Снижение потерь электрической энергии в сельских сетях 0,38 кВ с помощью трансформаторного симметрирующего устройства

• Автор: Филиппов, Антон Олегович
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург - Пушкин
• Количество страниц: 141 с. : ил.

Введение

Глава 1. Потери мощности и напряжения в сельских сетях 0, кВ при

несимметричной нагрузке

1.1. Общие сведения о потерях и показателях несимметрии в сетях 0, кВ

1.2. Однофазные электропримники в сетях 0, кВ.

1.3. Потери мощности в сети 0, кВ при несимметричной нагрузке.

1.4. Потери напряжения в сети 0, кВ при несимметричной нагрузке.

1.5. Выводы по первой главе.

Глава 2. Трансформаторные симметрирующие устройства.

2.1. Назначение трансформаторных симметрирующих устройств.

2.2. Трехфазное симметрирующее устройство.

2.3. Трансформаторное симметрирующее устройство с индуктивномкостными симметрирующими элементами
2.4. Трансформаторное регулируемое симметрирующее устройство
2.5. Трансформаторное устройство для симметрирования режима трхфазной сети
2.6. Трансформаторное симметрирующее устройство с двумя мкостными симметрирующими элементами
Глава 3. Анализ трансформаторного симметрирующего устройства
3.1. Анализ трансформаторного симметрирующего устройства ТСУ
3.1.1. Схемы ТСУ1 и ТСУ
3.1.2. Цель и задачи анализа ТСУ
3.1.3. Допущения принятые при анализе ТСУ.
3.1.4. Уравнения для ТСУ
3.1.5. Решение уравнений для ТСУ
3.1.6. Определение параметров симметрирующих элементов
3.1.7. Определение токов ТСУ
3.1.8. Определение напряжений ТСУ1.
3.1.9. Определение симметричных составляющих системы вторичных токов
3.1 Определение мощностей ТСУ1 и мкости симметрирующих элементов
3.1 Принцип действия трансформаторного симметрирующего устройства.
3.2. Анализ трансформаторного симметрирующего устройства ТСУ2
3.2.1. Уравнение для ТСУ
3.2.2. Решение уравнений для ТСУ
3.3. Сравнение трансформаторных симметрирующих устройств ТСУ1 и ТСУ
3.4. Расчт трансформаторного симметрирующего устройства для питания однофазного сварочного трансформатора
3.5. Сравнение различных способов питания сварочного трансформатора но потерям мощности в линии 0, кВ
3.6. Расчт трансформаторного симметрирующего устройства для питания коммунальнобытовой нагрузки, включнной через стабилизатор напряжения
3.7. Сравнение способов включения стабилизатора напряжения.
3.8. Выводы по третьей главе.
Глава 4. Экспериментальное исследование трансформаторного
симметрирующего устройства.
4.1. Цель и задачи экспериментального исследования ТСУ1.
4.2. Установка для экспериментального исследования ТСУ.
4.3. Фильтр симметричных составляющих токов прямой и обратной последовател ьностей.
4.4. Методика экспериментального исследования ТСУ
4.5. Результаты экспериментального исследования ТСУ
4.6. Метод расчта коэффициентов обратной последовательности линейных напряжений и токов
4.7. Анализ результатов исследования.
4.8. Результаты исследования ТСУ1 при активной однофазной нагрузке.
4.9. Выводы по главе 4.
Глава 5. Основы методики расчта экономического эффекта от снижения
потерь электроэиерги в сельских сетях 0, кВ.
5.1. Общие сведения.
5.2. Метод расчта снижения потерь электроэнергии в сетях 0, кВ
за счт снижения несиммстрии токов
5.3. Метод расчета снижения потерь электроэнергии в сетях 0, кВ
за счт компенсации реактивной мощности.
5.4. Расчт экономического эффекта от снижения потерь электроэнергии
в сетях 0, кВ.
5.5. Выводы по пятой главе
Общие выводы
Литература


