По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.311

Компьютерное моделирование поиска источников фликера в электрических сетях*

Бирюлин В. И. канд. техн. наук, доцент кафедры электроснабжения, Юго-Западный государственный университет, г. Курск
Куделина Д. В. канд. техн. наук, доцент кафедры электроснабжения, Юго-Западный государственный университет, г. Курск

В статье рассматриваются вопросы, связанные с обеспечением требуемого качества электрической энергии в электрических сетях и различных системах электроснабжения. Показана актуальность применения различных технических средств для выявления мест возникновения недопустимых значений показателей качества электрической энергии, в т. ч. различного оборудования, работа которого сопровождается быстрыми изменениями значений фазного и междуфазного напряжения. Приведены экспериментальные данные, показывающие существование при определенных условиях значительных быстрых колебаний напряжения в электрических сетях, что приводит к возникновению превышения нормированных значений кратковременной и длительной доз фликера. Предлагается упрощенный метод определения мест расположения оборудования, создающего при своей работе недопустимый уровень кратковременной и длительной доз фликера, использующий для этой цели дифференцирование токов, протекающих в разных местах электрических сетей, питающих потребителей электрической энергии. Разработана компьютерная модель простой схемы электроснабжения с подключенными к ней электроприемниками, работающими как в спокойном, так и в резко переменном режимах потребления мощности и тока. В ходе работы с этой моделью установлено, что определение значений производных тока в различных точках электрической сети с последующим анализом полученных данных предоставляет возможность нахождения оборудования, создающего недопустимые уровни быстрых изменений или же колебаний напряжения.

Литература:

1. Качество электрической энергии: современное состояние, проблемы и предложения по их решению / Л.И. Коверникова, В.В. Суднова, Р.Г. Шамонов и др.; отв. ред. Н.И. Воропай. – Новосибирск: Наука, 2017. – 219 с.

2. Дед А.В., Сикорский С.П., Смирнов П.С. Результаты измерений показателей качества электроэнергии в системах электроснабжения предприятий и организаций // Омский научный вестник. – 2018. – № 2 (158). – С. 60–64. – DOI: 10.25206/1813-8225-2018-158-60-64.

3. Солнцев Е.Б., Мамонов А.М., Фитасов А.Н., Петрицкий А.С., Севостьянов А.А. Анализ качества электроэнергии (колебаний напряжения) при распределенной генерации // Энергобезопасность и энергосбережение. – 2019. – № 3 (87). – С. 37–40. – DOI 10.18635/2071-2219-20193-37-40.

4. Харитонов Я.С., Бебихов Ю.В., Егоров А.Н. Сопоставление и анализ результатов контроля качества электроэнергии в системах электроснабжения горных предприятий // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2019. – № 4. – С. 54–59. – URL: https://applied-research.ru/ ru/article/view?id=12697 (дата обращения: 19.12.2022). – DOI 10.17513/mjpfi.12697.

5. Белей В.Ф., Харитонов М.С. Светодиодные лампы в системах судового освещения: вопросы электромагнитной совместимости // Вестник МГТУ. – 2016. – Т. 19, № 4. – С. 687–696. – DOI: 10.21443/ 1560-9278-2016-4-687-696.

6. Кузнецов С.Е. Судовые электрические источники света: состояние и перспективы развития / С.Е. Кузнецов, Ю.В. Кудрявцев // Вестник Гос. ун-та морского и речного флота им. адм. С.О. Макарова. – 2017. – Т. 9. – № 4. – С. 786–794. – DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-4-786-794.

7. Лисицкий К.Е. Совершенствование методов и средств оценки фликера при использовании источников света с разной чувствительностью к колебаниям напряжения в электрической сети // Известия вузов. Проблемы энергетики. – 2018. – Т. 20. – № 5-6. – С. 55–66. – DOI:10.30724/1998-9903-2018-20-56-55-66.

8. Корнилов Г.П., Баранкова И.И., Лукьянов Г.И., Карякин А.Л. Расчет кратковременной дозы фликера в электрических сетях предприятий // Электротехнические системы и комплексы. – 2019. – № 3. – С. 10–15. – URL: https://doi. org/10.18503/2311-8318-2019-3(44)-10-15.

9. Булатов Ю.Н. и др. Устранение фликера в сетях с установками распределенной генерации на основе согласованно настроенных регуляторов. Системы. Методы. Технологии // Братский государственный университет. – 2017. – № 4 (36). – С. 108–114. – DOI: 10.18324/2077-54152017-4-108-114.

10. Bątkiewicz-Pantuła M. Elimination of disruption on the example of flicker // Progress in Applied Electrical Engineering (PAEE). – 2017. – DOI: 10.1109/PAEE. 2017.8009000.

11. Bątkiewicz-Pantula M. The algorithm for determining the coefficient of flicker on the example of a wind power plant // Electronics Computers and Artificial Intelligence (ECAI). 10th International Conference on. – 2018. – Pp. 1–6. – DOI: 10.1109/ECAI.2018.8679059.

