ЭКВИВАЛЕНТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПРИ НАЛИЧИИ ВЫСШИХ ГАРМОНИК
Секция: 19. Энергетика
XX Студенческая международная заочная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: технические и математические науки»
ЭКВИВАЛЕНТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПРИ НАЛИЧИИ ВЫСШИХ ГАРМОНИК
Работа выполнена в рамках государственного задания (шифр № 13.707.2014/к)
Несмотря на широкое применение мощной компьютерной техники для изучения реальных режимов электрических сетей и определения закономерностей изменения их показателей в зависимости от вновь возникающих факторов, применение различных методов формирования схем замещения сложной электрической сети остается актуальным [1—5].
К формированию и упрощению схем замещения электрических сетей можно подходить с применением разных принципов, которые лежат в основе различных методов. Однако основные положения остаются неизменными, а именно: сбор данных по структуре схемы электроснабжения, параметрах сети, нагрузки и уровнях напряжения; приведение схемы замещения к виду с максимально наименьшим числом элементов.
В работе подвергнуты сравнению три метода формирования упрощенных схем замещения.
Первый метод заключается в эквивалентировании нагрузки и электрической сети по следующим выражениям:
· эквивалентная активная нагрузка
где: — активная мощность i-ой нагрузки, подключенной к m-ой линии, приведенная к одному уровню напряжения;
· эквивалентная реактивная нагрузка
где: — реактивная мощность i-ой нагрузки, подключенной к m-ой линии, приведенная к одному уровню напряжения;
· эквивалентное активное сопротивление
где: , — активное сопротивление i-ого присоединения к m-ой линии;
· эквивалентное реактивное сопротивление:
где:— реактивное сопротивление i-ого присоединения к m-ой линии, I — общее количество присоединений к m- ой линии.
Отметим что , определяются по их средневзвешенным значениям.
При расчетах, по выражениям приведенных, выше, приняты допущения неучета статических характеристик нагрузки (СХН) и определение параметров силовых трансформаторов по выражениям, аналогичным и .
В основе второго метода формирования схемы замещения, отличающего его от предыдущего, лежит выбор параметров m-ой линии, определяемых по эквивалентному сечению. Эквивалентное сечение выбирается по допустимой величине тока эквивалентной нагрузки. Эквивалентная активная и реактивная мощности определяются аналогично предыдущему методу.
Третий метод формирования схемы замещения основан на принципе расчета среднего значения эквивалентируемых сопротивлений линий и трансформаторов:
где: N — общее количество трансформаторов, подключенных к m-ой линии.
Исходная схема замещения, принятая для расчета по трем вышеприведенным методам с дальнейшим сравнением полученных результатов, приведена на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема замещения
Варьирование параметров схемы замещения принято следующим:
· сопротивление m-ой линии
· сопротивление i-ых линий без трансформаторов
· активная и реактивная мощности
· сопротивление трансформаторов
· сопротивление конденсаторной батареи
В результате расчетов были получены зависимости, представленные на рисунке 2.
Рисунок 2. Зависимость погрешности эквивалентирования: а — первый способ; б — второй способ; в — третий способ
Погрешность расчета по трем методам тока КБ определялось по отношению к непреобразованной (неэквивалентированной) схеме замещения.
Из сравнения полученных результатов можно сделать следующие выводы:
· Во всех трех случаях погрешность стабилизируется, причем для первого метода при m=10, для второго m=19; для третьего при m=8;
· Наименьшая погрешность(<0,35 %) соответствует первому методу;
· Наибольшая погрешность(<14 %) соответствует второму методу.
Таким образом, в результате проведенных исследований, очевидно, что наиболее рациональным способом формирования упрощенных схем замещения электрических сетей, включая нагрузку, является метод, по которому параметры эквивалентной линии определяются по средневзвешенным их значениям.
Список литературы:
1. Гонсалес И. Моделирование электрической сети и расчет ее режимов при наличии нелинейных искажений // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. СПб, 2011. № 4. С. 167—170.
2. Гонсалес И. Выбор параметров экономически выгодной компенсации реактивной мощности // Записки горного института. РИЦ СПГГУ. СПб, 2011. Том 194. С. 125—130.
3. Добуш В.С. Влияние энергетических характеристик на определение параметров электрической сети // В.С. Добуш, Я.Э. Шклярский // Научно-технические ведомости СПбГПУ. — № 4 — СПб. — 2012. — С. 77—80.
4. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий — 4е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат. 2000 — 331 с. ил.
5. Скамьин А.Н. Обоснование структуры и параметров системы компенсации реактивной мощности при наличии высших гармоник в напряжении и токе; дис.на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.09.03 — СПб: изд-во СПГГИ, 2011.