Книга: Данилов Г. А., Денчик Ю. М., Иванов М. Н., Ситников Г. В. «Повышение качества функционирования линий электропередачи»
|
|
В монографии рассматривается проблема повышения качества функционирования линий электропередачи высокого напряжения. Излагаются научно-технические основы кондуктивных низкочастотных электромагнитных помех, обусловленных нарушениями качества электроэнергии. Рассматриваются алгоритмы расчётов этих помех. С системных позиций анализируются результаты экспериментальных исследований электромагнитной обстановки в сетях от 6 до 220 кВ. Представлена концепция повышения качества функционирования линий электропередачи. Содержание:Предисловие...... 11 Глава 1. Классификация электромагнитной обстановки, электромагнитных помех и их источников. Механизмы связи...... 17 1. 1. Взаимосвязь нормируемых понятий, терминов и определений...... 17 1. 2. Электромагнитная обстановка на объектах электроэнергетики...... 23 1. 3. Источники электромагнитных излучений...... 27 1. 3. 1. Природные источники...... 27 1. 3. 2. Антропогенные (техногенные) источники электромагнитных помех...... 40 1. 4. Классификация электромагнитных помех...... 46 1. 5. Каналы распространения электромагнитных помех...... 53 1. 6. Основные характеристики электромагнитных помех...... 63 Глава 2. Содержание проблемы повышения качества функционирования линий электропередачи...... 67 2. 1. Жизнеобеспечивающий аспект электроэнергетики как отрасли экономики страны (региона)...... 67 2. 2. Состояние воздушных линий электропередачи...... 72 2. 3. Условия нормированного технологического расхода электроэнергии на её транспорт...... 76 2. 4. Приоритетные направления развития и совершенствования эксплуатации электрических сетей среднего напряжения...... 83 2. 5. Пути повышения качества функционирования линий электропередачи...... 93 Глава 3. Электрическая мощность в линии электропередачи при несинусоидальных и несимметричных режимах...... 96 3. 1. Постановка задачи...... 96 3. 2. Реактивная мощность источника электроэнергии в линии электропередачи...... 97 3. 3. Влияния гармонического воздействия на баланс полной мощности в симметричной сети...... 109 3. 4. Взаимосвязь высших гармонических составляющих с симметричными составляющими трёхфазных несимметричных систем напряжений и токов...... 116 3. 5. Составляющие полной мощности несимметричной трёхфазной сети при несинусоидальных токах и напряжениях...... 123 Глава 4. Теоретические основы кондуктивных низкочастотных электромагнитных помех в системах электроснабжения общего назначения...... 128 4. 1. Причины возникновения кондуктивных низкочастотных электромагнитных помех...... 128 4. 2. Измерение показателей качества электроэнергии, обусловливающих появление кондуктивных низкочастотных электромагнитных помех...... 135 4. 3. Критерий качества функционирования систем электроснабжения общего назначения...... 143 4. 3. 1. Показатели качества электроэнергии как критерии качества функционирования технических средств...... 143 4. 3. 2. Критерий качества функционирования линий электропередачи при искажениях напряжения и частоты...... 151 4. 3. 3. Классификация критериев качества функционирования систем электроснабжения общего назначения...... 159 4. 4. Концепция повышения качества функционирования несимметричных систем электроснабжения общего назначения при гармоническом воздействии...... 161 Глава 5. Кондуктивная низкочастотная электромагнитная помеха по отклонению частоты в региональной электроэнергетической системе...... 168 5. 1. Причины отклонения частоты напряжения в электроэнергетической системе...... 168 5. 2. Алгоритм определения кондуктивной электромагнитной помехи по отклонению частоты...... 175 5. 3. Экспериментальное исследование качества функционирования региональной электроэнергетической системы при дефиците генерирующих мощностей...... 180 5. 4. Регулирующий аспект управления разгрузкой электроэнергетической системы для подавления кондуктивной электромагнитной помехи по отклонению частоты...... 183 Глава 6. Кондуктивная низкочастотная электромагнитная помеха по установившемуся отклонению напряжения в системе электроснабжения общего назначения напряжением выше 1 кВ...... 188 6. 1. Отклонение напряжения как вид искажения качества электроэнергии...... 188 6. 