страны, возросли в 3-5 раза. Столь высокие темпы прироста установленной мощности промпредприятий сохранятся и на ближайшие 10-20 лет до 2000 года.

Изменился состав и характер нагрузки. Ускоренными темпами идет внедрение электротермии в промышленное производство. Наличие однофазных приемников электроэнергии в промышленности Сирии приводит к появлению некачественного напряжения.

Анализ показателей качества электрической энергии на обследованных заводах показал, что их величины значительно превосходят допустимые пределы. Так, величина отклонения напряжения составляет - 30% * 10%. Отклонение частоты в часы максимума элект-ропотребеления достигает - I Гц. Несимметрия напряжения на ряде производств электротехнической и машиностроительной отраслей колеблется в пределах 2% •* 7,5%.

Наличие некачественного напряжения приводит к дополнительным потерям электрической энергии, преждевременному износу и старению изоляции приемников электрической энергии.

По результатам проведенных в диссертации исследований с применением методов математического анализа были построены номограммы по определению коэффициента несимметрии в зависимости от мощности короткого замыкания на шинах 10.кВ и мощности однофазного приемника электрической энергии.

Установлено, что при существующих в промышленности Сирии трехфазных нагрузках, питающихся совместно с однофазными приемниками электрической энергии, их влияние на снижение коэффициента несимметрии практически незначительно. При расчете коэффициента несимметрии в промышленных сетях Сирии влияние трехфазной нагрузки можно не учитывать.

Для определения величины ущерба от токов обратной последовательности в диссертации применяется математическая теория планирования эксперимента, позволяющая построить функцию ущерба от наиболее влияющих на ее величину факторов. Математическая модель ущерба построена для основных характерных звеньев системы промышленного электроснабжения: трансформаторы ГШ, цеховые трансформаторы,высоковольтные асинхронные двигатели.

Анализ математических моделей функции ущерба показал, что определяющими факторами, наиболее значимыми по своему влиянию на величину ущерба от токов обратной последовательности, являются коэффициент несимметрии и мощность трехфазного приемника электроэнергии. Далее, по степени влияния, следуют экономические факторы: стоимость электроэнергии и число часов работы установки в году.

Применение полученных математических моделей функции ущерба дает возможность научно-обоснованно рекомендовать внедрение симметрирующих устройств в сетях промышленных предприятий Сирии.

1. Мулла Исмаил Сайд эль - Дин. Анализ перегрузочной способности элементов промышленного электроснабжения и использование ее в условиях Сирии. Автореферат дис.канд.техн. наук. М.: МЭИ, 1982.

2. Рушинский А.З. Математическая обработка результатов эксперимента. М.: Наука, 1971.

3. Федоров A.A., Гера скин О.Т. Применение ЭЦВМ МИР-1 в инженерных расчетах. М.: МЭИ' , 1974.

4. Жежеленко И.В., Рабинович М.Л., Божко В.М. Качество электроэнергии на промышленных предприятиях. К.: Техника, 1981.

5. Стульников Г.В. Влияние изменения напряжения на производительность механизмов и качество продукции в текстильных предприятиях. Автореферат дис.канд.техн. наук. М.: МЭИ, 1973.

6. Ткаченко В.Г. Исследование влияния отклонений напряжения на работу приемников электроэнергии камвольно-суконного и трикотажного производства. Автореферат дис.канд.техн. наук. М.: МЭИ, 1980.

7. Володина H.A. Исследование влияния отклонений напряжения на производительность промышленных механизмов заводов автотракторного электрооборудования. Автореферат дис.канд.техн. наук. М.: МЭИ, 1980.

8. Гитгарц Д.А., Мнухин Л.А. Симметрирующие устройства для однофазных электротермических установок. М.: Энергия, 1974.

9. Бушуева O.A. Исследование и повышение эффективности систем электроснабжения целлюлозно-бумажных предприятий. Автореферат дис.канд.техн. наук. М.: МЭИ, 1982.

