Оценка влияния потребителей на искажение напряжения в электрической сети

46

к

а

ч

е

с

т

в

о

 э

л

е

к

т

р

о

э

н

е

р

г

и

и

качество электроэнергии

Оценка влияния 
потребителей на 
искажение напряжения 
в электрической сети

УДК

 621.311

Висящев

 

А

.

Н

.,

к

.

т

.

н

., 

профессор

 

кафедры

 

Электрических

 

станций

, 

сетей

 

и

 

систем

 

ФГБОУ

 

ВО

 «

ИРНИТУ

»

Федосов

 

Д

.

С

.,

к

.

т

.

н

., 

доцент

 

кафедры

 

Электрических

 

станций

, 

сетей

 

и

 

систем

 

ФГБОУ

 

ВО

 «

ИРНИТУ

»

В

 

статье

 

рассматривается

 

вопрос

 

оценки

 

влияния

 

потребителей

 

на

 

несинусоидальность

 

и

 

несимметрию

 

напряжений

 

в

 

электри

-

ческой

 

сети

. 

Показано

, 

что

 

невозможно

 

корректно

 

выделить

 

не

 

зависящий

 

от

 

других

 

потребителей

 

долевой

 

вклад

 

электро

-

приемников

 

k

-

го

 

потребителя

 

в

 

напряжение

 

n

-

й

 

гармонической

 

составляющей

 

или

 

обратной

 

последовательности

 

в

 

узле

 

сети

. 

Предложен

 

способ

 

оценки

 

влияния

 

потребителей

 

на

 

искаже

-

ние

 

напряжения

 

по

 

характеристикам

 

автономного

 

напряжения

 

искажения

 

и

 

коэффициента

 

влияния

. 

Разработаны

 

способы

 

предварительной

 

обработки

 

измеряемых

 

токов

 

и

 

напряжений

, 

позволяющие

 

определять

 

данные

 

параметры

 

в

 

режиме

 

реаль

-

ного

 

времени

 

без

 

выполнения

 

специальных

 

переключений

 

в

 

электрической

 

сети

. 

Представлены

 

результаты

 

эксперимен

-

тальной

 

оценки

 

влияния

 

реальных

 

нагрузок

 

в

 

электрической

 

сети

 

на

 

несинусоидальность

 

напряжения

.

Ключевые

 

слова

:

качество

 

электро

-

энергии

, 

несимметрия

 

напряжений

, 

несинусо

-

идальность

 

напряже

-

ний

, 

высшие

 

гармоники

, 

долевые

 

вклады

Keywords:

power quality, voltage 
unbalance, voltage 
unsinusoidality, higher 
harmonics, contribution 
to distortion level

С

огласно

 

ГОСТ

 32144-2013 [1], 

к

 

чис

-

лу

 

основных

 

показателей

 

качества

 

электрической

 

энергии

 

среди

 

прочих

 

относятся

:

• 

суммарный

 

коэффициент

 

гармонических

 

со

-

ставляющих

 

напряжения

 

K

U

;

• 

коэффициент

 

n

-

й

 

гармонической

 

составляю

-

щей

 

напряжения

 

K

U

(

n

)

;

• 

коэффициент

 

несимметрии

 

напряжений

 

по

 

обратной

 

последовательности

 

K

2

U

;

• 

коэффициент

 

несимметрии

 

напряжений

 

по

 

нулевой

 

последовательности

 

K

0

U

.

Виновниками

 

появления

 

несинусоидаль

-

ности

 

напряжения

 

и

 

несимметрии

 

трехфазной

 

системы

 

напряжений

 

являются

 

соответственно

 

потребители

 

с

 

нелинейными

 

и

 

несимметричны

-

ми

 

нагрузками

 [2]. 

В

 

этой

 

связи

 

возникает

 

про

-

блема

 

определения

 

долевых

 

вкладов

 

каждого

 

из

 

потребителей

, 

подключенных

 

к

 

точке

 

общего

 

присоединения

  (

ТОП

), 

в

 

искажение

 

напряже

-

ния

. 

Решение

 

данной

 

проблемы

 

было

 

изложе

-

но

 

в

 

директивных

 

документах

 [3] 

по

 

контролю

 

и

 

анализу

 

качества

 

электроэнергии

. 

Согласно

 

этим

 

документам

, 

для

 

количественной

 

оценки

 

величины

 

вносимых

 

потребителем

 

искажений

 

определялся

 

его

 

вклад

 

в

 

напряжение

 

искаже

-

ния

, 

который

 

сравнивался

 

с

 

допустимым

 

вкла

-

дом

.

Ключевая

 

фраза

 

в

 

приведенном

 

выше

 

под

-

ходе

 — «

долевой

 

вклад

». 

Известно

, 

что

 

исполь

-

зовать

 

понятие

 «

вклад

» 

допустимо

 

лишь

 

в

 

том

 

47

случае

, 

если

 

напряжение

 

искажения

 

обладает

 

свой

-

ством

 

аддитивности

. 

