Разработка методики расчета добавочных потерь в воздушных линиях электропередач и оценки их уровня в электрических сетях

• Автор: Акимжанов, Темирболат Балтабаевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 168 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ЕЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ПОТЕРЬ И СНИЖЕНИЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПРИ ЕЕ ТРАНСПОРТИРОВКЕ

1.1. Природа потерь электроэнергии при передаче и распределении и их

структура

1.2. Методы расчета нагрузочных потерь в электрических сетях

1.3. Высшие гармонические составляющие тока и напряжения и их

источники в электрических сетях

1.4. Основные мероприятия по сокращению технологических потерь

1.5. Выводы к главе

ГЛАВА 2. РАБОТА ВЛ В УСЛОВИЯХ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ РЕЖИМОВ.
2.1. Современное состояние и тенденции в изменении характера нагрузок
(на примере МРСК «Сибири» и «Юга»)
2.2. Анализ режимов электрических сетей 110 кВ МРСК «Сибири» и «Юга» России на их соответствие стандарту качества электроэнергии
по несинусоидальности и несимметрии
2.3. Исследование несинусоидальных и несимметричных режимов В Л (на
* примере ВЛ ОАО «Бурятэнерго» и ОАО «Ростовэнерго»)
2.4. Выводы к главе
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РЕЖИМОВ МНОГОПРОВОДНОЙ ВЛ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЕЕ АДЕКВАТНОСТИ
3.1. Погонные параметры В Л с учетом их конструктивных особенностей

3.2. Математическая модель режимов многопроводной ВЛ с учетом
распределенности параметров
3.3. Частотные характеристики ВЛ и экспериментальная проверка
адекватности выбранной математической модели
3.4. Вывод к главе

ГЛАВА 4. РАЗВИТИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА И ОЦЕНКИ ДОБАВОЧНЫХ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ВЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
СЕТЕЙ
4Л. Особенности режимов, проявляющиеся при расчете потерь на
частотах высшего порядка
4.2. Методика расчета основных и добавочных потерь мощности и электроэнергии в ВЛ
4.3. Расчет основных и добавочных потерь мощности и электроэнергии на примере ВЛ 110 кВ «БлМ-137» филиала МРСК Сибири - Бурятэнерго.
4.4. Методика оценки добавочных потерь электроэнергии в электрической сети
4.5. Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Алгоритмы, заложенные в программу расчета основных и добавочных потерь мощности и электроэнергии в одно- и двухцепных
воздушных линиях электропередач
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Частотные характеристики ВЛ 110 кВ различной длины, выполненных проводом АС-120 на опорах марки П110-5В в холостом
режиме
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Текст программы расчета основных и добавочных потерь
в одно- и двухцепных В Л 110 кВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Акт использования результатов работы
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. У большинства населения Земли понятия «энергосбережение» и «энергоэффективность», как правило, ассоциируются с эффективностью использования энергии в сфере конечного потребления - в жилищно-коммунальном хозяйстве, в быту, в обрабатывающих отраслях промышленности и т.п. Электроэнергетика и сырьевые секторы ТЭК оказываются вне зоны внимания. И только специалистам известно, что энергоемкость товаров и услуг и интегральный показатель - удельная энергоемкость валового внутреннего продукта (ВВП) в значительной мере определяются энергетической эффективностью всех звеньев технологической цепочки, предшествующих потреблению электрической и. тепловой энергии: поиск, разведка и добыча энергетического сырья — преобразование его в электрическую и тепловую энергию - доставка ее потребителям.
Для России с ее огромной территорией и, соответственно, большими длинами линий электропередач (по данным Минэнерго на сегодня их суммарная протяженность составляет 2 647,8 тыс. км) повышение энергоэффективности передачи и распределения электрической энергии всегда было чрезвычайно актуальной проблемой. Она усугубляется еще и высокими удельными потерями электроэнергии при ее транспортировке - около 12% в России в сравнении с 6-7% в развитых странах. (За 90-е годы они увеличились на 3-3,5% в то время как среднемировой уровень потерь продолжал снижаться). Руководство страны и отрасли ставит задачу - снизить потери электроэнергии в электрических сетях Российской Федерации до 8% к 2030 г.
В последние десятилетия все в большей мере на потери энергии влияет постоянный рост нелинейных нагрузок, обусловленный, прежде всего, увеличением доли электропотребления бытовым оборудованием и приборами. Это вызывает рост доли высших гармонических составляющих тока и напряжения в электрических сетях. Кроме нелинейных нагрузок, источниками высших гармоник являются нелинейности элементов сети и возможные резонансные режимы их работы. Высшие гармоники тока, помимо снижения
электродуговых печей достигает 25 тыс. КВА. Точный уровень гармоник, генерируемых такими печами, может быть определен только путем инструментальных измерений. Дуговые печи на постоянном токе питание получают от выпрямителей и поэтому дуга у них более стабильна. Гармонический спектр потребляемого такой системой тока характеризуется как непрерывный (наряду с кратными основной частоте гармониками возникают и не кратные ей), но в меньшей степени, чем у печи на переменном напряжении. И поскольку питание печи осуществляется через выпрямитель, то и, соответственно, имеют место канонические гармоники, подавление которых достигается подключением к общим шинам ФКУ.
На рисунке 1.10 представлен гармонический состав напряжений на шинах и токов сетевой обмотки трансформатора, к которому подключен выпрямитель. Через него питается электродуговая печь.
^ Фаза А Фаза В ■■ Фаза С
Рисунок 1.10. Гармонический состав напряжения на первой секции шин и тока сетевой обмотки АКВ-16. ФКУ-1 включено.
Анализируя гистограмму, можно сделать вывод, что гармонический состав тока сетевой обмотки в основном соответствует току выпрямителя, выполненного по эквивалентной двенадцатифазной схеме (рисунок 1.5, б) с номерами канонических гармоник, определяемых формулой [13] п = 2р ± 1, где р=0, 1, 2,
3,... В то же время в спектре тока присутствуют и т.н. неканонические гармоники. В первую очередь здесь следует обратить внимание на гармонические составляющие с номерами 5, 7, 17, 19 и т.д., которые присутствуют в вентильных