10. Качество электрической энергии в сетях промышленных предприятий. Материалы конференции МЛНТП им. Ф.Э.Дзержинского, 1977.

11. Федоров A.A. Основы электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергия, 1961.

12. Электропечи в черной металлургии. Под редакцией Г.Э.Гера. М.: Металлуршздат, i960.

13. Вагин Г.Я., Котельников О.И. Исследования качества электрической энергии на машиностроительных предприятиях и мероприятия по его улучшению. В кн.: Сборник "Качество электроэнергии в сетях промышленных цредприятий". М.: МНТПим Ф.Э.Дзержинского, 1977.

14. Долгополов В.П. О качестве электрической энергии в системах электроснабжения предприятий целлюлозно-бумажной промышленности. В кн.: Сборник "Качество электроэнергии в сетях промышленных предприятий". М.: МЛНТП им. Ф.Э.Дзержинского, 1977.

15. Жежеленко И.В. Показатели качества электроэнергии на промышленных предприятиях. М.: Энергия, 1977.

16. Спорыхин H.A. Влияние отклонений и колебаний напряжения на работу двигателей химических производств. Автореферат дис. канд.техн. наук. М.: МЭИ, 1980.

17. Мирошник И.А. О результатах проверки качества напряжения у электроприемников на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях. В кн.: Сборник "Качество электроэнергии в сетях промышленных предприятий". М.: МДНТП им. Ф.Э.Дзержинского, 1977.

18. Церазов А.Л. Влияние несимметрии и несинусоидальности напряжения на асинхронные двигатели. "Промышленная энергетика". 1963, № 12.

19. Кежеленко И.В., Харламова З.В., Чубарь Л.А. Снижение уровней гармоник в электрических сетях. В кн.: Электрические сети и системы. Киев, Вища школа, 1976.

20. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергия, 1977.

21. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил A.B. Основы теории цепей. М.: Энергия, 1975.

22. Мнухин Л.А. Коэффициенты мощности и несимметрия токов трехфазной сети при питании однофазных электротермических установок. "Исследования в области промышленного электронагрева. Труды ВНИИЭТО". М.: Энергия, 1972, вып.5.

23. Рожавский С.М. Уменьшение несимметрии в сетях 0,38 кВ с учетом случайного характера изменения нагрузки. В кн.: "Сборник научных трудов Харьковского института механизации иэлектрификации СХ". 1972, вып.21.

24. Качество электроэнергии в условиях научно-технического прогресса. Под редакцией Г.А.Константинова, В.Т.Мелехина, О.К.Шимова. Л.: ЛИЭИ им.П.Тольятти, 1975.

25. Кузнецов В.Г., Шидловский А.К. Симметрирование фазных напряжений в низковольтных сетях с нулевым проводом. В кн.: Методы и средства повышения качества электрической энергии. Киев, Наук, думка, 1976.

26. Майер В.Я. Исследование отклонений и не симметрия напряженийв системах электроснабжения руднотермических печей". Автореф. дис.канд.техн. наук. М.: МЭИ, 1974.

27. Жежеленко И.В., Тохтамыш В.В.* Козырь В.Н. Нелинейные нагрузки в несимметричных режимах. В кн.: Методы и средства преобразования параметров электрической энергии. Киев, Наук, думка, 1977.

28. Церазов А .Л., Якименко А.И. Исследование влияния не симметрии и не синусоидальности напряжений на работу асинхронных двигателей. Информационные материалы., М.: Энергия, 1963, 70.

29. Милях А.Н., Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Схемы симметрирования однофазных нагрузок в трехфазных цепях. Киев. Наук, думка, 1973.

30. Меженный С.Я. Определение допустимой не симметрии напряжений графическим методом. "Энергетика и электрификация"., 1975.

31. Бойко Ф.К. Исследование режимов потребления электроэнергии в промышленности и оптимизация системы промышленного электроснабжения. Автореф. дис.док.техн. наук. М.: 1977.

