(1)
где τуст t - начальная температура перегрева АД над температурой окружающей среды; τ 0 -установившаяся температура; Т0 - постоянная времени нагрева, равная времени перегрева АД на величину τуст t при отсутствии теплопередачи в окружающую среду.
Математическая оценка влияния от несимметричной и несинусоидальной нагрузки.
Полная и искажающая мощность в трехфазной трехпроводной системе:
(2)
(3)
Экономическая оценка
Значение потребляемой мощности при отклонении напряжения:
(4)
где Э и Э0 — потребляемая мощность при напряжении и оптимальная потребляемая мощность электрической энергии при U = U0; dU = U–U0, частные производные определяются при U = U0 .
Представленные аспекты оценки КЭ отражает только часть оценки КЭ и не дают полной картины ЭМС в электросети.
В третьей главе Проанализированы результаты измерений КЭ, в сопредельных электрических сетях разных субъектов энергетики по ходу передачи напряжения от 220 кВ до 0,4 кВ, установлены уровни и диапазоны изменений напряжений. Установлено влияние на электромагнитную обстановку подключение крупных, средних и мелких примышленных потребителей в электросетях ВН, СН и НН.
Объектом исследования являются электросети: ФСК ЕЭС, Тулэнерго, Калугаэнерго, Татэнерго, Амурские КомС, Красногорские ЭС, Тульские ГЭС, Обнинское ПКЭС, МУП: Черкесская КЭС, Кохомские сети, промпотребители.
Для целей диссертации исследованы два уровня:
1-й – электросети высокого напряжения (ВН) - это уровень системной надежности, динамической и статической устойчивости энергосистемы.
2-й – электросети среднего (СН) и низкого напряжения НН) - большой диапазон изменения нагрузок.
Проводились одновременные измерения КЭ по ходу передачи ЭЭ сопредельных электросетях на разных субъектах в Тульском регионе: на ш. 220 и 110 кВ п/с Металлургическая - ФСК ЕЭС; на ш. 6 кВ п/с Щегловская - Тулэнерго; на ш. 0,4 кВ - МУП.
|
Рис.1.Отклонение междуфазных напряжений на шинах 220 кВ |
Рис.2. Отклонение междуфазных напряжений на шинах 110кВ |
На шинах 220 кВ 110 кВ (рис.1 и рис. 2) напряжение сети изменяется в диапазоне не более 2-3% - это свидетельствует о весьма жестком поддержании стабильности напряжения в электросети ВН.
|
Рис. 3. Отклонение междуфазных напряжений на шинах 6 кВ п/с «Щегловская» |
Рис. 4.Отклонение фазных напряжений на шинах 0,4 кВ ТП – 705 МУП «ГЭС» |
Значительные отклонения напряжения происходят уже на СН (рис.3) и НН (рис. 4), так как основной отбор мощности ЭП происходит именно на этих уровнях.
На рис.5 представлена диаграмма установившегося отклонения напряжения δUу на разных субъектах. От ВН к СН и НН в электросетях увеличивается ширина диапазона изменения U и верхних значений δUу.
Рис.5. Диаграмма отклонения напряжений при одновременном контроле на шинах 220 кВ, 110 кВ, 6 кВ и 0,4 кВ
Современная промышленная энергетика характеризуется тем, что наряду, с существованием крупных заводов находят место большое число малоэнергоемких промышленных организаций. Представлены измерения на подстанциях, питающих промышленных потребителей.
На рис. 6 представлены испытания мощности активной и реактивной, а на рис. 7 представлен график фазовых углов между током и напряжением на шинах 220 кВ п/с «Металлургическая» 220/110 кВ.
На шинах 220 кВ нагрузка в течение дня увеличивается в 5 раз, в ночные часы активная мощность уменьшается до «0», и реактивная мощность становится больше активной. Угол между U и I изменяется от 10º до 95º.
|
Рис 6.Мощность акт. и реакт. на шинах 220 кВ |
Рис.7.Фазовые углы между I и U на шинах 220 кВ |
На Рис. 8 - измерения на шинах. 6 кВ п/с «Компрессорной». Одновременность включения двигателей компрессоров вызывает частые провалы до 30% глубиной. На рис 8 представлена диаграмма установшегося отклонения напряжения на шинах 0,4 кВ ТП-1923 ближайшей к п/с Компрессорной. Все измеренные значения δUу лежат вне зоны НДЗ, как в режиме наименьших, так и наибольших нагрузок.
