Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Несинусоидальность напряжения в сетях береговых объектов водного транспорта 9
1.1. Содержание проблемы электромагнитной совместимости технических средств в системах электроснабжения береговых объектов водного транспорта, подверженных гармоническому воздействию 9
1.2. Характеристика основных источников кондуктивных электромагнитных помех, обусловленных несинусоидальностью токов и напряжений 20
1.3. Аспект системного анализа электромагнитной совместимости электрических сетей различного напряжения 26
ГЛАВА 2. Кондуктивные электромагнитные помехи по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения в электрических сетях от 10 до 110 kb береговых объектов омского прииртышья ... 32
2.1. Выбор метода исследования электромагнитной обстановки по несинусоидальности напряжений в электрических сетях от 10 до 110 кВ береговых объектов водного транспорта 32
2.2. Кондуктивная электромагнитная помеха по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения в сети 110 кВ общего назначения Омского Прииртышья 36
2.3. Кондуктивная электромагнитная помеха по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения в сети 10 кВ Омского речного порта 48
2.4. Кондуктивная электромагнитная помеха по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения в сети 35 кВ Омского судоремонтного завода 52
2.5. Выводы 55
ГЛАВА 3. Критерий распределения в электроэнергетической системе кондуктивной электромагнитной помехи по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения 57
3.1. Анализ существующих методов расчета несинусоидальных режимов напряжения в системе электроснабжения с нелинейной нагрузкой , 57
3.2. Математическая модель для определения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения 65
3.3. Исследование влияния параметров системы электроснабжения на коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения в питающей сети 80
3.4. Критерий распределения в электроэнергетической системе кондуктивных электромагнитных помех, по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения 89
3.5. Выводы 94
ГЛАВА 4. Повышение эффективности электроснабжения береговых объектов водного транспорта, подверженных гармоническому воздействию 97
4.1. Алгоритм подавления кондуктивной электромагнитной помехи по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения. 97
4.2. Подавление кондуктивной электромагнитной помехи по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения в сети 110 кВ общего назначения Омского Прииртышья 100
4.3. Подавление кондуктивной электромагнитной помехи по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения в сети 10 кВ Омского речного порта 102
4.4. Подавление кондуктивной электромагнитной помехи по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения в сети 35 кВ Омского судоремонтного завода 103
4.5. Синтез эффективной системы электроснабжения, подверженной гармоническому воздействию 105
4.6. Выводы 106
Заключение 108
Список использованных источников
- Содержание проблемы электромагнитной совместимости технических средств в системах электроснабжения береговых объектов водного транспорта, подверженных гармоническому воздействию
- Выбор метода исследования электромагнитной обстановки по несинусоидальности напряжений в электрических сетях от 10 до 110 кВ береговых объектов водного транспорта
- Анализ существующих методов расчета несинусоидальных режимов напряжения в системе электроснабжения с нелинейной нагрузкой
- Алгоритм подавления кондуктивной электромагнитной помехи по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения.
Введение к работе
Электромагнитная совместимость (ЭМС) линий электропередачи различного напряжения с техническими средствами, в том числе и между собой, представляет глобальную проблему в электроэнергетике, которую министры энергетики восьми ведущих промышленно развитых стран (страны «Группы восьми») на встрече 03.05.2002 г. в США (г. Детройт, штат Мичиган) рекомендовали решать объединенными усилиями. Для этого в Международной электротехнической комиссии (МЭК) существует Технический кабинет №77 «Электромагнитная совместимость электрооборудования, присоединенного к общей электрической сети», а в Международной конференции по большим энергетическим системам (СИГРЭ) созданы специальные рабочие группы. В связи с интеграцией Европейских стран имеется еще Европейский (региональный) комитет GENELEC.