2. Алгоритм определения кондуктивной низкочастотной электромагнитной помехи по установившемуся отклонению напряжения...... 203 6. 3. Экспериментальное исследование качества функционирования систем электроснабжения общего назначения по установившемуся отклонению напряжения...... 208 6. 3. 1. Электрическая сеть 110 кВ...... 208 6. 3. 2. Электрическая сеть 220 кВ...... 212 6. 3. 3. Электрическая сеть 35 кВ...... 215 6. 3. 4. Электрическая сеть 10 кВ...... 219 6. 4. Методика повышения качества функционирования электрических сетей общего назначения напряжением выше 1 кВ...... 223 Глава 7. Электромагнитная совместимость при изменениях напряжения в электрической сети общего назначения до 1 кВ...... 230 7. 1. Электрическая сеть общего назначения напряжением до 1 кВ как рецептор...... 230 7. 2. Рекомендации по обеспечению электромагнитной совместимости технических средств в типовых сетях напряжением до 1 кВ...... 234 7. 3. Концепция зонного ограничения перенапряжений в электрических сетях общего назначения напряжением до 1 кВ...... 242 7. 4. Повышение электро- и пожаробезопасности электроустановок напряжением до 1 кВ...... 247 7. 4. 1. Общая характеристика электроустановок по условиям электро- и пожаробезопасности...... 247 7. 4. 2. Устройство защитного отключения как нормированная электро- и пожарозащитная мера в сетях напряжением до 1 кВ...... 251 7. 4. 3. Схемы включения устройства защитного отключения в различные системы электроснабжения...... 258 7. 4. 4. Особенности установки и настройки устройств защитного отключения в зависимости от местных условий...... 262 Глава 8. Кондуктивные низкочастотные электромагнитные помехи в системах электроснабжения общего назначения при несинусоидальном напряжении...... 265 8. 1. Несинусоидальность напряжения как вид искажения...... 265 8. 2. Возможное предельное гармоническое воздействие вентильных преобразователей на электрическую сеть...... 272 8. 3. Алгоритм определения кондуктивной низкочастотной электромагнитной помехи по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения...... 280 8. 4. Алгоритм определения кондуктивной низкочастотной электромагнитной помехи по коэффициенту и-й гармонической составляющей напряжения...... 284 8. 5. Экспериментальное исследование качества функционирования электрической сети 10 кВ при несинусоидальном напряжении...... 289 8. 5. 1. Кондуктивная низкочастотная электромагнитная помеха по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения...... 290 8. 5. 2. Кондуктивная низкочастотная электромагнитная помеха по коэффициенту и-й гармонической составляющей напряжения...... 294 8. 6. Критерий распространения кондуктивной низкочастотной электромагнитной помехи по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения в смежных электрических сетях...... 296 8. 7. Расчётное обоснование подавления кондуктивных низкочастотных электромагнитных помех, обусловленных несинусоидальностью напряжения...... 301 Глава 9. Помехозащищённость электрических сетей от гармонического воздействия...... 309 9. 1. Недопустимые помехи в электрических сетях при несинусоидальном напряжении...... 309 9. 2. Гармоническое воздействие на ток металлического замыкания фазы на землю в сети 10 кВ с изолированнной нейтралью...... 316 9. 3. Системный подход к выбору структуры фильтра высшей гармонической составляющей тока...... 324 9. 4. Помехозащищённость промышленной сети напряжением выше ІкВс нелинейной нагрузкой...... 329 9. 5. Помехозащищённость офисных и производственных электрических сетей до 1 кВ при несинусоидальном напряжении...... 335 Глава 10. Кондуктивная низкочастотная электромагнитная помеха в электрической сети по коэффициенту несимметрии напряжений по обратной последовательности...... 338 10. 1. Несимметрия напряжений по обратной последовательности как вид искажения...... 338 10. 2. Алгоритм определения кондуктивной низкочастотной электромагнитной помехи по коэффициенту несимметрии напряжений по обратной последовательности...... 342 10. 3. Экспериментальное исследование критерия качества функционирования электрической сети 110 кВ при несимметрии напряжений...... 345 10. 4. Расчётное обеспечение подавления кондуктивной низкочастотной электромагнитной помехи по коэффициенту несимметрии напряжений по обратной последовательности...... 