Улучшение качественных показателей электрической энергии на предприятии АО «ВМЭС»
ВВЕДЕНИЕ
Общая характеристика работы
Диссертация посвящена улучшению качественных показателей электрической энергии на предприятии АО «ВМЭС».
Актуальность темы исследования
В начале 2000-х годов претерпели изменения в кодексе об электроэнергетики Российской Федерации. Переход к рыночной экономики определил принятием Федерального закона «Об электроэнергетике» от 26.03. 2003 № 35-ФЗ и Федерального закона «Об особенностях функционирования электроэнергетики в переходный период от 26.03.2003 № 36-ФЗ. Претерпели изменение, документы нормативные, включены новейшие Российские стандарты и методы испытаний, гармонизированные с международными и европейскими стандартами, регламентируя нынешние требования к техническим средствам по обеспечению электромагнитной совместимости. Решения о современном урегулировании в районе электромагнитной совместимости определены, прежде всего, широким распространением микроволновых печей, компьютерной техники и устройств силовой электроники в разных отраслях деятельности производства, бытовой и хозяйственной сферах. Не упуская тот факт из внимания, что необходимо устранять барьеры в международной торговле.
На протяжении 50-лет единственным документальным нормативом, устанавливающим в России как номенклатуру показатели качества электрической энергии и нормы качества электрической энергии, так и основополагающие требования к контролю, методам и средствам измерений показателей качества электрической энергии, являлся стандарт ГОСТ 13109
«Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» (печать в редакциях 1967, 1987 и 1997 г.). В РФ принялись внедряться ГОСТы с 2001 г. по электромагнитной совместимости серии 52317, которые аутентичны стандартам Международной электротехнической комиссии (МЭК) серии 62000.
Специализированные стандарты в Российской федерации внесены по технологиям измерения и требованиям к средствам измерения качества электрической энергии, которые в том числе описывали формы протоколов измерений. В результате у нас появился пакет документов, который должен был стать базой для системы контроля качества электрической энергии.
В результате приведенных всех к выполнению нормативных актов начали применять в первую очередь к вновь вводимым в эксплуатацию объектам с обязательным пунктом в технических условиях подключения к сети электроснабжения, является пункт обязующий соблюдение требований ГОСТ 32 144 – 2013. В связи с вышеизложенным поставщик электроэнергии(предприятие) и потребитeль электрической энергии обязан выполнить мероприятия, направленные на приведение показателей уровня качества электрической энергии к соответствующим нормам.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ……………………………………………………………..…………7
1 Требования к качеству электроснабжения ………………..…………...15
1.1 Требования к надежности электроснабжения……………………………15
1.2 Требования к качеству электроэнергии………………………………....16
1.3 Значение уровня качества электрической энергии ………………………19
1.4 Влияние качества электрической энергии на работу электроприемников …21
1.5 Приборы измерения качества электрической энергии. Задачи контроля и анализа………………………………………………………………………….24
Вывод…………………………………………………………………………….27
2 Мероприятия и способы определения и компенсации нелинейных нагрузок…………………………………………………………………………29
2.1 Определение основных источников нелинейных нагрузок на предприятии АО «ВМЭС»……………………………………………………………………29
2.2 Влияние нелинейной нагрузки на систему электроснабжения организаций и учреждений…………………………………………………………………..29
Вывод……………………………………………………………………………43
3 Гармоники как одни из проблем поставки качества электрической энергии в сети 0.4кВ………………………………………………………………………44
3.1 Подходы к исследованию функционирования сложной электроэнергетической сети предприятия АО «ВМЭС» с применением имитационного моделирования …………………………………………… 49
4 Имитационное моделирование электрического активного фильтра для улучшения качества электрической энергии АО «ВМЭС» на ТП53……. 54
4.1 Расчет экономического эффекта от внедрения активного фильтра компенсирующего устройства……………………………………………… 61
Вывод………………………………………………………………………… 63
5 Разработка методов улучшения качественных показателей электрической энергии на предприятии АО «ВМЭС..........................................................66
5.1 Мероприятия по улучшению качества электрической энергии на Воздушной линии…………………………………………………………….68
5.2 Мероприятия по улучшению качества электроэнергии……………….71
Вывод……………………………………………………………………………73
Заключение……………………………………………………………..……….74
Список использованных источников………………………………………..75
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.
1. ГОСТ Р 54149 – 2010 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. – М.: Стандартинформ, 2012.с.20.
2. ГОСТ 32144 – 2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. – М.: Стандартинформ, 2014.с.20.
3. ГОСТ 30804.4.30-2013. Электрическая энергия. Совместимость техни- ческих средств электромагнитная. Методы измерений показателей качества электрической энергии. – М.: Стандартинформ, 2014. с. 52.
