Повышение эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии в системах электроснабжения потребителей

• Автор: Кузнецов, Анатолий Викторович
• Шифр специальности: 05.09.03, 05.09.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 457 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕДАЧЕЙ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ, ИХ РОЛЬ В ПОВЫШЕНИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

1.1. Роль потребителя электрической энергии в снижении энергоемкости валового национального продукта.

1.2. Некоторые особенности процесса электропотребления

1.3. Система управления передачей электроэнергии в электрохозяйстве потребителя

1.4 Аппараты управления и защиты в сети напряжением 6 кВ.

1.5. Аппараты управления и защиты в сети напряжением до 1 кВ с проводниками и кабелями, питающими группы электроприемников.

1 .б.Полупроводииковые аппараты управления и их защита от аварийных токов.

1.7. Устройства защиты от однофазных коротких замыканий в электрических сетях с заземленной нейтралью.
1.8. Устройства управления режимами электропотребления
1.9. Элементы организационной структуры управления функционированием устройств управления передачей электроэнергии.
1 Задачи исследований.
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕДАЧЕЙ
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ, АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ И ПУТЕЙ ИХ
ОПТИМИЗАЦИИ.
2.1. Математическая модель эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии в системах электроснабжения потребителей.
2.2. Оценка параметров модели эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии
2.3. Сопоставление параметров модели эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии
2.4. Критерии оценки принимаемых решений для повышения эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии
2.5. Анализ путей реализации технических и организационных решений для повышения эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии.
3. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АППАРАТОВ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ.
3.1. Управляемые предохранители.
3.2. Жидкометаллические самовосстанавливающиеся предохранители ЖСП
3.2.1. Принцип действия ЖСП и основные проблемы их создания в РФ.
3.2.2. Выбор материала диэлектрической втулки и жидкого металла для ЖСП.
3.2.3. Выбор материалов контактных выводов ЖСП
3.2.4. Конструкции ЖСП и область их применения
3.2.5. Защитная характеристика и быстродействие ЖСП.
3.3. Новый тип ЖСП со стабилизированной защитной характеристикой ЖСПС
3.3.1. Математическая модель плавкого предохранителя в установившемся тепловом режиме
3.3.2. Исследование возможности повышения стабильности защитной характеристики ЖСП.
3.3.3. Экспериментальное исследование макетной конструкции ЖСПС со стабилизированной защитной характеристикой
3.4. Устройство защиты от однофазных коротких замыканий в сети напряжением до 1 кВ с заземленной нейтралью.
4. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПАРАМЕТРАМ ЗАЩИТНОГО
УСТРОЙСТВА НА ОСНОВЕ ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ САМОВОССТАНАВЛИВАЮЩИХСЯ
ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ.
4.1 Математическая модель процесса срабатывания жидкометаллического самовосстанавливающегося предохранителя при коротком замыкании
4.2. Анализ работы жидкометаллических самовосстанавливающихся предохранителей при коротких замыканиях.
4.3. Коммутационные испытания макетных образцов жидкометаллических самовосстанавливающихся предохранителей
5 . РЕАЛИЗАЦИЯ НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ
5.1. Опытный образец устройства защиты на основе УП с кварцевым наполнителем
5.2. Анализ вариантов использования ЖСП и ЖСПС в устройствах защиты полупроводниковых аппаратов управления.
5.3. Расчет параметров защитного устройства на основе ЖСП и ЖСПС
5.4. Техническая реализация защитного устройства на основе ЖСП
5.5. Экспериментальное исследование защитного устройства
на основе ЖСП.
5.6 Возможные варианты использования защитного устройства на основе ЖСП и ЖСПС в системах электроснабжения до 1 кВ.
5.7. Основы методики проектирования новых устройств
управления и защиты.
5.7.1. Основы методики проектирования устройств на основе управляемых предохранителей .
5.7.2. Основы методики проектирования устройств на основе ЖСП
5.8. Эффективность использования предложенных технических решений
Выводы.
6. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЕМ РЕАКТИВНОЙ
МОЩНОСТИ
6.1. О правилах применения скидок и надбавок к тарифам за потребление и генерацию реактивной энергии
6.2. Недостатки и пути совершенствования формы оплаты за потребление и генерацию реактивной энергии и мощности.
6.3. Соответствие формы оплаты за потребление и генерацию реактивной энергии действующему законодательству
Выводы.
7. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ОРГАНИЗАЦИОННОЙ
СТРУКТУРЫ.
7.1. Основа структуры управления режимами электропотребления
7.2. Структура управления режимами электропотребления
7.3. Организационная структура энергетического менеджмента
7.4. Новые функции энергетических служб промышленных предприятий, условия их выполнения
7.5. Рынок образовательных услуг.
7.6. Рынок технических средств регулирования режимов электропотребления
7.7. Программные модели обработки и представления информации
для принятия решений
7.8. Концепция совершенствования системы управления режимами потребления электроэнергии.
7.9. Эффективность использования предложенных организационных решений.
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


