Повышение достоверности измерения показателей качества электрической энергии в системе тягового электроснабжения

• Автор: Грицутенко, Станислав Семенович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
1. Ведение.
1. Состояние качества электрической энергии потребляемое на тягу поездов железных дорог переменного тока

1.1. Нормирование и негативные последствия снижения качества электроэнергии.

1.2. Анализ состояния качества электроэнергии в системах тягового электроснабжения переменного тока.

1.3. Состояние измерительноинформационной базы качества электрической энергии.

1.4. Выводы.

2. Теоретическое обоснование методик построения алгоритмов измерительных устройств предназначенных для использования на электрифицированных железных дорогах
2.1. Математическая модель тока и напряжения в тяговых сетях электрифицированных железных дорог для проектирования измерительных устройств.
2.2. Совершенствование алгоритма вычисления активной и реактивной мощности основной гармоники тока и напряжения в тяговых сетях при наличии высших гармоник.
2.3. Повышение точности измерения высших гармонических составляющих тока и напряжения
2.4. Разработка алгоритма поиска экстремумов спектра тока и напряжения
2.5. Совершенствование алгоритма измерения частоты основной гармоники тока и напряжения.
2.6. Использование неравномерной дискретизации для сокращения
объема вычислений при спектральном анализе
2.7. Выводы.
3. Разработка принципов построения многофункционального измерительного комплекса электрических величин для тяговых и трансформаторных подстанций электрифицированных железных дорог
3.1. Обоснование технических характеристик многофункционального измерительного комплекса электрических величин в тяговых сетях железных дорог
3.2. Разработка структуры распределенной вычислительной системы измерительного комплекса с учетом возможных схем включения на тяговых и трансформаторных подстанциях
3.3. Разработка согласующей схемы, позволяющей проводить все типы измерения при любой схеме измерительных трансформаторов без перекомутации входных цепей.
3.4. Разработка методики компенсации погрешностей, возникающих при измерении показателей качества электроэнергии.
3.5. Структура программного обеспечения, обеспечивающего работу многофункционального измерительного комплекса в режиме реального времени
3.6. Принципы функционирования операционной системы реального времени разработанной для измерительного комплекса.
3.7. Выводы
4. Тестирование измерительного комплекса.
5. Анализ экономического эффекта от внедрения
многофункционального измерительного комплекса
Заключение.
Список использованных источников


I 9 , I , I , I , I . Существуют стандарты и для конкретной категории пользователей. Например, Национальная Ассоциация Производителей Электроэнергии США имеет свой стандарт 1 . В России качество электроэнергии регламентируется ГОСТ 9 Нормы качества электрической энергии. Отметим, что наиболее близкая к российским техническим характеристикам электрическая электроэнергия, производимая в Западной Европе, регламентируется стандартом 0 . V напряжения гармоник. Стоит сказать, что обычно российские параметры качества электрической энергии несколько жестче, чем в других промышленно развитых странах. Например, нормально допустимое отклонение частоты в сети для России составляет 0. Гц, а предельно допустимое 0. Гц 2. В европейском же стандарте 0 эти величины составляют 0. Гц и 3 2 Г ц соответственно. Так, как эта техника ориентированна на стандарты стран производителей ЕС, США, ЮгоВосточная Азия и т. ГОСТ, то очень важно учитывать разницу в подходах к определению параметров качества. Особое внимание следует уделять методикам измерения показателей, заявленных в технических описаниях приборов, т. Поэтому для измерительных приборов импортного производства проводят сертификацию на соответствие российским ГОСТ. Остановимся подробнее на показателях качества характеризующих гармонические искажения напряжения и тока в силовых сетях коэффициенте искажения синусоидальности кривой напряжения Ки и коэффициенте пой гармонической составляющей напряжения Кип. Внимание к высшим гармоникам в электрических сетях постоянно растет. Этот фактор все в большем объеме учитывается при анализе и проектировании систем силового электрооборудования, и в том числе электроподвижного состава железных дорог. Достаточно сказать, что если прежний ГОСТ 9 5 требовал учитывать гармоники только до й включительно, то новый ГОСТ 9 2 уже требует анализировать все гармонические составляющие вплоть до й включительно. И судя по всему, количество контролируемых гармоник будет расти. Основанием для такого вывода может служить существующий устойчивый спрос на аппаратуру, способную измерять гармоники до 7й включительно . В некоторых стандартах определяется не только гармоники основной частоты, но и прочие продукты нелинейности в полосе до 9 кГц. Высшие гармоники оказывают существенное влияние на электротехническое оборудование. И особо следует отметить ухудшается работа устройств автоматики, телемеханики и связи, что является крайне нежелательным эффектом при эксплуатации железных дорог, так как при современном обилии электронных средств управления и автоматизации, может привести к повышению аварийности подвижного состава 1,3,4. Рассмотрим более подробно отрицательное влияние гармоник основной частоты питающего тока и напряжения на технические объекты и оборудование, используемое железнодорожным транспортом. Высшие гармоники оказывают отрицательное воздействие на электрические машины. Когда говорят об электрических машинах, используемых в железнодорожном транспорте, то имеют в виду, прежде всего, двигатели электровозов, которые являются основными потребителями электрической энергии. В настоящее время, эти двигатели являются двигателями постоянного тока, но, как и все силовые агрегаты, работающие на постоянном токе, они имеют массу недостатков. Поэтому, наряду с такими странами, как Франция и Швейцария, в России был создан двигатель электровоза, работающий на переменном токе. К сожалению, вместе со всеми преимуществами такого рода силовых машин, возникла и стандартная проблема высших гармоник. Стоит отметить, что кроме двигателя, в подвижном составе существует большое количество других электрических машин с большим потреблением электрической энергии. Рассмотрим общей подход, к анализу влияния высших гармоник на электрические машины. Высшие гармоники тока вызывают дополнительные потери в обмотках. Основная часть добавочных потерь в синхронных машинах приходится на обмотку статора и демпферную систему. В асинхронных двигателях высокого напряжения потери в обмотках статора и ротора примерно одинаковы.