12. Maksić M., Papič I., Blažič B. Simple Continuous Assessment of Transmission-Network Flicker Levels Caused by Multiple Sources // IEEE Transactions on Power Delivery. – 2016. – Vol. 31. Issue 6. – Pp. 1–6; 2018. – Pp. 2546–2552. – DOI: 10.1109/ TPWRD.2015.2502984.

13. Chang G.W., Lu H.J., Chuang C.S. An accurate hybrid intelligent approach for forecasting flicker severity caused by electric arc furnaces // Elect. Power Syst. Res. – 2015. – Vol. 121. – Pp. 101–108.

14. Lazaroiu G.C., Golovanov N., Elefterescu L., Roscia M., Zaninelli D. Assessment of flicker perturbations in power systems with multiple disturbing consumers // Harmonics and Quality of Power (ICHQP). – 18th International Conference on. – 2018. – Pp. 1–6. – DOI: 10.1109/ICHQP.2018.8378847.

15. Li F., Gao Y., Cao Y., Iravani R. Improved teager energy operator and improved chirp-Z transform for parameter estimation of voltage flicker // IEEE Trans. Power Del. – 2016. – Vol. 31. – N 1. – Pp. 245–253. – DOI: 10.1109/TPWRD.2015. 2448943.

16. Косарев Б.А., Федоров В.К. Модель электротехнической системы с распределенной генерацией // Омский научный вестник. – 2019. – № 5 (167). – С. 64–71. – DOI: 10.25206/1813-8225-2019167-64-71.

17. Калимуллин А.Т. Исследование нормативной базы, методов расчета, анализа и измерения интергармоник в системах электроснабжения / А.Т. Калимуллин, И.А. Лесков, К.А. Грабовецкая и др. // Международный научно-исследовательский журнал. – 2018. – № 1 (67). – Ч. 1. – С. 91–95. – URL: https://researchjournal.org/technical/issledovanienormativnoj-bazy-metodov-raschetaanaliza-i-izmereniya-intergarmonik-vsistemax-elektrosnabzheniya/ (дата обращения: 13.12.2022). – DOI: 10.23670/IRJ. 2018.67.108.

18. Yang K. Interharmonic currents from a Type-IV wind energy conversion system / K. Yang, M.H.J. Bollen // Electric power systems research. – 2017. – Vol. 143. – Pp. 357–

364. – DOI: 10.1016/j.epsr.2016.09.010.

19. Selective interharmonic compensation to improve statcom performance for lightflicker mitigation / L. Feola [et al] // IEEE Transactions on Power Delivery. – 2018. – Vol. 33. – Issue 5. – Pp. 2442-2451. – DOI: 10.1109/tpwrd.2018.2810333.

20. Дворкин Д.В., Силаев М.А., Тульский В.Н. и др. Проблемы оценки вклада потребителя в искажение качества электроэнергии // Электричество. – 2017. – № 7. – С. 12–19. – DOI: 10.24160/0013-53802017-7-12-19.

Современное товарное производство обеспечивает потребителей самыми разнообразными товарами, в т. ч. и электрической энергией. Как и вся товарная продукция, предназначенная для реализации, электроэнергия должна обладать качеством, обеспечивающим нормальную обстановку для работы как электроприемников потребителей, так и различного электротехнического оборудования систем электроснабжения.

Для электроэнергии качество следует рассматривать как оценку величин определенных, установленных нормативными документами характеристик данной энергии, контролируемых в точках ее передачи различным потребителям. Данные точки могут располагаться в электрических сетях различного класса напряжения, входящих в состав систем электроснабжения общего назначения, работающих на переменном токе частотой 50 Гц [1]. Конкретное положение этих точек устанавливается в документах, регламентирующих отношения между поставщиком электроэнергии и потребителем.

Обоснование вывода о выполнении требований к качеству электроэнергии производится с использованием значений показателей качества электроэнергии, определенных для нормируемых параметров напряжения в системах электроснабжения [1, 2]. Величины данных параметров должны измеряться в точках передачи электроэнергии, при работе систем электроснабжения они изменяются по времени. Возникновение этих изменений происходит из-за действия различных факторов, например:

– непостоянство во времени электрических нагрузок различных потребителей электроэнергии;

– широкое применение различных электронных преобразователей;

– возникновение бросков и провалов напряжения при различных коммутационных процессах в электрических сетях [2–4].

Также к причинам нарушения качества электроэнергии относятся быстрые изменения или же колебания напряжения, возникающие чаще всего при работе электроприемников, имеющих резкопеременный или неспокойный характер работы, например, сварочные установки. Существование заметных по величине колебаний напряжения в электрических сетях приводит к нежелательным последствиям. Наиболее сильно эти негативные последствия ощущаются в электрических сетях, к которым подключены системы электрического освещения. У световых приборов в этих сетях возникают быстрые по скорости и значительные по величине изменения светового потока, что создает неприятное для зрения человека мерцание света [5, 6].

Для Цитирования:
Бирюлин В. И., Куделина Д. В., Компьютерное моделирование поиска источников фликера в электрических сетях*. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2023;4.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: