Введение к работе
Актуальность темы. К электроэнергетической системе (ЭЭС) Кении рисоединены все виды потребителей, вызывающие искажения напряжения треобразователи, сварочные установки, прокатные станы, дуговые сталепла-ильные печи, телевизоры, компьютеры, и т.д.). Известно, что ухудшение ка-ества электроэнергии приводит к электротехническому ущербу (росту по-ерь электроэнергии, снижению вращающего момента электродвигателей, ополнительному износу изоляции, сокращению срока службы электрообору-ования) и технологическому ущербу (снижение производительности обору-ования, недоотпуск продукции), созданию электромагнитных помех, отри-ательно влияющих на функционирование средств автоматики, связи, вычис-ительной техники, а также создающих дискомфортные условия для челове-а.
При обсуждении с сотрудниками и руководством энергоснабжаюшей ргашсации Кении (KPLC) выяснилось, что в энергосистеме Кении ведется онтроль, в основном, по отклонению напряжения и частоты. Симметрирова-ие напряжения учитывается на проектной стадии. Искажение синусоидаль-ости кривой напряжения пока в энергосистеме не контролируется, поэтому в зязи с тем, что нелинейная нагрузка составляет значительную долю, про-пема несинусоидальности кривой напряжения актуальна для всех электриче-шх сетей. Именно по заданию KPLC в данной работе особое внимание было телено оценке сшгусоидальности напряжения в энергосистеме Кении.
Целью работы является разработка методики анализа состояния ЭЭС о качеству электроэнергии (КЭ) и расчета показателей КЭ (ПКЭ) в экстре-альных режимах ЭЭС с целью выявления уровней искажения напряжения асчетным путем и определения необходимости развития инструментального энтроля КЭ в энергосистеме Кении.
Основными задачами, решаемыми в диссертационной работе, являют-i:
Анализ состава и графиков нагрузки во всех узлах с целью определения характеристик различных типов источников искажения и их доля в каждом узле ЭЭС.
Расчет отклонения напряжения во всех узлах ЭЭС напряжением 132/220 и ПкВ с целью выбора мероприятий по регулированию напряжения и компенсации реактивной мощности.
Расчет частотных характеристик ЭЭС с учетом параметров ее схемы замещения для высших гармоник тока (ВГ).
Расчет коэффициентов искажения синусоидальности и гармонических составляющих напряжения во всех узлах.
Расчет коэффициента несимметрии напряжения по обратной последовательности во всех узлах.
Методы и средства выполнения исследования. Поставленные в рабе те задачи решались на основе теории электрических цепей, численных мете дов линейной алгебры, теории оценивания состояния ЭЭС, математическог моделирования и вероятностно-статического исследования случайных велл чин.
Исследование проводилось с применением ЭВМ.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Разработана схема замещения ЭЭС Кении для расчета входных сопротиг. лений любого узла токам ВГ и обратной последовательности. Схема пс зволяет учитывать в расчетах все параметры элементов ЭЭС, включая ж грузку. При этом нагрузка может быть эквивалентирована как комплекс ная, с учетом конкретного вида электроприемников.
-
Проанализированы типичные для ЭЭС Кении виды злектроприемникої представляющие собой источники искажения, а также гармонический се став генерируемых ими высших гармоник тока.
-
Проанализированы три вида математической модели, описывающей се противления асинхронного двигателя, учитываемые в схемах замещени для токов ВГ и обратной последовательности. Показано, что комплексно сопротивление асинхронных двигателей (АД) для токов ВГ определяете его сопротивлением КЗ с учетом эффекта вытеснения токов ВГ. Выявлен] уравнения, представляющие собой модели нагрузки в узле. Такая модел более подходящая для систем, где информация о нагрузке очень ограничб на, например, на проектной стадии, (или при необходимости оценки ПКЭ узле при подключении перспективной нагрузки).
-
Разработан метод расчета годографа входных сопротивлений и частотны характеристик ЭЭС относительно любого узла. Показана зависимость ре зонансных частот от отклонения частоты в допустимых пределах, степен компенсации реактивной мощности и мощности нагрузки.
-
Разработана программа расчета входных сопротивлений, позволяюща учитывать отклонение частоты, изменение нагрузки в узлах, порядок гар моники тока и параметры элементов ЭЭС относительно любого узла.
-
Разработан метод расчета коэффициента искажения синусоидальности (Kt и коэффициента гармонической составляющей (Кад) напряжения. Впер вые сделана оценка ПКЭ по гармонической составляющей в узлах ЭЭ< Кении. Показано, что пренебрежение эффектом вытеснения тока АД с цс лью упрощения модели нагрузки существенно влияет на расчетные значе нияКи.
Практическая значимость. Разработанные алгоритмы и программ] для расчета частотных характеристик, коэффициентов искажения синусог дальности, коэффициентов гармонических составляющих напряжения и ке эффициента несимметрии напряжения по обратной последовательности (Кгі могут быть использованы в научно-исследовательских и проектных органг зациях, занимающихся вопросами качества электроэнергии на проектной стг
ии, при выборе оборудования для компенсации реактивной мощности, іильтров и средств регулирования напряжения.
Разработанные методики расчета коэффициентов позволяют получить исленные значения Кц, Кио,) и К2и для любого режима ЭЭС, а также ее час-этные характеристики.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы обсуждались а заседании кафедры "Электроэнергетические системы" МЭИ от 15 декабря 999 года.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 1 пе-атной работе.
Структура и объем работы. Диссертация состоит го четырех глав, жлючения, приложений и библиографического списка, включающего 53 на-менования. Основной текст содержит 132 страниц и иллюстрирован рисун-ами и таблицами на 47 страницах.