В обоих отмеченных случаях измерения ПКЭ производились на шинах трансформаторных подстанций 0,4 кВ, на которых показатели несимметрии имеют значительные величины. Известно, что с удалением от шин ТГ по линии 0, кВ несимметрия напряжений возрастает и может превысить в два и более раз показатели несимметрии на шинах ТП , . Наиболее остро проблема качества электроэнергии проявляется в сетях 0, кВ, на долю которых приходится более половины всех потерь электроэнергии при е передаче и распределении. Практически все трансформаторы ,4 кВ в Ставропольском крае имеют схему соединения обмоток УУн, и большинство из них относительно малую до 0 кВА мощность. Длина магистральных линий 0, кВ достигает нескольких километров, а в среднем составляет 1 км . Это приводит к тому, что нормы ГОСТ 9 часто не соблюдаются, в первую очередь по отклонению и несимметрии напряжений. Электрическая нагрузка сетей 0, кВ на перспективу объективно неопределнная величина, которую можно определить только приближенно и в довольно большом диапазоне. Так например, в сельском хозяйстве нагрузка на вводе в дом колеблется в пределах от 1,8 до 8,5 кВтдом, а электрическая нагрузка одного фермерского хозяйства предположительно составляет от кВт до 0 кВт для хозяйств различных направлений . К однофазным элсктропримникам в сельских сетях 0, кВ относятся коммунальнобытовые примники электронагреватели, стиральные машины, холодильники, стабилизаторы напряжения, электроинструменты и др. Номинальная мощность однофазных стабилизаторов напряжения достигает 0 кВА табл. Снижение ПКЭ и увеличение потерь в сетях 0, кВ с производственной нагрузкой происходит за счт широкого применения сварочных трансформаторов табл. Таблица 1. Модель Номинальная мощность, кВА x, В Нвых, В Цена, руб. СНЭО7 7 0. Таблица 1. К таким элементам сети относятся участки линий 0, кВ и других классов напряжений между двумя ответвлениями, трансформаторы потрсбителских подстанций, от которых отходят несколько линий. УУн могут относиться к одному расчетному элементу сети, так как токи обмоток трансформатора и головного участка линии будут одинаковы. Определим потери мощности в элементе сети АР0 при несимметричной системе токов. Я, Я2, Ро активные сопротивления соответственно прямой, обратной и нулевой последовательностей элемента сети. Я0ЯфЗЯ, 1. Яф, Я активные сопротивления фазного и нулевого проводов линии. Для расчта дополнительных потерь мощности в элементе сети, обусловленных несимметрии токов, определим коэффициент увеличения потерь мощности Кр , равный отношению потерь мощности АР. Для трансформаторов и линий электропередачи Я2Я , . Тогда с учтом соотношений 1. В частном случае, для участка трхфазной линии с нулевым проводом с учтом 1. К р К К
1. Таким образом, коэффициент увеличения потерь мощности для элемента сети зависит от коэффициентов обратной и нулевой последовательностей токов и соотношения активных сопротивлении нулевой и прямой последовательностей этого элемента. Для измерения коэффициента потерь мощности в трхфазных электрических сетях разработано устройство в соответствии с выражением 1. Устройство рис. Сигналы с датчиков 1 3 поступают на входные зажимы фильтров симметричных составляющих, на выходах которых появляются сигналы, пропорциональные токам обратной, прямой и нулевой последовательное гей, которые подаются на блоки 7 и 8 деления. Блок 7 деления реализует деление тока обратной последовательности па ток прямой, а блок 8 деление тока нулевой последовательности на ток прямой. Сигнал с блока 7, пропорциональной коэффициенту обратной последовательности токов К2, через квадратор 9 поступает на первый вход блока суммирования, а сигнал с блока 8, пропорциональный коэффициенту нулевой последовательности токов Коь через квадратор подается на вход линейного усилителя , коэффициент усиления которого определяется отношением ЯоЯ. Усиленный сигнал с блока поступает па второй вход сумматора , в котором происходит сложение сигналов и появляется сигнал, пропорциональный Кр который податся на измерительный прибор показывающий или самопишущий, по показаниям которого судят о коэффициенте потери мощности.