Аддитивность

 — 

это

 

свойство

 

величины

, 

состоящее

 

в

 

том

, 

что

 

значение

 

величины

, 

соответствующее

 

целому

 

объекту

, 

равно

 

сумме

 

зна

-

чений

 

величин

, 

соответствующих

 

его

 

частям

, 

неза

-

висимо

 

от

 

способа

 

деления

. 

Примерами

 

аддитивных

 

величин

 

являются

 

объем

, 

масса

 

физического

 

тела

. 

Неаддитивная

 

величина

 — 

это

, 

к

 

примеру

, 

поверх

-

ность

 

тела

.

Покажем

 

на

 

примере

, 

что

 

напряжение

 

искажения

 

аддитивностью

 

не

 

обладает

. 

Пусть

 

имеется

 

точка

 

общего

 

присоединения

 (

ТОП

), 

к

 

которой

 

подключены

 

4 

субъекта

 (

рисунок

 1).

В

 

схеме

 

замещения

 

İ

1

, 

İ

2

, 

İ

3

, 

İ

4

 — 

источники

 

тока

 

искажений

  (

тока

 

гармонических

 

составляющих

 

или

 

тока

 

обратной

 

последовательности

), 

определенные

 

для

 

интервала

 

усреднения

 3 

с

; 

Y

1

, 

Y

2

, 

Y

3

, 

Y

4

 — 

прово

-

димости

 

источников

 

тока

. 

Следует

 

отметить

, 

что

 

дан

-

ной

 

схемой

 

замещения

 

могут

 

быть

 

представлены

 

как

 

потребители

, 

так

 

и

 

энергоснабжающая

 

организация

. 

Пусть

 

участники

 

системы

 

электроснабжения

 (

потре

-

бители

) 

имеют

 

следующие

 

параметры

:

İ

1

 = 50 

А

, 

İ

2

 = 30 

А

, 

İ

3

 = –10 

А

, 

İ

1

 = 10 

А

;

Y

1

 = 1 

См

, 

Y

2

 = 2 

См

, 

Y

3

 = 4 

См

, 

Y

4

 = 3 

См

.

Тогда

 

напряжение

 

искажения

 

в

 

ТОП

 

равно

:

 

İ

1

 + 

İ

2

 + 

İ

3

 + 

İ

4

 20

e

j

0°

 

А

U

∙

 = — = — = 2 

В

.

 

Y

1

 + 

Y

2

 + 

Y

3

 + 

Y

4

 10 

См

Отключим

 

секционный

 

выключатель

. 

Напряжения

 

искажения

 

на

 

секциях

 

шин

:

 

İ

1

 + 

İ

3

 40 

А

 

U

I

СШ

 = 

| 

—

 |

 = — = 8 

В

; 

 

Y

1

 + 

Y

3

 5 

См

 

İ

2

 + 

İ

4

 20 

А

 

U

II

СШ

 = 

| 

—

 |

 = — = 4 

В

. 

 

Y

2

 + 

Y

4

 5 

См

Итак

, 

мы

 

убедились

, 

что

 

полученные

 

напряжения

 

в

 

сумме

 

не

 

дают

 

напряжения

 

в

 

ТОП

 

при

 

включенном

 

СВ

. 

Следовательно

, 

напряжение

 

искажения

 

аддитив

-

ностью

 

не

 

обладает

. 

По

 

этой

 

причине

 

говорить

 

о

 

до

-

левых

 

вкладах

 

потребителей

 

в

 

ТОП

 

некорректно

.

Далее

 

рассмотрим

 

способ

 

качественной

 

и

 

ко

-

личественной

 

оценки

 

влияния

 

потребителей

 

на

 

ис

-

кажение

 

напряжения

 [4, 5], 

учитывая

, 

что

 

напряже

-

ние

 

не

 

обладает

 

свойством

 

аддитивности

. 

В

 

общем

 

случае

 

для

 

N

 

потребителей

 

напряжение

 

искажения

 

в

 

ТОП

 

определяется

 

по

 

выражению

:

 

İ

1

 + 

İ

2

 + ... + 

İ

k

 +...+ 

İ

N

 



N
k

 = 1

 

İ

k

 

U

∙

 = — = —. (1)

 

Y

1

 + 

Y

2

 + ... + 

Y

k

 +...+ 

Y

N

 



N
k

 = 1

 

Y

k

Как

 

видим

, 

все

 

потребители

 

и

 

энергоснабжающая

 

организация

 

изменяют

 

и

 

числитель

, 

и

 

знаменатель

 

этого

 

выражения

, 

следовательно

, 

влияют

 

на

 

величи

-

ну

 

искажения

.

Поскольку

 

в

 [1] 

установлены

 

нормы

 

для

 

модуля

 

напряжения

 

искажения

, 

следует

 

перейти

 

от

 

вектора

 

напряжения

 

в

 (1) 

к

 

модулю

. 

