Моделирование несинусоидальных режимов двухцепных воздушных линий электропередачи

• Автор: Плотников, Михаил Павлович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Братск
• Количество страниц: 151 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕСИНУСОИДАЛЬНОГО РЕЖИМА В ДВУХЦЕПНОЙ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ

1.1. Аналитический обзор по проблеме распределения токов и напряжений в двухцепной воздушной линии

1.2. Распределение электрической энергии по воздушной линии

1.3 Методики анализа распределения электрической энергии в двухцепной воздушной линии

1.4. Выводы по главе

ГЛАВА 2. УСТАНОВИВШИЙСЯ РЕЖИМ ПЕРЕДАЧИ ГАРМОНИЧЕСКИХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ ПО ДВУХЦЕПНОЙ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ

2.1. Электрическая схема замещения двухцепной воздушной линии

2.2. Методика определения первичных параметров двухцепной воздушной линии

2.3. Выводы по главе
ГЛАВА 3. РАСЧЕТ НАПРЯЖЕНИЙ И ТОКОВ В ДВУХЦЕПНОЙ ВОЗДУШНОЙ линии
3.1. Расчет напряжений и токов на однородном участке двухцепной воздушной линии
3.2. Расчет напряжений и токов в неоднородном участке двухцепной воздушной линии
3.3. Выводы по главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АДЕКВАТНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
4.1. Установившийся режим передачи электрической энергии в двухцепной воздушной линии
4.2. Спектральный состав напряжений в двухцепной воздушной линии

4.3. Экспериментальные исследования передачи электрической энергии в
двухцепной воздушной линии
4.4. Влияние первичных параметров двухцепной воздушной линии на
уровень напряжений и токов
4.5. Передаточная функция двухцепной воздушной линии
4.6. Частотные характеристики двухцепной воздушной линии
4.7. Выводы по главе 4
Заключение
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Электроэнергетические системы представляют собой совокупность устройств для генерации, передачи, преобразования и потребления электрической энергии. В качестве устройств, генерирующих электрическую энергию, могут выступать, например, гидравлические и тепловые электростанции; в качестве устройств для передачи электрической энергии - воздушные линии (ВЛ) для ее преобразования — трансформаторы, а для потребления — электрические двигатели и другие электрические нагрузки. И все эти процессы связаны с преобразованием энергии.
Задача электроэнергетических систем заключается в бесперебойном снабжении качественной электрической энергией промышленных и иных объектов.
Интенсивное развитие электротехнологий сопровождается изменением условий потребления электрической энергии. Растет число используемых при генерации, преобразовании и потреблении электрической энергии электронных технологий, что в значительной мере увеличивает эффективность и степень надежности электроснабжения.
Однако, кроме позитивных аспектов, характеризующих изменившиеся условия потребления электрической энергии, имеет место и ряд негативных. И в первую очередь - это понижение качества электрической энергии.
ГОСТ Р 54149 - 2010 [27] устанавливает показатели качества электрической энергии и их нормативные величины и позволяет оценить отклонения, колебания, синусоидальность напряжения, а также отклонения частоты.
Электрическая энергия, транспортируемая по современным двухцепным ВЛ, часто характеризуется показателями напряжения и тока с заметными уровнями несинусоидальности особенно в промышленных регионах. Такую энергию вполне можно характеризовать как электрическую энергию пониженного качества.

ГЛАВА 3. РАСЧЕТ НАПРЯЖЕНИЙ И ТОКОВ В ДВУХЦЕПНОЙ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ
3.1 Расчет напряжений и токов на однородном участке двухцепной воздушной линии
На основании схемы замещения двухцепной ВЛ (рисунок 2 1) можно разработать математическую модель распределения режимных параметров по длине рассматриваемого участка двухцепной ВЛ.
Расчеты токов и напряжений ВЛ являются неотъемлемым элементом решения задач, связанных с проектированием, наладкой и эксплуатацией ВЛ [69]. Результаты данных расчетов применяются при анализе режимов, потерь мощности и напряжения ВЛ.
Так как ток и напряжение есть функции времени и длины ВЛ, то в модели следует применять частные производные [16, 66].
Рассмотрим однородный участок двухцепной ВЛ элементарной протяженностью сИ.
В начале рассматриваемого участка двухцепной ВЛ присутствуют:
1. напряжения между линейными проводами и поверхностью земли
и / э и / . и / . и /I . и I/ ш и /I з
л'п5 б'и5 Си л"пу В п С п
2. напряжения между линейными проводами ил, , , иА,лнп> и4/в»„>
Ъ1 ! Ц з и / // з XI I ц з и , / - Ы / II з Ы / / 5 и / ц - и „ п $ М 11^,11 э И „ / 5 2^ // / ? в'А"п° В С п В,В11п ? В С п С С п С'а'п С А п АИв"п в"с"л5 ВпСп С А п
ис"А"„’
3. линейные токи 1А,п, 1в,а, 1сЛ, 1А„п, 1в„п, 1с„п.
Выходные характеристики электрической энергии на частоте п-ой гармонической составляющей примут следующий вид: