Совершенствование методов расчета многофункциональных фильтрокомпенсирующих устройств для сетей 10-0,4 кВ

• Автор: Егоров, Денис Эдуардович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 132 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 Проблемы обеспечения качества электроэнергии в
системах электроснабжения
1Л Влияние качества электроэнергии на системы электроснабжения
1.2 Несинусоидальные режимы электрических сетей
1.3 Коэффициенты, характеризующие несинусоидальные функции
1.4 Качество электроэнергии в распределительных сетях
1.5 Качество электроэнергии в системах электроснабжения нефтеперерабатывающих предприятий
1.6 Качество электроэнергии в сетях тягового электроснабжения железнодорожного транспорта
1.7 Качество электроэнергии в сетях коммерческих и офисных потребителей
1.8 Общая характеристика фильтрокомпенсирующих устройств
ГЛАВА 2. Синтез пассивных фильтрокомпенсирующих устройств
2.1 Классификация пассивных фильтров гармоник
2.2 Передаточные функции системы «ФКУ - внешняя сеть»
2.3 Основные конфигурации пассивных фильтров гармоник
2.4 Свойства и реализация входных функций пассивных двухполюсников..
2.5 Процедура проектирования пассивных фильтров гармоник
2.6 Синтез широкополосных фильтров гармоник
2.7 Оптимизация характеристик пассивных фильтрокомпенсирующих устройств
2.7.1 Оптимизация характеристик пассивного фильтра
2.7.2 Пример оптимизации характеристик пассивного фильтрокомпенсирующего устройства

ГЛАВА 3. Оптимальный синтез гибридных фильтрокомпенсирующих устройств
3.1. Общая характеристика гибридных фильтрокомпенсирующих устройств
3.2. Анализ компенсационных характеристик гибридных фильтров
3.3 Оптимизация характеристик гибридных фильтрокомпенсирующих
устройств
ГЛАВА 4. Проектирование фильтрокомпенсирующих устройств для систем электроснабжения
4.1 Программное обеспечение для автоматизированного проектирования пассивных фильтрокомпенсирующих устройств
4.2 Расчет пассивных фильтров гармоник для систем наружного освещения
4.3 Коррекция коэффициента мощности в электрических сетях нефтедобывающих предприятий
4.4 Проектирование фильтрокомпенсирующих устройств для систем
электроснабжения нефтеперерабатывающих предприятий
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ
Ухудшение качества электрической энергии, вызванное увеличением уровня высших гармоник, становится серьезной проблемой для распределительных сетей. Источником этой проблемы являются электроустановки с нелинейными вольт-амперными характеристиками, к числу которых относятся многие современные энергосберегающие устройства. Федеральный закон от 23.11.2009 N 261-ФЗ (в ред. от 18.07.2011) «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» стимулирует потребителей к применению энергосберегающих устройств и технологий, поэтому в ближайшем будущем можно прогнозировать обострение проблемы качества электроэнергии.
Основной причиной ухудшения качества электроэнергии традиционно являлись нелинейные и резкопеременные нагрузки крупных металлургических предприятий, системы тягового электроснабжения железной дороги. Однако широкое внедрение статических силовых преобразователей, частотно-регулируемых электроприводов,
энергосберегающих систем освещения привело к изменению характера электрических нагрузок многих потребителей. В последние годы наблюдаются значительные искажения синусоидальной формы токов в системах электроснабжения большинства промышленных предприятий, а также в непромышленном секторе (коммерческие и офисные потребители, медицинские учреждения, жилой сектор). Особенность искажающих нагрузок этих потребителей заключается в том, что они, как правило, однофазные, имеют небольшую мощность и распределены по сети.
Искажения формы кривых токов и напряжений приводят к увеличению потерь, ускоренному старению изоляции и вызванному этим сокращению срока службы электрооборудования. Увеличиваются капитальные вложения и эксплуатационные расходы, связанные с преждевременной заменой

2.2 Передаточные функции системы «ФКУ - внешняя сеть»
Представим систему «фильтр гармоник - внешняя сеть» на частоте к-й гармоники однолинейной эквивалентной схемой (рис. 2.1). Здесь = Лс + /со1с - комплексное сопротивление сети со стороны шин, к которым присоединена нелинейная нагрузка, - комплексное сопротивление фильтра, £/топ- напряжение в точке общего присоединения. Источник гармоник моделируется источником тока Jk. Источник напряжения Ек учитывает к-ю гармонику напряжения, создаваемую внешней сетью. Будем считать, что параметры сети Ьс и Д постоянны и не зависят от частоты.
Рис. 2.1. Эквивалентная схема сети и фильтра гармоник
Сопротивление сети и пассивный фильтр образуют Г-образный четырехполюсник, на внешних зажимах которого действуют источники гармоник Ек и Jk. Для описания четырехполюсника используем уравнения в гибридных параметрах
" I, ~ 1 сч ЬГ И
У. Л. Рц _ У к.
Здесь Дп(у'со)= 1С/Ек - входная проводимость системы фильтр -внешняя сеть со стороны внешнего источника гармоник; Р2^У)= 1с/ -
коэффициент передачи тока к-й гармоники в сеть; Д21(уа»)=11топ/Ек - коэф-