Проблема ЭМС технических средств в отдельных регионах Сибири с мощным водным транспортом в настоящее время обострилась по объективным причинам из-за спада производства военно-промышленного комплекса и наоборот подъема производства в отдельных районах, где ощущается дефицит электрической энергии. В этих регионах изменился баланс электрической мощности и, как следствие, произошло изменение интегрального показателя региональных электроэнергетических систем (ЭЭС) мощности трехфазного короткого замыкания (КЗ). Это вызвало усиление влияния нелинейной (искажающей) нагрузки в основном предприятий тяжелой промышленности и электрифицированного железнодорожного транспорта, работающего в предельных режимах, на электрические сети различного напряжения.
Наиболее подверженным гармоническому воздействию на водном транспорте являются электрические сети и электрооборудование транспортных терминалов (речные порты) по переработке грузов совместно с электрифицированным железнодорожным транспортом. Искажение формы кривой напряжения в питающей сети вызывает: - нарушение нормальной работы устройств релейной защиты, автоматики и связи; интенсивное старение изоляции электроустановок и кабельных сетей; уменьшение коэффициента мощности и увеличение потерь электрической энергии из-за отказов конденсаторов, применяемых для компенсации реактивной мощности на портальных кранах; увеличения тока замыкания на землю и снижения надежности работы сетей 10 кВ, обусловленное увеличением случаев однофазных замыканий на землю и переходом их в двух и трехфазные КЗ.
Исследования отечественных и зарубежных ученых СР. Глинтерника, М.П. Бадера, Г.Я. Вагина, Н.Н. Лизалека, В.Г. Сальникова, В.В. Шевченко (Россия), Г.Г. Трофимова (Казахстан), И.В. Жежеленко (Украина), Н. Майер, К. Меллер, А. Шваб (Германия), Рене Пелисье (Франция) и др. охватывают различные аспекты обеспечения ЭМС технических средств в электрических сетях. Однако рассматриваемая проблема достаточно многогранна и одна из научных задач - подавление кондуктивных электромагнитных помех (ЭМП) по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения не решена. В частности, нет алгоритма подавления этой помехи в сети, подверженной гармоническому воздействию; критерия её распределения в ЭЭС; методики построения эффективной системы электроснабжения новых транспортных терминалов, строящихся в Сибири.
В связи с изложенным тема диссертации является актуальной.
Связь темы диссертации с общенаучными (государственными) программами и планом работы академии. Работа выполнялась в соответствии с научными направлениями технического комитета № 77 МЭК и рабочих групп СИГРЭ, с рекомендациями министров энергетики восьми ведущих промыш-ленно развитых стран (страны «Группы восьми»), с научной целевой комплексной программой «Разработка мероприятий по повышению надежности работы оборудования в условиях пониженных температур» ФГОУ ВПО Новосибирская государственная академия водного транспорта (гос. регистр № 0188.0004137).
Целью работы является разработка критерия распространения кондук-тивной ЭМС по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения, алгоритма подавления кондуктивной электромагнитной помехи по коэф-
6 фициенту искажения синусоидальности кривой напряжения в распределительных сетях ЭЭС, методики выбора параметров и схемы эффективной системы электроснабжения береговых объектов водного транспорта, подверженных гармоническому воздействию.
Идея работы заключается в выражении гармонического воздействия на электрические сети береговых объектов водного транспорта через кондуктив-ную ЭМП по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения, в установлении её связей с ЭМС технических средств и параметрами ЭЭС, воздействуя на которые можно повысить эффективность системы электроснабжения.
Методы исследования. В процессе выполнения исследования применялись: научно-техническое обобщение литературных источников по исходным предпосылкам исследований, методы теоретических основ электротехники и теории электрических сетей, методы математической статистики и теории вероятностей, метод аналитических исследований (гармонический анализ), рекомендованные Госстандартом России методы и средства измерения показателей качества электроэнергии (КЭ), методы математической обработки экспериментальных исследований и теории ошибок.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются: отбором значимых для проведения научных исследований процессов; принятыми уровнями допущений при математическом описании явлений; исследованиями погрешностей разработанных математических моделей; обоснованностью исходных посылок, вытекающих из фундаментальных законов естественных наук; удовлетворительным совпадением результатов теоретических исследований с результатами экспериментов, выполненных в реальных сетях; достаточным объемом экспериментальных исследований.
