Обоснование структуры и параметров системы компенсации реактивной мощности при наличии высших гармоник в напряжении и токе

• Автор: Скамьин, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 125 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ УЧЕТА ВЫСШИХ ГАРМОНИК В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ
1.1. Влияние высших гармоник на работу электрооборудования
1.2. Особенности возникновения высших гармоник в электрических сетях.
1.3. Минимизация высших гармоник на конденсаторных батареях
1.4. Научно-технические задачи разработки методов уменьшения высших гармоник
1.5. Цель и задачи научных исследований
1.6. Выводы
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ПРИ НАЛИЧИИ ВЫСШИХ ГАРМОНИК
2.1. Выбор объекта исследования
2.2. Анализ существующих схем замещения для сетей, содержащих высшие гармоники
2.3. Математическое моделирование электрической сети с КБ
2.3.1. Многомерный статистический анализ данных
2.3.1.1. Математическая постановка задачи и методы ее реализации
2.3.1.2. Определение значимых факторов для расчета коэффициента перегрузки компенсирующих устройств
2.3.2. Формирование схемы замещения в зависимости от факторов возникновения высших гармоник
2.4. Расчет показателей надежности работы КБ
2.5. Выводы
3. РАЦИОНАЛЬНЫЙ ВЫБОР МОЩНОСТИ КБ ПРИ НАЛИЧИИ ИСКАЖЕНИЙ
3.1. Принципы выбора мощности КБ при наличии искажений
3.2. Выбор мощности КБ с учетом коэффициента перегрузки
3.3. Корректировка выбранных параметров компенсирующих устройств по коэффициенту мощности
3.4. Алгоритм выбора мощности КБ
3.5. Выводы
4. ВЫБОР ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ РАБОТЫ КБ
4.1. Снижение влияния высших гармоник на КБ путем размещения в сети дополнительных реакторов
4.2. Перегрузка на КБ в зависимости от соотношения линейной и нелинейной нагрузки
4.3. Влияние сопротивления системы на перегрузку КБ
4.4. Структура дополнительных устройств системы КРМ
4.5. Выводы
5. СТРУКТУРА СИСТЕМЫ КРМ ПРИ НАЛИЧИИ ВЫСШИХ ГАРМОНИК. ПРАКТИЧЕСКОЕ ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. Разработка структуры системы КРМ при наличии искажений
5.2. Характеристика электротехнического комплекса предприятия
ООО «Талосто-3000»
5.3. Анализ работы электрической сети ООО «Талосто-3000» и выбор средств уменьшения перегрузок КБ
5.4. Экспериментальные исследования и сравнение их с теоретическими результатами
5.5. Оценка кратности снижения срока службы КБ
5.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
В условиях дефицита и увеличения стоимости энергоресурсов, роста объемов производства и инфраструктуры городов все более актуальной становится проблема энергосбережения и в частности, экономии
электроэнергии. Большинство электрических установок наряду с активной мощностью потребляют и реактивную мощность, которая расходуется на создание электромагнитных полей и является бесполезной для потребителя. Наличие реактивной мощности снижает качество электроэнергии, приводит к таким явлениям, как увеличение оплаты за электроэнергию, дополнительные потери и перегрев проводов, перегрузка подстанций, необходимость завышения мощности трансформаторов и сечения кабелей, просадки напряжения в электросети [43, 48].
Уменьшение в распределительных сетях балластных потоков реактивной мощности за счет ее компенсации у потребителя или на конечных подстанциях электросетевых компаний позволит:
- обеспечить подключение дополнительных или увеличить установленную мощность уже подключенных потребителей (при наличии в энергоузлах тех же объемов активной мощности и той же пропускной способности сетей);
- самому потребителю увеличить свои производственные мощности без увеличения тока в сети;
- улучшить технико-экономическую эффективность систем электроснабжения как электросетевых компаний, так и самих потребителей [55];
- повысить устойчивость электроэнергетических систем, систем электроснабжения и нагрузки потребителей при снижении и провалах напряжения в сети.
Одним из источников реактивной мощности в нагрузочных узлах являются конденсаторные батареи (КБ) поперечного включения. Однако конденсаторы практически никогда не работают в строго номинальных условиях. Это объясняется тем, что напряжение электрической сети изменяется

Рис. 2.12. Однофазная схема замещения сети В разработанной схеме источник напряжения принят синусоидальным. В случае наличия высших гармоник в питающем напряжении, источник будет заменен, как показано в разделе 2.3.2.
Характерный для предприятий минерально-сырьевого комплекса диапазон изменения параметров схемы замещения, представленный в приложении 1, также определен исходя из результатов ранее проведенных исследований [3, 8].
Параметры элементов схемы замещения приводятся к расчетному напряжению шины ГПП 6 (10) кВ. С учетом вышеперечисленных замечаний производится расчет параметров и анализ режимов работы электрооборудования при наличии в сети высших гармоник.