По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.311

Повышение качества электроэнергии в сетях электроснабжения

Степанов В.С. д-р техн. наук, профессор, кафедра электроснабжения и электротехники, Иркутский национальный исследовательский технический университет, г. Иркутск
Солонина Н.Н. канд. техн. наук, доцент, кафедра электроснабжения и электротехники, Иркутский национальный исследовательский технический университет, г. Иркутск
Суслов К.В. канд. техн. наук, доцент, кафедра электроснабжения и электротехники, Иркутский национальный исследовательский технический университет, г. Иркутск

На сегодняшний день известен ряд способов повышения качества электрической энергии в распределительных и магистральных сетях. Однако все эти методы решают данную задачу с отсрочкой по времени. В статье предлагается процедура непрерывного распределенного мониторинга качества электрической энергии, в частности несинусоидальности формы питающего напряжения. Данный метод основан на использовании инфраструктуры PMU для непрерывного получения информации о мгновенных значениях токов и напряжений. В качестве первичного средства измерения для контроля уровня и направления гармоник в различных сечениях энергосистемы предлагается использовать интеллектуальный счетчик, предложенный ранее авторами. Указанная процедура осуществляется в режиме текущего времени, и благодаря этому происходит непрерывная настройка системы электроснабжения на режим, близкий к оптимальному, с точки зрения содержания высших гармоник в питающем напряжении в выбранных точках присоединения.

Литература:

1. Suslov K.V., Solonina N.N., Stepanov V.S. A principle of power quality control in the intelligent distribution networks // International Symposium on Smart Electric Distribution Systems and Technologies EDST 2015. – С. 131–137.

2. Arrillaga J. Power system harmonics /J. Arrillaga, N.R. Watson. – 2nd.ed. – Chichester: Wiley, 2003. – 670 p.

3. Смирнов С.С. Высшие гармоники в сетях высокого напряжения. – Новосибирск: Наука, 2010. – 327 с.

4. Smirnov A.S., Solonina N.N., Suslov K.V. Separate measurement of fundamental and high harmonic energy at consumer inlet - a way to enhancement of electricity use efficiency // International Conference on Power System Technology (PowerCon 2010).

5. Wu Z., Zora L.T., Phadke A.G. Simultaneous transmission line parameter and PMU measurement calibration // Power & Energy Society General Meeting IEEE – 2015. – P. 450–458.

6. Nuthalapati S., Phadke A. Managing the Grid: Using Synchrophasor Technology // Power and Energy Magazine, IEEE. – 2015. – V. 13. – Is. 5. – P. 340–348.

7. Suslov K.V., Solonina N.N., Smirnov A.S. Distributed filtering of high harmonics in Smart Grid // CIGRE Bologna Symposium - The Electric Power System of the Future: Integrating Supergrids and Microgrids. – 2011. – P. 230–238.

8. Суслов К.В., Солонина Н.Н., Смирнов А.С. Перспективный путь снижения высших гармоник в питающей сети // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2012. – № 6. – С. 52–53.

9. Sood V.K. HVDC and FACTS Controllers. Applications of Static Converters in Power Systems. – Springer, 2004. – 450 p.

Гармонические колебания N-х порядков (грамоники), вызванные нелинейной нагрузкой, приводят ко многим негативным последствиям. Гармоники напряжения и тока оказывают влияние на элементы систем электроснабжения и линии связи.

Основными формами воздействия гармоник на системы электроснабжения являются увеличение токов и напряжений гармоник вследствие параллельного и последовательного резонансов, снижение эффективности процессов генерации, передачи, использования электроэнергии, старение изоляции электрооборудования и сокращение вследствие этого срока его службы, ложная работа оборудования.

Дополнительные потери – одно из самых отрицательных явлений, вызываемых гармониками во вращающихся машинах. Они приводят к повышению общей температуры машины и местным перегревам, наиболее вероятным в роторе.

Гармоники тока в линиях приводят к дополнительным потерям электроэнергии и напряжения. В кабельных линиях гармоники напряжения увеличивают воздействие на диэлектрик. Это, в свою очередь, увеличивает число повреждений кабеля и стоимость ремонтов. Ускоряется старение изоляции проводов и кабеля. В линиях сверхвысокого напряжения гармоники напряжения по той же причине могут вызывать увеличение потерь на корону. Гармоники значительно повышают потери из-за увеличения вихревых токов в силовых трансформаторах. При росте потерь вырастает и фактическая рабочая температура трансформатора, что значительно сокращает срок его службы. Ускоряется износ, происходит вспучивание и преждевременное разрушение конденсаторов установок компенсации реактивной мощности. Устройства защиты обычно реагируют на напряжение или ток основной частоты, а все гармоники в переходном режиме либо отфильтровываются, либо не воздействуют на устройство. Произвольно срабатывают предохранители и автоматические выключатели вследствие их внутреннего дополнительного нагрева.

Возрастает вероятность резонансных коммутационных перенапряжений, приводящих к преждевременному выходу из строя электронного оборудования.

Для Цитирования:
Степанов В.С., Солонина Н.Н., Суслов К.В., Повышение качества электроэнергии в сетях электроснабжения. Оперативное управление в электроэнергетике: подготовка персонала и поддержание его квалификации. 2016;3.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: