Введение к работе
j
,;м|
' Л"" - Актуальность работы. Всемерное повышение качества переда-
-,-ів.ЦИИ t
" ваемой потребителям электрической энергии и максимально воз
можная ее экономия являются одним из наиболее важных условий
эффективного функционирования хозяйственной системы любой стра
ны на современном этапе ее развития. Основным средством элект
роснабжения промышленных предприятий служат электрические расп-
ределителььые сети трехфазного тока напряжением 6-Ю кВ. Опти
мальный режим работы таких сетей, обеспечивающий их высокий ко
эффициент полезного действия, определяется симметричными систе
мами линейных и фазных напряжений. Уровень симметричных состав
ляющих этих напряжений является одним из основных показателей
качества электроэнергии.
Согласно ГОСТу (U. 109-87 Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения) основными показателями качества электроэнергии являются:
величина, характеризующая отклонение напряжения от номинального;
величина, характеризующая несимметрию системы линейных напряжений.
Эти показатели определяются напряжениям соответственно прямой и обратной, последовательности. Для выполнения рекомендаций ГОСТа необходимо наличие организационного механизма, определяющего способы контроля за состоянием качества электроэнергии. Такой контроль должен осуществляться с помощью специальных приборов.
Однако, в настоящее время разработка и освоение серийного производства приборов для измерения показателей качества электрической энергии продолжает оставаться ваэдюй научно-технической народнохозяйственной проблемой. Несмотря на наличие многочисленных и разнообразных приборов для измерения коэффициентов несшлметрии, совершенствование существующих методов измерения и создание соответствующих приборов, контролирующих уровень напряжений симметричных составляющих в сетях электроснабжения, представляет интерес для теории и практики повышения качества электроэнергии.Поэтому разработка методов измерения симметричных составляющих линейных и фазных напряжений сетей 6-Ю кВ и
на ее основе создание надежных и пвссгых устройств непрерывного контроля показателей качества электрической энергии является актуальной научной задачей.
Цель работы. Установление общих аналитических зависимостей между модулями линейных и фазных напряжений в произвольной несимметричной трехфазной системе, вывод формул для модулей симметричных составляющих линейных и фазних напряжений, получение зависимости модуля напряжения смещения нейтрали от линейных ж фазных напряжений, необходимых для создания современных приборов и устройств контроля показателей качества электрической энергии в системах электроснабжения 6-Ю кВ.
Основная идея работг заключается в том, чтобы используя выведенные формулы для модулей симметричных составляющих напряжений и возможности вычислительной микропроцессорной техники, создать эффективные устройства непрерывного контроля качества электрической энергии в системах электроснабжения 6-Ю кВ.
Штчные положения, разработанные лично автором, и новизна,;
предложена классификация методов измерения симметричных составляющих напряжений;
установлена аналитическая зависимость между модулями линейных и фазных напряжений трехфазной системы, отличающаяся
тем, что учтена асимметрия атах .напряжений в самом общем виде;
- проведен строгий вывода аналитических зависимостей
модулей напряжений прямой и обратной последовательностей от
модулей линейных напряжений трехпроводных сетей систем электро
снабжения;
выведена общая формула для напряжений нулевой последовательности, учитывающая несимметрию напряжений источника и нагрузки;
выведена общая формула для напряжения смэщэния нейтрали, учитывающая несимметрию напряжений источника и нагрузки;
выведена формула для оценки погрешностей при юсвенных измерениях модулей напряжений симметричных составляющих.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендац й. прормуягоованных в диссертации, подтверждаются строгостью математических выкладок, корректным использованием апробировангіх практикой методов теорли электрические цепей, высокой степенью сходимости резуяьтатов 8"спяриментов,
- е-
проводившихся в лабораторных условиях (погрешность не превышает 6%), с результатами теоретических расчетов.
Научное значение работы заключается в том, что разработанная мз то дика вывода формул для модулей линейных и фазных напряжений в несимметричных системах, а также модулей их спымет-ричныг составляющих является дальнейшим развитием теории метода симметричных составляющих расчета трехфазных электрических цепей.
Практическое значение работы состоит:
в разработке методики расчета элементов фильтров симметричных составляющих на операционных усилителях;
в разработке теоретически обоснованных устройств непрерывного (автоматического) контроля качества электрической энергии сетей электроснабжения. 6-Ю кВ с использованием активных фильтров;
в рекомендациях по созданию устройств автоматического контроля качества электрической энергии, основанных на косвенном методе измерения модулей симметричных составляющих прямой, обратной и нулевой последовательностей, использующих полученные теоретические зависимости;
в разработке устройства периодического контроля качества электрической энергии в сетях 6-Ю кВ с использованием фазометров;
в разработке программ для расчета симметричных составляющих на микрокалькуляторах по полученным в работе формулам.
Реализация выводов и рекоквндаций работы. Материалы исследований использованы Московским ордера Трудового Красного йіа-мени горным институтом (МГИ) в соответствии с планом госбюджетных работ, проводимых кафедрой электротехники. Теоретические и методические результаты используются на кафедре электротехники МГИ при чтении специальных разделов курса по дисциплине ТОЭ.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на расширенных научных семинарах кафедры электротехники МГИ ( 1989, 1990, 1991 гг. ).
Публикации. По результатам bl :олненных исследований опубликована статья.
Структура и о^ъем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, содержит 20 рисунков, список литературы, включающий в себя Ц5 наименований работ советских и зарубежных авторов, и приложение. Общий объем 120 страниц .
Работа выполнена в течении 1984-J99I гг. на кафедре электротехники МГИ.
Автор выражает свою глубокую благодарность научному руководителю доктору технических наук, профессору Е.Ф. Цапенко за научную и методическую помощь, поддержку и внимание, оказанные на протяжении всего периода работы над диссертацией, а также признательность коллективу кафедры электротехники за доброжелательное содружество.