32. Каз.овский Е.Я., Данилевич Я.Б., Кашарский Э.Г. Анормальные режимы работы крупных синхронных машин. Л.: "Наука", Ленинградское отд., 1968.

33. Фальк В.Э. Особенности работы синхронных двигателей при несинусоидальном и несимметричном напряжении. В кн.; "улучшение энергетических показателей электроподвижного состава". М.: "Транспорт", 1967.

34. Жежеленко И.В., Слепов Ю.В. Экономический ущерб, обусловленный не симметрией напряжения в сетях промышленных предприятий. "Промышленная энергетика", 1976, $ 12.

35. Маркушевич Н.С. Информационное обеспечение процесса управления качеством электроэнергии. "Электричество", 1974, № II.

36. Шидловский А.К., Музыченко А.Д., Таблица симметричных сос-составляющих. Киев, "Наукова думка", 1976, с.201.

37. Мельников H.A., Тимофеев Д.В. Приближенное определение несимметрии машины. "Промышленная энергетика". 1972, № 4.

38. Михеев А.П., Рабинович В.Л., Минеев Р.В. Расчет несимметричных режимов мощных дуговых электропечей. "Электротехника",1. J» 12, 1977.

39. Мельников H.A. Электрические сети и системы. М.: Энергия, 1975.

40. Мельников H.A., Тимофеев Д.В. Приближенное определение несимметрии режима. "Промышленная энергетика", 1972, № 4.

41. Основные методические положения контроля качества электроэнергии в электрических сетях, "Инструктивные указания по проектированию электротехнических промышленных установок". 1975, » 8.

42. Шидловский А.К., Музыченко А.Д. Анализ схем симметрирования трехфазной системы при однофазной нагрузке. В кн.: "Электромагнитные и полупроводниковые устройства преобразовательной техники". К.: изд. "Наукова думка", 1965.

43. Шидловский А.К., Музыченко А.Д., Кузнецов В.Г. Регулируемые устройства для симметрирования режима многофазной сети при несимметричной нагрузке. В кн.: "Регулирование напряженияв электрических сетях", М.: " Энергия", 1968.

44. Миляк А.И., Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Симметрирующие устройства с электромагнитными связями. Препринт-3, ИЭД АН УССР, К.:1970.

45. Гитгарц Д.А., Мнухин Л.А. Симметрирование трехфазной сети при питании однофазных электротермических установок. М.: "Информэлектро", 1969.

46. Шидловский А.К. О симметрировании однофазной нагрузки, , соединенной в звезду с симетрирующими элементами. В кн.: "Электромагнитные процессы в преобразовательных устройствах".

47. К.: "Наукова думка", 1967.

48. Эрмаж А.Э., Чайкин П.М., Простяков A.A. Промышленные симметрирующие устройства для индукционных нагревательных установок". "Электротермия", 1967, вып.58.

49. Самади М.А. Исследование схем соединения силовых трансформаторов с целью выравнивания напряжения при несимметричной нагрузке. Автореферат дис.канд.техн. наук. М.: МЭИ, 1977.

50. Мельников H.A. Электрические сети и системы. М.: "Энергия". 1969.

51. Али Хасан Зейдан. Анализ и моделирование электроэнергетической системы Сирии. Автореферат дис.канд.техн. наук. М.: МЭЙ, 1983.

52. Али Хаддад. Влияние несимметрии напряжения в трехфазных системах промышленных предцриятий и способы ее снижения в условиях Алжира. Автореферат дис.канд.техн. наук. М.: МЭИ, 1983.

53. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976.

54. Федоров A.A. Электроснабжение промышленных предприятий. М.: Энергия, 1977.

55. Ивоботенко Б.А., Ильинский Н.Ф., Копылов И.П. Планирование эксперимента в электромеханике. М.: Энергия, 1975.

56. Зайдель А.Н. Ошибки измерений физических величин. Л.: Наука, 1974.