Также

 

анализ

 

значитель

-

но

 

упростится

, 

если

 

от

 

сумм

 

векторов

 

токов

 

иска

-

жения

 

в

 

числителе

 

и

 

проводимостей

 

в

 

знаменателе

 

выражения

 (1) 

перейти

 

к

 

сумме

 

соответствующих

 

модулей

. 

Для

 

корректного

 

преобразования

 

введем

 

обозначения

:

 

İ

Г



 = 

İ

1

 + 

İ

2

 + ... + 

İ

k

 +...+ 

İ

N

 = 



N
k

 = 1

 

İ

k

; 

 

Y

Г



 = 

Y

1

 + 

Y

2

 + ... + 

Y

k

 +...+ 

Y

N

 = 



N
k

 = 1

 

Y

k

; 

 

I

А



 = 

I

1

 + 

I

2

 + ... + 

I

k

 +...+ 

I

N

 = 



N
k

 = 1

 

I

k

; 

(2)

 

Y

А



 = 

Y

1

 + 

Y

2

 + ... + 

Y

k

 +...+ 

Y

N

 = 



N
k

 = 1

 

Y

k

, 

где

 

İ

Г



 

и

 

Y

Г



 — 

геометрические

 

суммы

 

токов

 

искажения

 

и

 

проводимостей

 

соответственно

; 

I

А



 

и

 

Y

А



 — 

арифме

-

тические

 

суммы

 

токов

 

искажения

 

и

 

проводимостей

 

соответственно

. 

Обозначим

 

также

:

 

K

CI

 = | 

İ

Г



| / 

I

А



; 

K

CY

 = | 

Y

Г



| / 

Y

А



,  

(3)

где

 

K

CI

, 

K

CY

 — 

коэффициенты

 

совпадения

 

по

 

фазе

 

соответственно

 

токов

 

и

 

проводимостей

. 

Из

 

выраже

-

ний

 (3) 

получаем

:

 | 

İ

Г



| = 

K

CI

 · 

I

А



; | 

Y

Г



| = 

K

CY

 · 

Y

А



.  

(4)

С

 

учетом

 (1) 

и

 (4) 

запишем

 

выражение

 

для

 

моду

-

ля

 

напряжения

 

искажения

 

в

 

ТОП

:

 

K

CI

 · 

I

А



 

U

 

 = —. (5)

 

K

CY

 · 

Y

А



Введем

 

понятие

 

коэффициента

 

выгодности

:

 

K

ВЫГ

 = 

K

CY

 / 

K

CI

.  

(6)

Тогда

 

из

 (5) 

получаем

:

 

1 

I

А



 

U

 

 = — · —. (7)

 

K

ВЫГ

 

Y

А



Таким

 

образом

, 

осуществлен

 

переход

 

от

 

записи

 

комплекса

 

напряжения

 

через

 

суммы

 

векторов

 

токов

 

искажения

 

и

 

проводимостей

 (1) 

к

 

выражению

 

модуля

 

напряжения

 

через

 

суммы

 

модулей

 

токов

 

искажения

 

и

 

проводимостей

 (7).

Условием

 

допустимости

 

режима

 

по

 

напряжению

 

искажения

 

является

 

неравенство

:

 

U

 

≤

 

U

ДОП

, (8)

где

 

U

ДОП

 — 

допустимая

 

по

 [1] 

величина

 

напряжения

 

n

-

й

 

гармонической

 

составляющей

 

или

 

напряжения

 

обратной

 

последовательности

. 

С

 

учетом

 (2) 

и

 (7) 

можно

 

записать

:

 

1

 

I

1

 + 

I

2

 + ... + 

I

k

 +...+ 

I

N

 

— · — 

≤

 

U

ДОП

. (9)

 

K

ВЫГ

  Y

1

 + 

Y

2

 + ... + 

Y

k

 +...+ 

Y

N

1

I

1

Y

2

I

2

Y

3

I

3

Y

4

I

4

Y

U

3

T

I

1

T

I

4

T

I

2

T

I

СВ

I СШ

II СШ

Рис

. 1. 

Схема

 

замещения

 

субъектов

, 

подключенных

 

к

 

ТОП

№

 3 (48) 2018

48

После

 

преобразования

 (9) 

получаем

, 

что

:

(

K

ВЫГ

U

ДОП

Y

1

 – 

I

1

) + (

K

ВЫГ

U

ДОП

Y

1

 – 

I

1

) +

 

+ ... + (

K

ВЫГ

U

ДОП

Y

N

 – 

I

N

) 

≥

 0. 

(10)

Достаточным

 

условием

 

соблюдения

 

неравен

-

ства

 (10) 

будет

 

неотрицательность

 

каждого

 

из

 

чле

-

нов

 

суммы

. 

Таким

 

образом

, 

для

 

k

-

го

 

потребителя

 

можно

 

записать

:

 

K

ВЫГ

U

ДОП

Y

k

 – 

I

k

 

≥

 0. 

