Схемотехническое обеспечение качества электрической энергии в сетях с нелинейными электроприемниками массового применения

• Автор: Колмаков, Виталий Олегович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 129 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Анализ электроэнергетических характеристик электрических сетей со

светодиодными светильниками

1.1 Характер изменения питающего тока в сетях со светодиодными светильниками

1.2 Источники нелинейных искажений в системе электроснабжения объектов гражданского назначения
1.3 Влияние высших гармонических составляющих на характеристики и свойства элементов электрической сети

1.4 Способы улучшения гармонического состава напряжения и тока

Выводы
2. Экспериментальное исследование гармонического состава напряжения и тока в сетях с нелинейными электроприемниками
2.1 Инструментальная база исследований и показателей качества электроэнергии
2.2 Экспериментальные исследования качества электрической энергии..
2.2.1 Исследования в системе электроснабжения супермаркета
2.2.2 Исследования в системе электроснабжения учебно-административного корпуса Красноярского государственного аграрного университета
2.2.3 Исследования в системе электроснабжения учебно-лабораторного корпуса Сибирского федерального университета
2.2.4 Исследования в системе электроснабжения учебно-административного корпуса Красноярского института железнодорожного транспорта
2.2.5 Исследования в системе электроснабжения системы освещения железнодорожного моста «4100» Красноярской железной дороги

Выводы
3. Синтез пассивных фильтров
3.1 Пассивные фильтры на основе четырехлучевой звезды
Выводы
4. Реализация и результаты экспериментальных исследований частотнозависимых звеньев для сетей освещения
4.1 Частотно-зависимые звенья для потребителей с мостовой схемой выпрямления на входе источника вторичного питания
4.2 Расчет показателей надежности фильтрокомпенсирующего устройства
Выводы
Заключение
Список литературы

Введение
Актуальность проблемы. Современная структура электропотребления определяется расширяющейся нелинейной нагрузкой, характер которой определен алгоритмом функционирования источников вторичного электропитания (ИВЭ). По этой причине энергоснабжающие организации столкнулись с серьезной проблемой «заражения» распределительных сетей высшими по отношению к промышленной частоте гармониками. Когда мощность нелинейной нагрузки не превышает 10-15% мощности системы электроснабжения, существенные изменения в режиме работы системы не проявляются. При доле нелинейной нагрузки превышающей 25% в электросетях возникают негативные, а порой и аварийные последствия [1]. Энергосберегающие технологии, внедряемые в российскую экономику, несомненно, повысят эффективность производства, снизят удельное энергопотребление и повысят конкурентоспособность отечественных товаропроизводителей. Вместе с этим массовый переход на энергосберегающие источники света [2] взамен ламп накаливания, кроме значительного снижения потребления мощности на освещение, дополнительно усилит загрязнение питающих сетей высшими гармоническими токами. Между тем в современном мире проблема энергоэффективности стоит очень остро при постоянном росте потребления электроэнергии. Согласно прогнозам, представленным в ежегодном Международном обзоре энергии 2004 (International Energy Outlook 2004) управления по информации Департамента энергии США - EIA, в ближайшие 25 лет потребление энергии в мире возрастет на 54%. [3, 4]
Запрет ламп накаливания и переход на энергосберегающие источники света позволит значительно сэкономить энергоресурсы. У компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) 25 % потребляемой электроэнергии идет на выработку света, у светодиодных, LED (light emitting diode - светоизлучающий диод) и OLED (органические светодиоды) еще больше - 80 %. Исследования, проведенные в Центре электромагнитной безопасности [5], показали, что с целью снижения потребляемой мощности на освещение альтернативой КЛЛ могут служить активно внедря-

Прибор настраивается на запись значений коэффициентов п-ой гармонической составляющей (с 1 до 16) тока и напряжения по каждой фазе с интервалом времени 3 секунды. Измерение и запись коэффициентов искажения синусоидальности кривых тока и напряжения осуществлялись с интервалом времени 1 минута. В соответствии с методикой ГОСТ Р 54149-2010 вычисление значений коэффициентов искажения синусоидальности кривых напряжения и тока производится по формулам (2.1).
Измерение гармонических составляющих тока и напряжения проводилось в течение 24 часов.
Суммарное влияние всех гармоник тока можно оценить с помощью коэффициента искажения синусоидальности кривой тока, который в соответствии с [23] определяется по формуле:
где / - действующие значения п-ой гармонической составляющей тока;
/, - действующие значения тока основной частоты.
К сожалению, не существует нормативной базы, которая бы регулировала нормально и предельно допустимые значения для высших гармоник тока и коэффициента искажения синусоидальности по току. Нормирование этих величин лежит в интересах самого потребителя.
ГОСТ Р 51317.4.30-2008. Настоящий стандарт устанавливает для каждого измеряемого показателя качества электроэнергии три класса характеристик процесса измерения - «А», «Б» и «В». Для каждого класса определены методы измерений и соответствующие требования к характеристикам средства измерения.
Класс «А» применяется, если необходимо проведение точных измерений, например, при проверке соответствия стандартам, устанавливающим нормы качества электроэнергии, при выполнении условий договоров, предусматривающих возможность разрешения спорных вопросов путем измерений и т.д. Любые изме-

•100.