Научная новизна работы заключается в развитии методов подавления кондуктивных ЭМП в ЭЭС, распространяющихся по сетям, теории ЭМС технических средств. Характеризуется следующими новыми научными положениями: установлены на основе измерений в сетях от 10 до 110 кВ береговых объектов водного транспорта Омского Прииртышья законы и параметры распределения кондуктивных ЭМП по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения, необходимые для оценки ЭМО и уровней ЭМС технических средств; определён критерий распределения в ЭЭС кондуктивной ЭМП по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения; разработан алгоритм подавления кондуктивной ЭМП по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения в распределительных сетях ЭЭС; предложена методика выбора параметров и схемы эффективной системы электроснабжения береговых объектов водного транспорта, подверженных гармоническому воздействию.
Реализация работы. Разработанные в диссертации научные положения (алгоритм подавления кондуктивной ЭМП по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения, методика выбора параметров и схемы эффективной системы электроснабжения береговых объектов водного транспорта, подверженных гармоническому воздействию) внедрены в ОАО «Омский речной порт». Годовой экономический эффект составляет 123 тыс. рублей. Социальный эффект обусловливается за счет повышения качества электроэнергии в части городской сети 10 кВ, которая подключена к ТП ОАО «Омский речной порт». Результаты диссертационной работы внедрены также в учебный процесс Омского филиала ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта» по дисциплине «Энергосберегающие технологии» для студентов специальностей 180404 и 180104..
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и были одобрены: на международной научно-технической конференции «Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт» (18-19 дек., 2002, Новосибирск, Россия); на отраслевой научно-технической конференции «Конференция научно-технических работников ВУЗов и предприятий по энергетике и транспорту» (12-14 март., 2003, Новосибирск); на республиканском научно-техническом семинаре «Электромагнитная совместимость технических средств в электрических сетях» (23-24 окт., 2003, Павлодар, Казахстан); на второй международной научно-технической конференции «Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт» (8-11 сент., 2004, Тобольск, Россия).
На защиту выносятся следующие научные положения и результаты.
1. Результаты экспериментальных исследований кондуктивных ЭМП по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения 5Ку в сетях от 10 до 110 кВ береговых объектов водного транспорта Омского Прииртышья: закон и параметры распределения кондуктивной ЭМП 5Ку в сети 110 кВ общего назначения Омского Прииртышья, вероятность её появления; закон и параметры распределения кондуктивной ЭМП 5Ку в сети 10 кВ Омского речного порта, вероятность её появления; закон и параметры распределения этой кондуктивной ЭМП бКув сети 35 кВ Омского судоремонтного завода, вероятность её появления.
Критерий распределения кондуктивной ЭМП по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения в ЭЭС.
Алгоритм подавления кондуктивной ЭМП по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения в сетях ЭЭС.
Методика выбора параметров и схемы эффективной системы электроснабжения предприятий водного транспорта.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 17 научных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка использованной литературы и приложений. Изложена на 125 страницах машинописного текста, содержит 29 рисунков, 9 таблиц, список использованной литературы из 85 наименований и 3 приложения.
Содержание проблемы электромагнитной совместимости технических средств в системах электроснабжения береговых объектов водного транспорта, подверженных гармоническому воздействию
Современное состояние электроэнергетики России таково, что приоритетным является строительство не только новых объектов, но и реконструкция и модернизация существующих. В связи с этим возрастает актуальность изучения электромагнитной обстановки (ЭМО), определения кондуктивных электромагнитных помех (ЭМП) в действующих электрических сетях и обеспечения ЭМС технических средств путем подавления кондуктивных ЭМП. Преобразования в экономике обусловили из-за разрыва производственных связей спад производства военно-промышленного комплекса (ВПК), который вызвал уменьшение суммарного годового потребления электроэнергии в отдельных регионах России. Снизились генерирующие мощности в ЭЭС этих регионов. Из-за этого произошло уменьшение интегрального показателя ЭЭС - мощности трехфазного КЗ. Усилилось гармоническое воздействие на городские и объектов водного транспорта электрические сети.