(11)

Отсюда

 

получаем

 

условие

 

допустимости

 

искаже

-

ния

:

 

I

k 

 / (

K

ВЫГ

Y

k

) 

≤

 

U

ДОП

. (12)

Обозначим

 

I

k 

 / 

Y

k

 = 

U

k

АВТ

, 

где

 

U

k

АВТ

 — 

автономное

 

напряжение

 

искажения

, 

создаваемое

 

k

-

м

 

потреби

-

телем

. 

Тогда

 

условие

 

выполнения

 

неравенства

 (12) 

примет

 

вид

:

 

U

k

АВТ

 / 

K

ВЫГ

 

≤

 

U

ДОП

. (13)

Обозначим

 

U

k

АВТ

 / 

K

ВЫГ

 = 

U

k

АВТ

.

КОРР

, 

где

 

U

k

АВТ

.

КОРР

 — 

скорректированное

 

с

 

учетом

 

работы

 

других

 

потре

-

бителей

 

автономное

 

напряжение

 

искажения

. 

Тогда

 

условие

 (13) 

можно

 

записать

:

 

U

k

АВТ

.

КОРР

 

≤

 

U

ДОП

. (14)

Данное

 

выражение

 

позволяет

 

ответить

 

на

 

вопрос

, 

является

 

ли

 

допустимым

 

влияние

 

k

-

го

 

потребителя

 

на

 

искажение

 

напряжения

 

в

 

ТОП

.

Абсолютным

 

критерием

 

допустимости

 

искаже

-

ний

, 

вносимых

 

каждым

 

k

-

м

 

потребителем

, 

является

 

условие

 

при

 

коэффициенте

 

K

ВЫГ

 = 1: 

 

U

k

АВТ

 

≤

 

U

ДОП

. (15)

Для

 

количественной

 

оценки

 

влияния

 

k

-

го

 

потреби

-

теля

 

на

 

искажение

 

напряжения

 

в

 

ТОП

 

введем

 

поня

-

тие

 

коэффициента

 

влияния

:

 

U

ДОП

 – 

U

k

АВТ

.

КОРР

 

U

k

АВТ

.

КОРР

 

K

ВЛ

k

 = — = 1 – —. (16)

 

U

ДОП

 

U

ДОП

Если

 

K

ВЛ

k

 

≥

 0, 

то

 

k

-

й

 

потребитель

 

оказывает

 

допустимое

 

влияние

 

на

 

напряжение

 

искажения

 

в

 

ТОП

. 

Если

 

K

ВЛ

k

 

< 0, 

то

 

k

-

й

 

потребитель

 

оказывает

 

не

 

до

 

пус

 

ти

 

мое

 

влияние

 

на

 

напряжение

 

искажения

 

в

 

ТОП

.

Итак

, 

стало

 

возможным

 

ответить

 

на

 

вопрос

, 

явля

-

ется

 

ли

 

допустимым

 

влияние

 

потребителя

 

на

 

иска

-

жение

 

напряжения

. 

Более

 

того

, 

можно

 

количествен

-

но

 

оценить

 

это

 

влияние

 

с

 

помощью

 

коэффициента

 

влияния

.

Чтобы

 

воспользоваться

 

предлагаемой

 

мето

-

дикой

, 

необходимо

 

знать

 

комплексные

 

величины

 

токов

 

искажения

 

İ

k

 

и

 

проводимостей

 

Y

k

 

каждого

 

k

-

го

 

потребителя

. 

В

 

проектной

 

постановке

 

для

 

приближенной

 

оценки

 

влияния

 

потребителей

 

на

 

искажения

 

напряжения

 

эти

 

параметры

 

могут

 

быть

 

взяты

 

из

 

проекта

 

электроснабжения

. 

По

 

этим

 

дан

-

ным

 

можно

 

определить

 

средние

 

значения

 

токов

 

искажения

, 

проводимостей

 

и

 

напряжений

 

иска

-

жения

.

Если

 

же

 

мы

 

имеем

 

дело

 

с

 

действующим

 

энерго

-

объектом

, 

то

 

все

 

токи

 

искажения

 

и

 

проводимости

 

непрерывно

 

и

 

независимо

 

изменяются

. 

При

 

этом

 

параметры

 

потребителей

 

необходимо

 

определять

 

с

 

той

 

же

 

дискретностью

, 

что

 

и

 

показатели

 

каче

-

ства

 

электроэнергии

, 

характеризующие

 

несину

-

соидальность

 

и

 

несимметрию

 

напряжений

 

в

 

соот

-

ветствии

 

с

 [1]. 

Необходим

 

непрерывный

 

контроль

 

всех

 

величин

, 

по

 

которым

 

можно

 

определить

 

на

-

пряжение

 

искажения

 

и

 

рассчитать

 

коэффициент

 

влияния

.

В

 

эквивалентной

 

схеме

 

ТОП

 (

рисунок

 2) 

представ

-

ляется

 

возможным

 

измерять

 

только

 

напряжение

 

ис

-

кажения

 

в

 

ТОП

 

U

∙

 

и

 

ток

 

İ

T

, 

текущий

 

от

 

ТОП

 

к

 

рассма

-

триваемому

 

k

-

му

 

потребителю

.

