Нормативные показатели устойчивости и их обеспечение в электроэнергетике

В программе MatlabSimulinkс помощью блока Powerguiпроведем гармонический анализ токов и напряжений. Первоначально обратим внимание на амплитуды нечетных гармоник с третьей по тринадцатую, исключая девятую (рисунок 12). Кроме того, сравним их с предельно допустимыми значениями гармонических составляющих тока, приведенных в ГОСТ 30804.3.12 – 2013 (таблица 3.1).абРисунок 12 –Амплитуда гармоник тока без активного фильтра (а) и при включении в схему активного фильтра (б)Из рисунка 12 следует, что величина THD для токов без использования активного фильтра составляет 28,97 %, при его включении в схему уменьшается почти на 3% и составляет 25,90 %. Параметр THD отвечает за коэффициент гармонических искажений. Вторая часть анализа включает в себя сравнение гармонических составляющих тока с предельно допустимым уровнем гармоник, представленным в ГОСТ 30804.3.12 – 2013 (таблица 3.1). Таблица 3.1 – Спектральный состав гармонических составляющих токаПараметрНомера гармоник35791113Значение гармонической составляющей согласно ГОСТ 30804.3.12 – 2013, %24138543Значение гармонической составляющей в системе ПЧ-АД без фильтра, %161352,43,32,2Значение гармонической составляющей в системе ПЧ-АД с фильтром, %10842,11,81,6ЗаключениеНаличие реактивной мощности приводит к возникновению дополнительных потерь. Плату за эти потери несет предприятие-потребитель. Поэтому поиск вариантов компенсации реактивной мощности является достаточно актуальным. Компенсация реактивной мощности в сети потребителя позволяет:– уменьшить плату поставщику за потребляемую электроэнергию;– снизить токовые нагрузки элементов системы электроснабжения;– с помощью снижения отклонений напряжения от номинальной величины повысить качество электроэнергии.Дефицит реактивной мощности определяется в ходе создания схем развития сетей. Этот этап выполняется на стадии составления баланса активной и реактивной мощностей в узлах распределения потоков. По проведенным расчетам определяется вопрос о нужном количестве устройств компенсации и их расположения. На основании расчетных данных в схеме решаются вопросы необходимого количества устройств компенсации реактивной мощности, а также места их размещенияВ третьей главе проведен сравнительный анализ системы ПЧ-АД без активного фильтра и при его наличии. Для анализа гармонического состава токов и напряжений было использовано быстрое преобразование Фурье, позволяющее вычислить амплитуду определенной гармоники и получать графики относительные значения гармоник в диапазоне от 0 до 1000 Гц. Без применения активного фильтра ни одна из шести анализируемых гармонических составляющих не соответствует установленным в ГОСТ нормам. В ходе спектрального анализа установлено, что при подключении активного фильтра две из шести гармоник (11 и 13) не превышают предельных значений согласно ГОСТ 13109-97. При этом остальные гармоники (3,5,7 и 9) уменьшаются в 1,3 – 2 раза. Список использованных источниковЩербаков, Е. Ф. Электроснабжение объектов строительства : учебное пособие / Е. Ф. Щербаков, Д. С. Александров, А. Л. Дубов. - Ульяновск: УлГТУ, 2011. - 404 сПравила устройства электроустановок (ПУЭ). Утверждены ПриказомМинэнерго России От08.07.2002 № 204. Редакция 2014 г.Ключев В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 2005. – 560 с.Терехов А.И. Разработка цифровой системы управления вентильными преобразователями для компенсации реактивной мощности в цеховых сетях промышленных предприятий республики Ирак / А.И. Терехов, Хасан Альван Хуссаин // Вестник ИГЭУ. Вып. 5 Иваново: ИГЭУ. 2005. С. 104. Литвак Л.В. Рациональная компенсация реактивных нагрузок на промышленных предприятиях. М.: Энергоатомиздат, 1963. -256 с.Лицин К.В. Исследование положения вектора потокосцепления ротора при векторно-импульсном пуске / К.В. Лицин, С.Н. Басков, Т.В. Черкас, А.С. Коньков // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия Энергетика. 2012. Вып.18. №37 (296). С. 68-72.Волков А.В., Волков В.А. Компенсация мощности искажений и реактивной мощности посредством активного фильтра с прогнозируемым релейным управлением // Электротехника.№3. 2008. С. 2-10Юсупов З.Э. Энергосберегающие режимы оросительных насосных станций с синхронным электроприводом. Дисс.канд.техн.наук. Ташкент. 2010 г. 257 с.Кабышев А.В. Компенсация реактивной мощности в электроустановках промышленных предприятий: учебное пособие. -Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. -234 с.Коновалов Ю.В. Абрамович Б.Н. Дополнительные потери активной мощности в синхронных двигателях при их работе в режиме компенсации реактивной мощности//Электричество. -2010. -№ 5. -С. 34-38.Нурбосынов Д.Н., Рюмин Е.В., Детистов Д.А. Компенсация реактивной мощности синхронными двигателями при их работе в режиме компенсации реактивной мощности на нефтеперекачивающей станции // Достижения, проблемы и перспективы развития нефтегазовой отрасли материалы международной научно-практической конференции. Альметьевский государственный нефтяной институт, 2018. с. 95-99.Бесекерский В.А. Теория систем автоматического управления / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. – Санкт-Петербург: Профессия, 2003. – 752 с.Басков С.Н., Лицин К.В. Моделирование системы с промежуточными трансформаторами при векторно-импульсном пуске двигателя переменного тока // Электротехнические системы и комплексы. 2014. № 2 (23). С. 32-35Герман Л. А. Регулируемые установки емкостной компенсации в системах тягового электроснабжения железных дорог: Монография/Л. А. Герман, А. С. Серебряков; Московский гос. ун-т путей сообщения. М., 2011. 164 с.Кондратьев Ю. В. Выбор мощности и места размещения устройств поперечной компенсации реактивной мощности/Ю. В. Кондратьев, А. В. Тарасенко//Известия Транссиба. 2015. № 2. С. 79 -87.Baskov S.N., Litsin K.V. Research of vector-pulse start system of synchronous motor with intermediate transformer and sensorless determination of angular rotor position with mathematical methods. 2nd International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, ICIEAM 2016 – Proceedings.