350 Глава 11. Коммутационные импульсные напряжения на присоединении 10 кВ с вакуумным выключателем...... 354 11. 1. Коммутационные импульсные напряжения в электрических сетях среднего напряжения как вид искажения напряжения...... 354 11. 2. Ретроспективный анализ возникновения коммутационных импульсных напряжений при коммутации вакуумным выключателем индуктивной нагрузки...... 359 11. 3. Система осциллографирования возмущений напряжения на присоединении 10 кВ при коммутации вакуумным выключателем индуктивной нагрузки...... 365 11. 4. Результаты экспериментальных измерений коммутационных импульсных напряжений...... 369 Глава 12. Коммутационные импульсные напряжения в сети собственных нужд 6 кВ тепловой электростанции, работающей на твёрдых сортах каменного угля...... 375 12. 1. Технология переработки энергоносителя как источник искажения напряжения...... 375 12. 2. Кондуктивная низкочастотная электромагнитная помеха по коммутационному импульсному напряжению, возникающему при коммутации высоковольтного асинхронного двигателя с заторможенным ротором...... 377 12. 2. 1. Электромагнитный процесс при коммутации высоковольтного асинхронного двигателя...... 377 12. 2. 2. Экспериментальные исследования коммутационных импульсных напряжений...... 382 12. 2. 3. Определение кондуктивной низкочастотной электромагнитной помехи по коммутационному импульсному напряжению...... 389 12. 3. Влияние кондуктивной низкочастотной помехи по коммутационному импульсному напряжению на изоляцию присоединений РУ 6 кВ...... 394 12. 3. 1. Статистическая оценка и анализ надёжности изоляции присоединений РУ 6 кВ с высоковольтными двигателями...... 394 12. 3. 2. Закон распределения времени безотказной работы изоляции присоединений РУ 6 кВ...... 404 12. 3. 3. Эмпирическая математическая модель влияния кондуктивной низкочастотной электромагнитной помехи по коммутационному импульсному напряжению на изоляцию присоединений РУ 6 кВ...... 411 Глава 13. Коммутационные импульсные напряжения при замыканиях фаз на землю в сети 10 кВ...... 414 13. 1. Электрическая схема измерений...... 414 13. 2. Экспериментальное исследование переходных процессов при однофазных и двухфазных замыканиях на землю в сети 10 кВ с изолированной нейтралью...... 416 13. 2. 1. Осциллограммы фазных напряжений и полного тока однофазного металлического замыкания на землю...... 416 13. 2. 2. Осциллограммы фазных напряжений и полного тока при дуговых однофазных и двухфазных замыканий на землю...... 421 13. 3. Исследование эффективности подавления кондуктивной низкочастотной электромагнитной помехи по коммутационному импульсному напряжению в верхнем плече сдвоенного токоограничивающего реактора при заземлении нейтрали сети через резистор...... 431 Глава 14. Разработка электросетевых конструкций...... 441 14. 1. Вопросы надёжности элетроэнергетических объектов...... 441 14. 2. Системный подход к надёжности элементов систем электроснабжения...... 447 14. 3. Варисторы и нелинейные ограничители перенапряжений на их основе...... 456 14. 4. Высокоомные резисторы, заземляющие нейтрали сетей среднего напряжения...... 467 14. 5. Эффективность использования опор воздушных линий электропередачи напряжением выше 1 кВ...... 478 Глава 15. Технология повышения качества функционирования линий электропередачи...... 482 15. 1. Концепция финансовых расходов, обеспечивающих качественное функционирование линий электропередачи...... 482 15. 2. Тариф на электроэнергию как параметр в задаче ввода в допустимый режим работы региональной электроэнергетической системы...... 489 15. 3. Алгоритм расчёта штрафной функции при появлении в сети кондуктивной низкочастотной электромагнитной помехи по отклонению частоты...... 494 15. 4. Алгоритм расчёта штрафных функций при кондуктивных низкочастотных электромагнитных помехах, обусловленных различными видами искажений напряжения...... 496 15. 5. Отличительные особенности изложенной технологии повышения качества функционирования линий электропередачи...... 498 Список литературы...... 499 Приложения...... 518 Приложение А. Разработки по повышению надёжности элементов воздушных линий электропередачи...... 518 Приложение Б. Оксидноцинковые варисторы для нелинейных ограничителей перенапряжений...... 537 Приложение В. Устройство гашения поля генератора...... 547 Издательство: "Директ-Медиа" (2015)
ISBN: 9785447558598 |