По

 

измерениям

 

напряжения

 

U

∙

 

и

 

тока

 

İ

T

 

в

 

двух

 

раз

-

личных

 

режимах

 

для

 

каждого

 

потребителя

 

рассчиты

-

ваются

 

величины

:

 

İ

"

T

 – 

İ

'

T

 

U

∙

'

İ

"

T

 – 

U

∙

"

İ

'

T

 

Y

изм

 = — ; 

İ

изм

 = —, (17)

 

U

∙

"

 – 

U

∙

'

 

U

∙

"

 – 

U

∙

'

где

 

U

∙

'

 

и

 

İ

'

T

 — 

напряжение

 

искажения

 

в

 

ТОП

 

и

 

ток

, 

текущий

 

от

 

ТОП

 

к

 

исследуемому

 

потребителю

, 

при

 

первом

 

измерении

; 

U

∙

"

 

и

 

İ

"

T

 — 

те

 

же

 

величины

 

при

 

втором

 

измерении

. 

Доказано

 [6], 

что

:

• 

если

 

за

 

время

 

между

 

измерениями

 

изменялись

 

параметры

 

любых

 

потребителей

, 

кроме

 

исследу

-

емого

, 

то

 

рассчитанные

 

ток

 

и

 

проводимость

 

будут

 

равны

 

току

 

искажения

 

и

 

проводимости

 

исследуе

-

мого

 

k

-

го

 

потребителя

:

Y

изм

 = 

Y

k

; 

İ

изм

 = 

I

k

;

• 

если

 

за

 

время

 

между

 

измерениями

 

изменялись

 

только

 

лишь

 

параметры

 

исследуемого

 

потреби

-

теля

, 

а

 

параметры

 

всех

 

остальных

 

субъектов

 

не

 

менялись

, 

то

 

рассчитанные

 

ток

 

и

 

проводимость

 

будут

 

равны

 

соответственно

 

суммарным

 

току

 

искажения

 

и

 

проводимости

 

остальных

 

потреби

-

телей

 

и

 

энергоснабжающей

 

организации

, 

взя

-

тым

 

с

 

противоположным

 

знаком

:

Y

изм

 = – 



N
m

 = 1 

Y

m

; 

İ

изм

 = – 



N
m

 = 1

 

İ

m

;

 

m

 

≠

 1 

m

 

≠

 1

• 

если

 

за

 

время

 

между

 

измерениями

 

изменялись

 

параметры

 

как

 

исследуемого

 

потребителя

, 

так

 

и

 

остальных

 

субъектов

, 

то

 

вычисленные

 

величи

-

ны

 

не

 

несут

 

полезной

 

информации

.

По

 

рассчитанным

 

параметрам

 

схем

 

замещения

 

могут

 

быть

 

определены

 

автономные

 

напряжения

 

ис

-

кажения

 

каждого

 

потребителя

 

и

 

рассчитаны

 

коэффи

-

циенты

 

влияния

:

 

K

ВЛ

k

 = 1 – (

U

k

АВТ

.

КОРР

 / 

U

ДОП

). 

Особенность

 

такого

 

определения

 

параметров

 

по

-

требителей

 

состоит

 

в

 

том

, 

что

 

погрешности

 

измере

-

ний

 

напряжения

 

искажения

 

и

 

тока

 

и

 

сами

 

эти

 

величи

-

ны

 

соизмеримы

 

друг

 

с

 

другом

.

Для

 

повышения

 

точности

 

экспериментального

 

определения

 

параметров

 

потребителей

 

разрабо

-

1

I

1

Y

C

I

C

Y

U

T

I

исследуемый участок СЭС

внешняя система

Рис

. 2. 

Эквивалентная

 

схема

 

замещения

 

субъектов

, 

под

-

ключенных

 

к

 

ТОП

КАЧЕСТВО

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

49

тан

 

комбинированный

 

алгоритм

 

предварительной

 

обработки

 

измеряемых

 

напряжений

 

и

 

токов

 

иска

-

жения

 [6, 7]. 

Предлагаемый

 

алгоритм

 

позволил

 

при

-

менить

 

метод

 

двух

 

измерений

 

в

 

условиях

, 

когда

 

по

-

грешности

 

измерения

 

превышают

 

полезный

 

сигнал

.

После

 

проверки

 

разработанного

 

алгоритма

 

на

 

математической

 

модели

 

электроэнергетической

 

си

-

стемы

 

проведены

 

натурные

 

испытания

 

на

 

реальных

 

энергообъектах

, 

в

 

частности

, 

на

 

присоединениях

:

• 

линейных

 

потребителей

  (

асинхронных

 

двигате

-

лей

, 

синхронных

 

генераторов

, 

шунтирующих

 

ре

-

акторов

 

и

 

др

.);

• 

нелинейных

 

потребителей

 (

выпрямительные

 

агре

-

гаты

 

алюминиевых

 

заводов

, 

асинхронные

 

двигате

-

ли

 

с

 

ЧР

, 

двигатели

 

постоянного

 

тока

, 

подключен

-

ные

 

через

 

выпрямители

, 

и

 

др

.);

• 

несимметричных

 

нагрузок

 (

нагрузок

 

тяговых

 

под

-

станций

);

• 

смешанных

 

нагрузок

.