В регионах, где наблюдается подъем экономического роста, наоборот, ощущается дефицит электрической мощности и энергии. Это обусловило также усиление влияния нелинейной (искажающей) нагрузки в основном предприятий тяжелой промышленности и электрифицированного железнодорожного транспорта, работающих в усиленных режимах, на электрическую сеть от 10 до 110 кВ береговых объектов водного транспорта [1-24].
К искажающей нагрузке принадлежат приемники электрической энергии с нелинейными вебер - или вольтамперными характеристиками. В первую очередь, это вентильные преобразователи электротехнологических установок и железнодорожного транспорта, тиристорный электропривод, дуговые электрические печи и установки, газоразрядные лампы и т.д. Они потребляют из электрической сети ток, кривая которого оказывается периодической несинусоидальной функцией времени. В результате возникают нелинейные искажения формы кривой напряжения сети или, другими словами, несинусоидальные режимы, нарушающие качество электроэнергии и нормируемые уровни ЭМС [25, 26].
Наиболее подверженными гармоническому воздействию на водном транспорте являются электрооборудование и электрические сети транспортных терминалов (речные порты), расположенных в промышленных центрах и работающих по переработке грузов совместно с электрифицированным железнодорожным транспортом. Практика развития систем электроснабжения этих объектов показывает, что их электроснабжение осуществляется от подстанций мощных промышленных предприятий, использующих выпрямительную и преобразовательную технику. Увеличение потребляемой мощности портов компенсируется путем ввода дополнительных трансформаторных подстанций (ТП) по мере необходимости (увеличение числа портальных кранов, строительство дополнительных причалов и т.д.), при этом не используется возможность разделения сетей [2, 8].
Учитывая единство электромагнитных процессов производства, распределения и потребления электрической энергии целесообразно отметить связь проблемы гармонического воздействия на сети 10 кВ объектов водного транспорта с общей проблемой ЭМС технических средств в ЭЭС. Для этого осуществим ретроспективный анализ всех действующих в ЭЭС ЭМП.
ГОСТ Р 50397-92 вводит понятие влияния электромагнитной помехи: снижение показателей качества функционирования технического средства, вызванного ЭМП [27]. На рисунке 1.1 приведена схема влияния источника ЭМП на рецептор [28]. Между источником ЭМП и рецептором существует некоторый механизм связи. Поэтому эта схема мало информативна и требует дальнейшего уточнения [28].
Преяеде всего, отметим, что представленная схема рассматривает модель действия ЭМП между двумя системами: источником ЭМП и рецептором. Если принять это во внимание, то представленная схема отражает все случаи взаимодействия и является основой для исследований.
Во вторых, следует уточнить, что источником ЭМП может быть источник искусственного и естественного происхождения, который создает или может создать ЭМП. Генерируемая источником энергия может излучаться в пространство или распространяться кондуктивным путем. Излучение представляет явление, процесс, при котором энергия излучается источником в пространство в виде электромагнитных волн [28,29].
В третьих, механизм связи электромагнитных влияний источника ЭМП и рецептора является многоканальным. Природа электромагнитных влияний не однозначна.
В зависимости от среды распространения и удаления от источников ЭМП достигают рецептора различными путями и их комбинациями. ЭМП называют поступающие по проводам (кондуктивные ЭМП), если они проникают в рецептор через питающие электрические сети или пассивные элементы (конденсаторы, трансформаторы и т.д.). В [27] введено понятие электромагнитная кондукция (от источника помехи), как явление, процесс распространения ЭМП кондуктивным путем в проводящей среде. На рисунке 1.2 приведен механизм связи источника ЭМП и рецептора.