4. Анализ качества электроэнергии и приборы для измерения [Электронный ресурс] www.enargys.ru
5. Приборы контроля качества электроэнергии [Электронный ресурс] www.elec.ru
6. Савина, Н.В. Разработка модели электрической сети для управления качеством электрической энергии / Н.В.Савина, Н.С. Бодруг // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». - 2016. - Т. 16, № 4. - С. 23-31. DOI: 10.14529/power160403
7. К.В.Замула, Активный фильтр гармоник как средство повышениякачества электрической энергии. [Электронный ресурс]. https://www.energy-t.ru/about/articles/aktivnyij-filtr-garmonik-kak-sredstvo-povyisheniya-kachestva-elektricheskoj-energii.html.
8. Абрамович, Б.Н. Устройство компенсации высших гармоник, адaптированноекэлектроприводу переменного токa / АбрамовичБ.Н., Сычев Ю.А., Зимин Р.Ю. // Патент на изобретение № 2619919; зaявитель и прaвообладатель Санкт-Петербургский горный университет 2020 С.66-80
9. Кумаритов А.М. Методы построения имитационных моделей сложных систем - Фундaментальные исследования (научный журнaл) (fundamental-research.ru) 2018. – C. 1-3
10. Герман-Галкин С.Г. Matlab & Simulink. Проектирование мехатронных систем на ПК
11. Герман-Галкин, С.Г. Школа Matlab виртуальные лаборатории устройств силовой электроники в среде Matlab-Simulink урок 16. Исследование электрической цепи с трехфазным активным фильтром / Силовая электроника. 2021г.
12. Анализ качества электроэнергии и приборы для измерения [Электронный ресурс] www.enargys.ru
13. Дмитриев, С.М. Алгоритмы управления активными фильтрами гармоник; С.М. Дмитриев, А.С. Плехов, В.Г. Титов, Д.Ю. Титов, С.Н. Яшин; Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева. – 2012. –№ 2.с. 206-214.
14. Жижеленко, И.В. Электромагнитная совместимость потребителей: монография; И.В. Жижеленко, А.К. Шидловский, Г.Г. Пивняк. М.: Машиностроение, 2012.с.350
15. Мещеряков, В.Н. Компенсация высших гармоник тока и напряжения на основе активного фильтра с релейным регулированием в сетях питания радиотехнических устройств и компьютерных систем; В.Н. Мещеряков, М.М. Хабибуллин; Материалы XIX международной научно-технической конференции «Информационные системы и технологии» ИСТ-2013. –Н. Новгород: Изд-во НГТУ им. Р.Е. Алексеева. –2013. –2 с.
16. Пронин, М.В. Силовые полностью управляемые полупроводниковые преобразователи (моделирование и расчет) / Пронин М.В. Воронцов А.Г. - СПб.: ОАО «Электросила», 2003. - 172 с.
17. Герман-Галкин, С.Г. Аналитическое и модельное исследование активного полупроводникового преобразователя в системах электропривода / Герман-Галкин С.Г., Звежевич З.Ч., Поляков Н.А. // Научно-технический вестник информационных технологий, механики иоптики.2018. -№3 (91). -С. 131-139
18. Abramovich, B.N. Selection of shunt active filter main parameters in conditions of centralized and distributed power supply systems / Abramovich B.N., Sychev Y.A., Zimin R.Y. // Proceedings - 2018 International Conference on Industrial Engineering, ApplicationsandManufacturing, ICIEAM. –2018. – Volume 1. – 8728566.
Имитационное моделирование гармонического фильтрующего устройствa (ГФУ) на основе мaтематических моделей исполнено с учетом методов управления и алгоритмов активными фильтрaми гармоник (АФГ). АФГ показывается следствием управляемым тока, подключаемым с нaгрузкой параллельно, возбуждающие высшие гармоники (выпрямители управляемые, электрические двигатели, импульсные источники питания, микроволновые печи). АФГ подавляет высшие гармонические составляющие (ВГС) тока нaгрузки, выравнивания их по амплитуде, но противоположные по фазе токи, снижая, таким образом, коэффициент не синусоидальности тока в сети напряжения. Имитационное моделирование осуществляется для задачи по улучшению качества электрических сетей предприятия АО «ВМЭС» на участке кабельной линии (КЛ) от трансформаторной подстанции ТП53 на вводное распределительное устройство (ВРУ) жилого дома (ж/д), энергоснабжения с учетом парaметров и нагрузки. Параметры получены по результатам сбора статистики и экспериментальных исследований на объекте моделирования.