Измерения

 

выполнялись

 

прибором

  «

Ресурс

-

UF2M» c 

интервалом

 

усреднения

 

измеряемых

 

величин

 0,16 

с

. 

В

 

таблице

 1 

представлены

 

резуль

-

таты

 

определения

 

параметров

 

схемы

 

замещения

 

и

 

характеристик

 

их

 

влияния

 

на

 

искажение

 

напря

-

жения

.

Погрешность

 

при

 

определении

 

параметров

 

по

-

требителей

, 

представленных

 

в

 

таблице

 1, 

составля

-

ет

 (1,5

−

7)%.

Табл

. 1. 

Результаты

 

определения

 

параметров

схемы

 

замещения

 

и

 

оценки

 

влияния

 

нагрузок

 

потребителей

 

на

 

искажения

 

напряжения

№ Описание

 

нагрузки

 

на

 

присоединении

Параметры

 

СЗ

, 

экспери

-

ментально

 

определенные

 

при

 

помощи

 

комбиниро

-

ванного

 

алгоритма

Параметры

 

СЗ

, 

опре

-

деленные

 

косвенными

 

методами

Погрешно

сть

 

опре

-

дел

ения

 

параме

тров

 

СЗ

, %

Ав

тоно

мное

 

напр

я

-

жение

 

искаж

ения

 

U

АВ

Т

, 

В

Д

опу

стим

ое

 

напр

я

-

ж

ение

 

искаж

ения

 

U

иск

.

доп

.

, 

В

Ко

эффициент

 

влия

-

ния

 

K

ВЛ

, 

о

.

е

.

1

Шунтирующий

 

реактор

 

10 

кВ

İ

13

 = (–0,5 – 

j 

1,5) · 10

-3

 

А

,

Y

13

 = (1,2 – 

j 

5,11) · 10

-4

 

См

İ

13

 = 0 

А

,

Y

13

 = (0,86 – 

j 

5,01) · 10

-4

 

См

6,97

3,01 

(0,1%)

115,47 

(2%)

0,97

2

Общезаводская

 

нагрузка

 

алюминиевого

 

завода

 

(

осве

 

щение

, 

двигатели

 

переменного

 

тока

, 

ПК

 

и

 

т

. 

п

.)

İ

7

 = 0,2353 + 

j 

0,1226 

А

,

Y

7

 = 0,0052 – 

j 

0,0232 

См

İ

7

 = 0 

А

,

Y

7

 = 0,0052 – 

j 

0,0245 

См

5,19

11,16 

(0,2%)

173,21 

(3%)

0,94

3

ВЛ

 220 

кВ

, 

питающая

 

алюминиевый

 

завод

(1-

е

 

измерение

)

İ

11

 = –0,35 + 

j 

5,86 

А

,

Y

11

 = (–7,9 – 

j 

20,3) · 10

-5

 

См

İ

11

 = –0,03 + 

j 

5,99 

А

,

Y

11

 = 0 

См

6,70

26950 

(21,2%)

1270,2 

(1%)

–20,2

4

ВЛ

 220 

кВ

, 

питающая

 

алюминиевый

 

завод

(2-

е

 

измерение

)

İ

11

 = 4,0592 – 

j 

0,4339 

А

,

Y

11

 = 0,0013 – 

j 

0,0040) 

См

İ

11

 = 4,2625 – 

j 

0,5595 

А

,

Y

11

 = 0 

См

5,56

9706 

(7,6%)

1270,2 

(1%)

–6,6

5

Двигатель

 

постоянного

 

тока

 6 

кВ

 500 

кВт

, 

вклю

-

ченный

 

через

 

выпрями

-

тель

İ

5

 = 2,3536 + 

j 

0,7352 

А

,

Y

5

 = 0,0012 – 

j 

0,0004 

См

İ

5

 = 2,3135 + 

j 

0,7976 

А

,

Y

5

 = 0 

См

3,03

1949,4 

(56,3%)

138,56 

(4%)

–13,1

6

Асинхронный

 

двигатель

 

6 

кВ

 500 

кВт

, 

включенный

 

через

 

тиристорный

 

пре

-

образователь

 

частоты

İ

7

 = –0,5229 – 

j 

0,3901 

А

,

Y

7

 = 0,0018 + 

j 

0,004 

См

İ

7

 = –0,5289 – 

j 

0,4294 

А

,

Y

7

 = 0 

См

5,84

353,80 

(10,2%)

103,92 

(3%)