Выбор метода исследования электромагнитной обстановки по несинусоидальности напряжений в электрических сетях от 10 до 110 кВ береговых объектов водного транспорта
Для разработки эффективных мероприятий по снижению гармонического воздействия на сети от 10 до 110 кВ береговых объектов водного транспорта необходимо иметь новую информацию об ЭМО с позиции теории кондуктив-ных ЭМП в ЭЭС, распространяющихся по сетям. С целью выбора методики исследования осуществлён обзор технической литературы [3-5, 7, 9, 11, 14, 19-25, 28, 29, 43, 46, 51-57, 65, 67, 69-72] по гармоническому воздействию на сети. Было установлено, что на кафедре «Электроэнергетические системы и электротехника» ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта» ведутся научные исследования по несинусоидальным режимам работы сетей, разработан алгоритм определения кондуктивной ЭМП по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения. Для практического применения этого алгоритма при решении поставленной научной задачи осуществим ретроспективный анализ исследований [25, 67].
ГОСТом 13109-97 установлены уровни электромагнитной совместимости технических средств в электрических сетях по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения (Ки,%), которые характеризуются нормально допустимым значением (Кин %) и предельно допустимым значением (Ки п,%). Однако ЭМС обеспечивается в том случае, если усредненные (интегрированные) оценки KJJ и не выходят за предельно допустимый уровень, а в течение не менее 95% времени каждых суток не выходят за пределы нормально допустимого значения [73].
Нормально допустимые и предельно допустимые значения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения в точке общего присоединения к электрическим сетям с разным номинальным напряжением UH приведены в таблице 2.1 [68, 73]. Величина KTJ в электрических сетях системы электроснабжения общего назначения региона является случайной величиной, зависящей от многих случайных событий [1, 3, 5, 9-11, 18, 19, 22, 28, 47, 48, 55, 72-74]. При превышении нормально допустимого значения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения KUjH часть поля событий (2.1) обуславливает кондуктивную ЭМП, вызванную особенностями технологического процесса производства, передачи, распределения и потребления электро энергии. Достоверное значение этой ЭМП может быть определено только статистическими методами [48].
Процесс возникновения кондуктивной ЭМП по коэффициенту искажения синусоидальности напряжения представляется математической моделью: Ки[Р(Ки,н Ки$ Ки п) 0,05; Р(Ки п Ки оо) Ф о] cz 8Ки, (2.2) где бКу- кондуктивная ЭМП ЭМС технических средств в электрических сетях по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения, % Таким образом, кондуктивная ЭМП 8KTJ появляется в электрической сети тогда, когда вероятность нахождения К и в течение суток в пределах (Ки,н»Ки,п) превышает 0,05, а в пределах (Ки5п»)не равна нулю. Эта кондуктивная ЭМП появляется также при выполнении только одного условия, является производящей функцией непрерывно распределенной случайной величины Ки [25, 67].
Сведения из [5, 7, 9, 11, 13, 16, 17, 20, 21, 34, 47, 48, 53, 67], а так же математическая обработка результатов прямых измерений коэффициента Кц в электрических сетях 10; 35; ПО кВ показали, что распределение случайной величины Ки соответствует нормальному закону распределения теории вероят ностей. При нормальном законе распределения плотность вероятности распределения коэффициента Ку определяются по формуле
Анализ существующих методов расчета несинусоидальных режимов напряжения в системе электроснабжения с нелинейной нагрузкой
Изучению особенностей работы преобразовательных установок посвящены многие исследования [3, 5, 13, 17-21, 25, 28, 29, 39, 51, 72, 78, 79], в которых достаточно полно и подробно описаны процессы, характеризующие работу многофазных преобразователей. Значительное количество работ выполнено по вопросам, связанным с расчетной и экспериментальной оценкой несинусоидальных режимов, снижению уровня высших гармонических составляющих напряжения и тока в ЭЭС с нелинейной нагрузкой [3,21,25,28, 39, 72].