С помощью средств контроля и измерения датчиков токов, напряжений, счетчиков электроэнергии с телеметрическими выходами блок 6 текущая информация о состоянии процессов, протекающих в объекте, посредством средств передачи информации передается для обработки и анализа. После анализа полученной и обработанной информации блок 7 принимается решение об изменении режима путем воздействии на средства регулирования и на механические и полупроводниковые аппараты управления блок 8,9 контакторы, пускатели, выключатели, и др. При этом в одних случаях изменение режимов происходит строго в пределах электрохозяйства потребителя. В других случаях режимы изменяются не только в электрохозяйстве потребителя, но и за его пределами. Одним из таких режимов наряду с режимом работы электроприемников является режим регулирования реактивной мощности 5, который предусматривает изменение мощности компенсирующих устройств в соответствии с потребляемой реактивной нагрузкой. Другим режимом является режим регулирования ПКЭ, который предполагает управление фильтрокомпенсирующими, симметрирующими и т. Снижение потерь электроэнергии в результате такого регулирования имеет место не только в системе электроснабжения потребителя, но и в сетях энергоснабжающих организаций, участвующих в процессе передачи электроэнергии блок 5 потребителю. Этим обусловлено существование обратной связи между блоками 9 и 5. Производитель и поставщик электроэнергии не могут непосредственно по прямым связям оказывать влияние на формирование задания и принятие решений. Это возможно только через высшие органы государственной власти, в ведомстве которых находится как производитель и поставщик, так и потребитель электрической энергии. Для регулирования взаимоотношений правительство блок создает нормативноправовую базу блок , в соответствии с которой главный энергетик, как звено системы управления потреблением электроэнергии в электрохозяйстве потребителя, обязывается формировать задание и принимать решения с учетом интересов производителя и поставщика электроэнергии. Выполнение системой управления заданных функций зависит от способности выполнять соответствующие функции каждым элементом системы. Анализ системы управления с учетом ее свойств позволяет выделить две группы элементов и устройств, оказывающих существенное влияние на ее эффективность. К первой группе относятся все технические устройства управления передачей электроэнергии аппараты управления и защиты, обеспечивающие необходимую степень надежности электроснабжения электроприемников высоковольтные выключатели, выключатели нагрузки, релейная защита, контакторы, пускатели, автоматические выключатели, предохранители и т. Ко второй группе можно отнести элементы, образующие собой организационную структуру управления этими устройствами в СЭ. Рассмотрим каждое из устройств управления передачей электрической энергии с точки зрения оценки эффективности их функционирования в СЭ. В электрических сетях 6 кВ широкое применение нашли выключатели, укомплектованные устройствами релейной защиты, выключатели нагрузки с плавкими предохранителями. Выключатели дорогие и их применение рекомендуется в случаях связанных с необходимостью обеспечить высокую степень надежности электроснабжения электроустановок. Вместе с тем выключатели используются при необходимости автоматизации процесса включения и отключения нагрузки, в случаях применения сложных видов релейных защит и т. В большинстве случаев используются упрошенные выключатели нагрузки, рассчитанные на отключение только тока нагрузки. В каждую фазу такого аппарата встроены плавкие предохранители, предназначенные для отключения тока короткого замыкания. Применение выключателей требует завышения допустимого тока питающего кабеля по условию термической стойкости к току короткого замыкания. При больших выдержках времени излишний расход проводниковых материалов становится ощутимым и приводит к удорожанию сети. Совершенствование релейной защиты в настоящее время привело к использованию вместо электромеханических реле, реле нового поколения с использованием микроэлектронных схем. Это позволяет сократить выдержки времени релейных защит по условию селективности и обеспечить снижение стоимости применяемых кабелей.