–2,4

7

Гидрогенератор

 1

Г

İ

11

 = 0,09 + 

j 

0,23 

А

,

Y

11

 = 0,014 – 

j 

0,117 

См

İ

11

 = 0 

А

,

Y

11

 = 0,014 – 

j 

0,111 

См

5,36

2,10 

(0,02%)

181,87 

(2%)

0,99

8

Турбогенератор

 

ТГ

-3

İ

11

 = –0,509 – 

j 

0,836 

А

,

Y

11

 = 0,0189 – 

j 

0,1457 

См

İ

11

 = 0 

А

,

Y

11

 = 0,0109 – 

j 

0,1458 

См

5,47

6,66 

(0,1%)

121,24 

(2%)

0,95

9

Турбогенератор

 

Г

-1

İ

13

 = –0,5694 + 

j 

0,1292 

А

,

Y

13

 = 0,0061 – 

j 

0,1034 

См

İ

13

 = 0 

А

,

Y

13

 = 0,0046 – 

j 

0,1031 

См

1,48

5,64 

(0,1%)

121,24 

(2%)

0,95

10

Синхронный

 

двигатель

 

6 

кВ

 2500 

кВт

İ

5

 = –0,0764 + 

j 

0,0314 

А

,

Y

5

 = 0,0018 – 

j 

0,0150 

См

İ

5

 = 0 

А

,

Y

5

 = 0,0021 – 

j 

0,0144 

См

4,61

5,48 

(0,2%)

138,56 

(4%)

0,96

11

Смешанная

 

нагрузка

 

на

 

шинах

 0,4 

кВ

 

ПС

İ

7

 = 0,0652 + 

j 

0,2956 

А

,

Y

7

 = 0,1723 – 

j 

0,6747 

См

–

–

0,43 

(0,2%)

10,97 

(5%)

0,96

12

Ввод

 27,5 

кВ

 

трансфор

-

матора

 

тяговой

 

ПС

İ

1(2)

 = 3,50 + 

j 

15,87 

А

,

Y

1(2)

 = 0,069 – 

j 

0,337 

См

–

–

47,24 

(0,3%)

317,54 

(2%)

0,85

№

 3 (48) 2018

50

ЛИТЕРАТУРА

1. 

ГОСТ

 32144-2013. 

Электрическая

 

энергия

. 

Совместимость

 

техниче

-

ских

 

средств

 

электромагнитная

. 

Нормы

 

качества

 

электрической

 

энергии

 

в

 

системах

 

электроснаб

-

жения

 

общего

 

назначения

. 

М

.: 

Стандартинформ

, 2014. 15 

с

.

2. 

Висящев

 

А

.

Н

. 

Качество

 

электриче

-

ской

 

энергии

 

и

 

электромагнитная

 

совместимость

 

в

 

электроэнерге

-

тических

 

системах

: 

учебное

 

посо

-

бие

. 

Иркутск

, 1997. 

Ч

. 1. 187 

с

.

3. 

РД

 153-34.0-15.501-00, 

РД

 153-

34.0-15.502-2002. 

Методические

 

указания

 

по

 

контролю

 

и

 

анализу

 

качества

 

электрической

 

энергии

 

в

 

системах

 

электроснабжения

 

об

-

щего

 

назначения

: 

в

 2 

ч

. 

М

.: 

Энер

-

госервис

, 2003. 

Ч

. 1–2.

4. 

Афанасенко

 

А

.

С

., 

Федосов

 

Д

.

С

. 

Оценка

 

влияния

 

потребителей

 

и

 

энергоснабжающей

 

организации

 

на

 

искажение

 

напряжения

 

в

 

точке

 

общего

 

присоединения

 // 

Вест

-

ник

 

Иркутского

 

государственного

 

технического

 

университета

, 2011, 

№

 11(58). 

С

. 190–193.

5. 

Патент

 2627195 

РФ

, 

МПК

7 G01R 

21/00. 

Способ

 

оценки

 

влияния

 

потребителя

 

на

 

искажение

 

на

-

пряжения

 

в

 

точке

 

общего

 

присо

-

единения

 / 

А

.

Н

. 

Висящев

, 

Д

.

С

. 

Фе

-

досов

; 

заявитель

 

и

 

патентоо

-

бладатель

 

ФГБОУ

 

ВО

 

ИРНИТУ

; 

№

 2016142222; 

заявл

. 27.10.2016; 

опубл

. 03.08.2017, 

Бюл

. 

№

 22. 

19 

с

.

6. 

Федосов

 

Д

.

С

. 

Методы

 

уменьшения

 

погрешностей

 

эксперименталь

-

ного

 

определения

 

параметров

 

схем

 

замещения

 

потребителей

 

на

 

высших

 

гармониках

 // 

Вест

-

ник

 

Иркутского

 

государственного

 

технического

 

университета

, 2013, 

№

 10(81). 

С

. 254–261.

7. 

Свидетельство

 

№

 2014614322 

РФ

. 