В [3] для расчета эквивалентных величин гармоник напряжения и тока в различных точках системы электроснабжения предприятия для каждой гармоники составляется эквивалентная схема замещения с учетом соответствующих сопротивлений электрических машин, трансформаторов, реакторов и батарей конденсаторов, а также питающей сети. При этом принимается допущение о линейном характере частотной характеристики питающей сети в диапазоне гармоник до 13-й включительно.
Источники гармоник (вентильные преобразователи) могут быть представлены в схеме либо в виде источника тока неограниченной мощности, либо ЭДС с большим внутренним сопротивлением. Сопротивления элементов схемы замещения следует определять по выражениям, исходя из усредненных значений параметров электрических машин, трансформаторов и батарей конденсаторов, как принято при расчетах токов короткого замыкания. Рекомендуется не учитывать ненагруженные трансформаторы, электрические печи сопротивления, дугогасящие аппараты, силовые кабели и шинопроводы.
На основании составленной схемы замещения производится расчет амплитудного спектра гармоник напряжений в узлах и токов в ветвях системы электроснабжения предприятия по выражениям гДе Uv j - напряжение v-й гармоники в і-м узле; Iv j - ток v-й гармоники в j -й ветви; Zv k j - взаимное сопротивление на частоте v-й гармоники между k-м и i-м узлами; Jk- фазный ток v-й гармоники источника тока, расположенного в k-м узле; Cv : - коэффициент токораспределения между к-й и j-й ветвями; р - число задающих токов.
Расчеты выполняются только для канонических гармоник: 6-фазных преобразователей - v = 5, 7, 11, 13; 12-фазных преобразователей - v = 11 и 13. Гармоники выше 13-й не учитываются, так как предполагается, что их величины малы.
Следует отметить, что по указанной методике расчеты напряжения и тока в различных точках электроэнергетической системы выполняются с учетом влияния эквивалентных источников гармоник. Необходимость учета отдельных источников определяется в каждом конкретном случае в зависимости от степени влияния их на коэффициент искажения синусоидальности кривой напряже ния или величину гармоники тока. Определение расчетных величин гармоник тока преобразователя производится без учета углов коммутации по формуле где Sp - расчетная нагрузка преобразователя, приведенная к напряжению питающей сети; v - номер гармонической составляющей.
Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения q-й секции (системы) шин РУ в процентах рекомендуется определять по формуле -і 0,5 п /3xq SKqp р=1 к , (3.3) qpAvp KU,q=— и где Xq - условное эквивалентное сопротивление нагрузки q-й секции при промышленной частоте; U - действующее линейное напряжение сети; Ivp - эквивалентный ток v-й гармоники в нагрузке q-й секции (системы шин), обусловленный одним источником гармоник; Kqp - коэффициент распределения токов v-й гармоники между р-й и q-й схемами замещения; п - количество источников гармоник.
В [48] отмечается, что емкостные проводимости кабельных и воздушных линий высокого напряжения оказывают существенное влияние на результат расчетов амплитуд гармоник тока и напряжения. При расчетах несинусоидальных режимов во всех случаях следует учитывать батареи конденсаторов независимо от их мощности и места подключения к сети.
Алгоритм подавления кондуктивной электромагнитной помехи по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения.
Теоретическими основами для разработки алгоритма подавления кондуктивной ЭМП 8Ку в ЭЭС являются теория вероятностей и математической статистики, которые предоставляют наиболее подходящие методы при исследовании процессов, испытывающих влияние случайных факторов, а также методика определения кондуктивной ЭМП SKJJ, математическая модель влияния нелинейной нагрузки на коэффициент К и в питающей сети (3.40) и критерий распределения в ЭЭС кондуктивной ЭМП 5Ку. Первоначально, на основании свойства дисперсии случайные величины на графике нормальной плотности вероятности распределения фКи,М[Ки],с7[Ки]} совмещенным с нормируемыми значениями уровней ЭМС, характерными для величины напряжения сети (рисунок 4.1, кривая 1), размещается этот же график с таким расчетом, чтобы вероятность появления величины Ки в интервале (Ки н, Ки п) не превышала установленного ГОСТ 13109-97 значения 0,05 (рисунок 4.1, кривая 2). Определяется математическое ожидание M[8Kj].