Рис.7. Отклонение м,ф. напряжений на шинах 6 кВ п/с «Компрессорная» Рис. 8. Отклонения напряжения на шинах 0,4 кВ ТП-1923 |
Рис. 9. Активная и реактивная мощность на шинах 0,4 кВ РТП-11 Рис. 10. Сos φ на шинах 0,4 кВ РТП-11 |
От шин 0,4 кВ РТП-11 питается предприятие по обработке деревянных изделий, имеющей резкопеременную нагрузку от включения и отключения АД (рис,9) про этом сos φ снижается до 0,4 (рис.10).
В ТОП на шинах 0,4 кВ получают питание, как мелкие промышленные потребители, так и бытовые потребители.
На рис.11 и табл. 1 представлены измерения на шинах 0,4 кВ ТП-1536, потребитель производство пластиковых окон. Явно выражена несимметрия нагрузки по фазам, как по величине значений, так и по количеству отсчетов попадающих в эти значения.
На рис. 12 измерения на шинах. 0,4 кВ ТП-17020 - предприятия связи, Зафиксировано превышение n-гармонической составляющей по гармоникам: №3,9,15. Наибольшее превышение происходит по гармонике №9, измеренное значения достигает 1,2% (фаза С) при нормально допустимом значении 0,75%, предельно допустимом значении 1,13. Время выхода за нормируемое значение Т1 достигает 100%.
|
Рис. 11. Диаграмма отклонений напряжений на шинах 0,4 кВ ТП-1536
|
Рис. 12 Результаты измерений n- гармонической составляющей напряжения на шинах 0,4 кВ ТП-17020 |
Таблица 1. Результаты испытаний электрической энергии по коэффициенту нулевой последовательности на шинах 0,4 кВ ТП-1536
|
Измеряемая характеристика |
Результат измерений |
Нормативное значение |
Т1 |
Т2 |
|
K0U В, % |
5,44 |
2,00 |
60,02 |
|
|
K0U НБ, % |
6,00 |
4,00 |
|
45,99 |
Взаимосвязь процессов происходящих в электросети СН и влияние их на сети НН
На примере возникновения провалов напряжения можно проследить распространение процессов в сети СН и НН. В таблице 2 занесены провалы напряжения за сутки на шинах. 110 кВ п/с Мирная (Калуга), на шинах 10 кВ п/с Белкино и 0,4 кВ РП-32 по ходу передачи электроэнергии. Например, при возникновении провала в 22:27 на шинах 110 кВ на фазе «А» и «С», вызвал провал на шинах 10 кВ только на фазе «А», а на шинах 0,4 кВ на фазе «С». Провал в 22:34 на трех фазах спровоцировал провалы на трех фазах как на шинах 10 кВ Белкино, так и на шинах 0,4 кВ РП-32.
Таблица 2. Влияние провалов напряжения на сопредельные электросети
|
Время |
НАИМЕНОВАНИЕ |
|||||||||||||||||||||||
|
шины 110 кВ п/с «Мирная » |
шины 10 кВ п/с «Белкино», |
шины 0,4 кВ РП-32 |
||||||||||||||||||||||
|
А |
В |
С |
А |
В |
С |
А |
В |
С |
||||||||||||||||
|
δUп |
∆t с |
δUп % |
∆t с |
δUп |
∆t с |
δUп % |
∆t с |
δUп % |
∆t с |
δUп % |
∆t с |
δUп % |
∆t с |
δUп % |
∆t с |
δUп % |
∆t с |
|||||||
|
1) 14:52 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
16 |
0,1 |
- |
- |
- |
- |
15 |
0,2 |
- |
- |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
2) 14:53 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
15 |
0,2 |
- |
- |
- |
- |
14 |
0,1 |
- |
- |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
3) 22:27 |
22 |
0,2 |
- |
- |
16 |
0,1 |
- |
- |
- |
- |
25 |
0,2 |
26 |
0,2 |
- |
- |
- |
- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
4)22:29 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
11 |
0 |
12 |
0,1 |
- |
- |
- |
- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
5)22:34 |
25 |
0,1 |
21 |
0,1 |
22 |
0,1 |
21,3 |
0,1 |
19 |
0,1 |
24 |
0,1 |
25 |
0,1 |
22 |
0,1 |
18 |
0,1 |
||||||
|
6) 23:09 |
18 |
0,1 |
26 |
0,1 |
- |
- |
27,9 |
0,1 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
28 |
0,1 |
- |
- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||