Программный

 

модуль

 

для

 

опре

-

деления

 

параметров

 

потребителя

 

и

 

оценки

 

его

 

влияния

 

на

 

качество

 

электрической

 

энергии

: 

св

-

во

 

о

 

гос

. 

регистрации

 

программы

 

для

 

ЭВМ

 

/ 

А

.

Н

. 

Висящев

, 

Д

.

С

. 

Федосов

; 

за

-

явитель

 

и

 

правообладатель

 

ФГБОУ

 

ВО

 

ИРНИТУ

; 

№

 2014611907; 

заявл

. 

05.03.2014; 

зарегистр

. 22.04.2014. 

1 

с

.

REFERENCES

1.  State Standard 32144-2013. Elec-

tric energy. Electromagnetic com-
patibility of technical equipment. 
Power quality limits in the public 
power supply systems. Moscow, 
Standartinform Publ., 2014. 15 p. 
(In Russian).

2. Visyashchev A.N. 

Kachestvo elek-

tricheskoy energii i elektromagnit-
naya sovmestimost v elektroener-
geticheskikh sistemakh

 [Power 

quality and electromagnetic com-
patibility in electric power systems]. 
Irkutsk, 1997. 187 p.

3. RD 153-34.0-15.501-00 and RD 

153-34.0-15.502-2002. Methodical 
instructions for power quality con-

trol and analysis in general-purpose 
power supply systems. Moscow, 
Energoservis Publ., 2003. 55 p. (in 
Russian)

4. Afanasenko A.S., Fedosov D.S. 

Evaluation of consumer and en-
ergy provider impact  on voltage 
distortion at the point of common 
coupling. 

Vestnik Irkutskogo gosu-

darstvennogo tekhnicheskogo uni-
versiteta

 [INRTU news], 2011, no. 

11 (58), pp. 190-193. (in Russian)

5. Visyashchev A.N., Fedosov D.S. 

Sposob otsenki vliyaniya potrebite-
lya na iskazheniye napryazheniya 
v tochke obshchego prisoyedineni-
ya 

[Method for assessing the con-

sumer impact on voltage distortion 

at the point of common coupling]. 
Patent RF, no. 2627195, 2017.

6.  Fedosov D.S. Methods for reducing 

experimental error when calculat-
ing equivalent circuit parameters of 
consumers for higher harmonics. 

Vestnik Irkutskogo gosudarstven-
nogo tekhnicheskogo universiteta 

[INRTU news], 2013, no. 10 (81), 
pp. 254-261. (in Russian)

7. Visyashchev A.N., Fedosov D.S. 

Programmnyy modul dlya opre-
deleniya parametrov potrebitelya 
i otsenki ego vliyaniya na kachestvo 
elektricheskoy energii

 [Software 

module for determining consumer 
parameters and assessing their im-
pact on power quality]. Certi

fi

 cate of 

registration no. 2014614322, 2014.

Таким

 

образом

, 

предложенный

 

способ

 

позволя

-

ет

 

корректно

 

оценить

 

влияние

 

потребителей

 

на

 

ис

-

кажение

 

напряжения

. 

Разработанный

 

алгоритм

 

об

-

работки

 

параметров

 

режима

 

позволяет

 

определить

 

параметры

 

смешанной

 

нагрузки

, 

выделяя

 

в

 

ней

 

ис

-

кажающую

 

и

 

неискажающую

 

части

. 

По

 

рассчитаному

 

автономному

 

напряжению

 

искажения

 

и

 

коэффици

-

енту

 

влияния

 

можно

 

судить

 

о

 

характере

 

и

 

величине

 

влияния

 

потребителя

 

на

 

анализируемый

 

ПКЭ

 

в

 

точке

 

подключения

.  

КАЧЕСТВО

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Издательство

 

журнала

 «

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

. 

Передача

 

и

 

распределение

» 

выпустило

 

книгу

 

академика

 

РАЕН

, 

профессора

 

В

. 

А

. 

НЕПОМНЯЩЕГО

По

 

вопросам

 

приобретения

 

обращайтесь

 

по

 

многоканальному

 

телефону

 +7 (495) 645-12-41 

или

 

по

 e-mail: [email protected]

В

 

монографии

 

исследована

 

надежность

 

оборудования

 

элек

 

тростанций

 

и

 

электрических

 

сетей

 

напряжением

 

1150–10(6) 

кВ

, 

разработана

 

методика

 

сбора

 

и

 

статистиче

-

ской

 

обработки

 

информации

 

о

 

надежности

 

оборудования

. 

На

 

основе

 

статистических

 

данных

 

и

 

расчетов

 

определены

 

основные

 

параметры

 

надежности

 

и

 

динамика

 

их

 

измене

-

ния

 

в

  

процессе

 

эксплуатации

. 

Выявлены

 

статистические

 

законы

 

распределения

 

отказов

 

и

 

времени

 

восстановле

-

ния

 

элементов

 

энергосистем

. 

Проведено

 

их

 

сравнение

 

с

 

зарубежными

 

данными

.