В третьих, исходя из сущности критерия распределения кондуктивной ЭМП 5Ку в ЭСС и математической модели (3.40) влияния нелинейной нагрузки на коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения в системе электроснабжения, допускаем, что математическое ожидание М[Ку] прямо пропорционально суммарной мощности преобразовательных агрегатов SnE=STiA/ N (4.2) и обратно пропорционально мощности трехфазного КЗ в рассматриваемой сети ЭСС [39] М[Ки] . (4.3)
Эта математическая модель указывает на три способа снижения влияния величины M[KTJ] на величину AM[KJJ]. 1. Если имеется возможность воздействовать на величину Sn (напри мер, путем перевода части нелинейной нагрузки на другую секцию шин РУ), то её необходимо уменьшить в рассматриваемой сети в К- раз. Эта величина оп ределяется по формуле к= sn =М[Ки] SkM[5Ku] М[5Ки] ; В этом случае величина Sk = const. 2. Если имеется возможность влиять не только на величину Sn, но и на Sk в рассматриваемой сети, то минимальную мощность трехфазного КЗ Sk , при которой происходит подавление 8KTJ , можно определить по формуле Sk =Sk hr T. (4.5) где n - возможная кратность уменьшения величины Sn.
Для сетей береговых объектов водного транспорта по объективным причинам подавление кондуктивной ЭМП 5Ку приходится осуществлять, чаще всего, при Sn = const, т.е. повлиять на изменение величины Sn не удается.
В этом случае минимальную мощность трехфазного КЗ в сети S " можно определить по формуле S/ -МЫ- (4.6) k М[8Ки] V J
Рассмотрим примеры применения рассмотренного алгоритма подавления кондуктивной ЭМП 5Ку в сетях от 10 до 110 кВ Омского Прииртышья.
В соответствии с разработанным алгоритмом выбираем возможный способ подавления кондуктивной ЭМП бКу в сети 110 кВ общего назначения Омского Прииртышья. Для этого график нормальной плотности распределения коэффициента Ки (рисунок 2.3), используя свойство дисперсии, перемещаем по оси KTJ , (кривая 1 на рисунке 4.2) таким образом, чтобы вероятность появления кондуктивной ЭМП Р(5Ки) не превышала установленного стандартом значения 0,05 [73] (рисунок 4.2).
Математическое ожидание для полученного графика составляет М[8Ку] = 0,862, а величина, на которую необходимо переместить график, определяется из выражения (4.1) АМ[Ки] = М[Ки]-М[5Ки] = 2,25-0,862 = 1,388%, Вероятность появления кондуктивной ЭМП 8Ки для полученного графика (рисунок 4.2, кривая 2) отвечает условию Рг(2 S KJJ 3) S 0,05.
График нормальной плотности распределения коэффициента KJJ (1) совмещенный с графиком нормальной плотности распределения кондуктив-ной ЭМП 8KTJ (2), при котором обеспечивается нормированный уровень ЭМС технических средств в сети 110 кВ общего назначения Омского Прииртышья После изучения ЭМО в.сети 110 кВ предложено уменьшить величину Sn в два раза за счет перевода части нелинейной нагрузки на другую секцию шин ПО кВ РУ. Мощность Sj/, при которой полностью подавляется кондук-тивная ЭМП 5KTJ, должна составлять согласно формулы (4.5)
В соответствии с разработанным алгоритмом выберем возможный способ подавления кондуктивной ЭМП 8KJJ в сети 10 кВ Омского речного порта. Для этого совмещаем графики нормальной плотности распределения коэффициента KJJ (рисунок 2.5) и кондуктивной ЭМП бКу (рисунок 4.3).
