Регуляторы переменного напряжения с улучшенной электромагнитной совместимостью для электротехнических систем улучшения качества электрической энергии

• Автор: Удовиченко, Алексей Вячеславович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Содержание

Перечень используемых сокращений

Введение

1. Обзор РПН, УУКЭ

1.1. Известные решения регуляторов напряжения

1.1.1. Регуляторы с фазовым способом регулирования

1.1.2. Регуляторы с вольтодобавкой

1.1.3. Регуляторы с ШИ способом регулирования

1.1.4. Повышающие и повышающе-понижающие регуляторы

1.1.5. Преобразователи со звеном повышенной частоты

1.1.6. Электромеханические стабилизаторы напряжения

1.1.7. Дискретные (ступенчатые) стабилизаторы напряжения
1.1.8. Ферромагнитные стабилизаторы напряжения
1.2. Вентильные компенсаторы неактивных составляющих полной мощности и УУКЭ
1.2.1. Компенсаторы реактивной мощности
1.2.2. Компенсаторы мощности искажений - активные фильтры
1.2.3. Динамические компенсаторы искажений напряжения
1.2.4. Компенсаторы провалов напряжения (КПН)
1.2.5. Статические компенсаторы в электрических сетях энергосистем
1.2.6. Устройства симметрирования фаз
1.3. Промышленные разработки
2. Разработка многозонных РПН
2.1. Двухзонный тиристорный РПН
2.2. Двухзонный транзисторный РПН
2.3. Построение аналитических моделей многозонных РПН
2.4. Анализ электромагнитных процессов
2.4.1. Расчет действующих значений первой гармоники
токов и напряжений однофазного тиристорного РПН
2.4.2. Расчет действующих значений первой гармоники
токов и напряжений однофазного транзисторного РПН

2.5. Мощность потерь, расчет КПД
2.6. Инженерная методика расчёта
2.7. Выводы по главе
3. Разработка ПБ РПН с пофазными коммутаторами
3.1. Аналитический расчет и результаты
3.1.1. Расчет действующих значений первой гармоники
токов и напряжений базового транзисторного РПН
3.1.2. Расчет действующих значений первой гармоники токов и напряжений упрощенного транзисторного
Р1Ш с коммутируемым реактором
3.1.3. Расчет действующих значений высших гармоник
токов и напряжений ПБ РПН с пофазными коммутаторами
3.2. Мощность потерь, расчет КПД
3.3. Инженерная методика расчёта
3.4. Выводы по главе
4. Разработка нового семейства 1111 РПН с общим коммутатором
4.1. Аналитический расчет и результаты
4.1.1. Расчет действующих значений первой гармоники токов и напряжений ГШ АС-АС регулятора с коммутатором в нуле источника и цепи нагрузки до конденсаторов в нагрузке
4.1.2. Расчет действующих значений первой гармоники токов и напряжений ПП АС-АС регулятора с коммутатором в нуле источника и цепи нагрузки без конденсаторов
4.1.3. Расчет действующих значений высших гармоник токов и напряжений ПП РПН с общим коммутатором
4.2. Мощность потерь, расчет КПД
4.3. Инженерная методика расчёта
4.4. Выводы по главе
5. Использование новых безтрансформаторных регуляторов в
качестве УУКЭ
5.1. Многозонные регуляторы (первый и второй подходы)
5.2. ПБ РПН с пофазными коммутаторами (третий подход)
5.3.1111 РПН с общим коммутатором (четвертый подход)
5.4. РПН как компенсатор реактивной мощности
5.5. РПН как активный фильтр
5.6. РПН как компенсатор провалов напряжения
5.7. РПН как компенсатор несимметрии
5.8. РПН как компенсатор фликкера
5.9. РПН как элемент “умной” сети
5.10. Сравнение предлагаемых регуляторов по энергетическим
и экономическим параметрам
5.11 Выводы по главе
6. Результаты моделирования регуляторов и поставленного
эксперимента
6.1. Результаты моделирования
6.1.1. Двухзонный тиристорный РПН
6.1.2. Двухзонный транзисторный РПН
6.1.3. ПБ базовый трехфазный транзисторный РПН
6.1.4. ПБ упрощенный трехфазный транзисторный РПН с коммутируемым реактором
6.1.5. ПБ упрощенный трехфазный транзисторный РПН с коммутируемым конденсатором
6.1.6. ПБ простой трехфазный транзисторный РПН с разделенными фазами источника
6.1.7. ПБ простой трехфазный транзисторный РПН с разделенными фазами нагрузки
6.1.8. ПП АС-АС регулятор с коммутатором в нуле источника
и цепи нагрузки до конденсаторов в нагрузке
6.1.9. ПП АС-АС регулятор с коммутатором в нуле источника
и цепи нагрузки без конденсаторов в нагрузке
6.2. Эксперимент
6.3. Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложения

1.2.4. Компенсаторы провалов напряжения (КПН)
Компенсатор провалов напряжения предназначен для компенсации провалов напряжения питающей сети до уровня, обеспечивающего нормальную работу электрооборудования. Компенсатор срабатывает за время 0,1-0,2 с, обеспечивая нормальное функционирование электрооборудования при кратковременных и длительных провалах напряжения на 20-60%. Номинальное выходное напряжение е отклонением не более чем на 10%, обеспечивается при провалах напряжения в сети электропитания до 40%.
Защищает асинхронные двигатели, контакторы и пускатели систем управления, мощные осветительные промышленные лампы типа ДРЛ, современное технологическое оборудование, которое критично даже к кратковременным провалам напряжения. У этого электрооборудования при снижении напряжения на 20-40% происходят сбои в работе:
• магнитные системы контакторов и пускателей не могут обеспечить удержание в замкнутом состоянии контактных групп, вследствие чего происходит самопроизвольное отключение силовых цепей;
• максимальный момент на валу асинхронных двигателей пропорционален квадрату напряжения питающей сети, поэтому при провалах напряжения на 20-40% момент на валу снижается на 36-64% и двигатели могут остановиться, а при большой мощности электроприводов и большом количестве электродвигателей может происходить опрокидывание системы электроснабжения из-за перегрузки ее сверхтоком остановившихся асинхронных двигателей;
• мощные осветительные промышленные лампы типа ДРЛ и аналогичные при снижении напряжения гаснут и требуют большого времени после восстановления напряжения для повторного зажигания.
Подобные сбои в работе электрооборудования могут привести к серьезным нарушениям в работе технологического оборудования,