Анотація до роботи:

Лютий О.П. Методи оцінювання параметрів несиметрії і несинусоїдальності режимів у системах електропостачання з різкозмінним навантаженням. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 – Електричні стації, мережі і системи. – Інститут електродинаміки Національної Академії наук України, Київ, 2003.

Дисертація присвячена розробці та вдосконаленню математичних моделей і методів оцінювання електромагнітної сумісності (ЕМС). В роботі розглядаються методи оцінювання ЕМС за температурою додаткового перегріву, скороченням терміну служби і втратами активної потужності. Запропоновані динамічні моделі ЕМС за несиметрією і несинусоїдальністю напруги, які враховують теплову інерцію і чутливість електрообладнання до завад. Розроблено «інтервальний» метод розрахунку показників ЕМС по графіках випадкових завад з покроковим розрахунком реакцій обладнання на заваду. Запропоновано метод розрахунку показників ЕМС по характеристиках завади, який використовує бета-розподіл інерційних процесів. Для практичних цілей рекомендується метод «нормалізації», який засновано на властивості нормалізації випадкових процесів інерційними системами. Норми ГОСТ 13109-97 щодо несинусоїдальності узагальнені на випадкові завади.

1. У дисертації дається нове розв’язання наукової задачі оцінювання ЕМС по несиметрії і несинусоїдальності напруги шляхом теоретичного узагальнення відомих моделей ЕМС на випадкові процеси зміни несиметрії і несинусоидальности, що підвищує вірогідність оцінювання ЕМС і забезпечує ефективність капіталовкладень у системи електропостачання підприємств (як у діючі, так і у такі, що проектуються) із різкозмінним навантаженням.

2. Норми ГОСТ 13109-97 на коефіцієнти напруг зворотної послідовності і спотворень напруги відносяться до умовних стандартних ЕП з постійною часу нагрівання близько 1 с і можуть використовуватися у взаєминах між енергопостачальною організацією і споживачами. Для обґрунтування ж доцільності застосування засобів поліпшення ЕМС на конкретних підприємствах необхідно враховувати фактичні постійні часу нагрівання електроустаткування.

3. Використання динамічних моделей ЕМС дозволяє установити такі показники ЕМС, які мають фізичний зміст: максимальну температуру додаткового перегріву, скорочення терміну служби, додаткові втрати активної потужності. Моделі забезпечують вірогідність оцінок ЕМС, однозначність вимірів і розрахунку показників ЕМС.

4. Визначення максимальної температури перегріву від несиметрії напруги по інерційних коефіцієнтах несиметрії дозволяє уникнути заниження чи завищення вимог при постійних часу електроустаткування більших або менших 1 с. Розрахунки терміну служби і втрат активної потужності по квадрату ефективного значення коефіцієнтів зворотної послідовності виключають завищення вимог до ЕМС.

5. При заданому графіку коефіцієнтів напруги зворотної послідовності побудову інерційних графіків доцільно виконувати інтервальним методом. Якщо ж вихідними для розрахунку є характеристики напруг зворотної послідовності, то побудову залежності розрахункових максимумів коефіцієнтів несиметрії від постійної нагрівання рекомендується виконувати методом нормалізації.

6. Для виключення нескінченних розрахункових величин граничні норми показників ЕМС необхідно приймати з інтегральною імовірністю 99,9, а не 100 %. У ГОСТ 13109-97 доцільно установити область застосування точних формул для визначення симетричних складових напруги, а наближені формули – виключити.

7. У загальному випадку неперіодичних завад норми ГОСТ 13109-97 не забезпечують вірогідність оцінювання ЕМС по несинусоїдальності напруги. Для узагальнення норм необхідно вказати спосіб виділення несинусоїдальної складової і визначити показники ЕМС не через гармоніки, а через універсальні характеристики цієї складової: для стандартного ЕП – трисекундне ефективне значення.

8. Для ЕП з активною вхідною провідністю оцінювання ЕМС при наявності несинусоїдальності напруги виконується по інерційних коефіцієнтах спотворень – аналогічно оцінюванню по інерційних коефіцієнтах несиметрії. Для іншого виду провідностей показники ЕМС рекомендується визначати по реакції фільтра на заваду у відповідній динамічній моделі ЕМС, що дозволяє уникнути завищення вимог по температурі (для електродвигунів) чи їх заниження (для КУ).

9. Для виключення заниження оцінок ЕМС необхідно враховувати спільний вплив завад. До розробки відповідних методів представляється припустимим підсумовувати графіки температур додаткових перегрівів від несиметрії і несинусоїдальности, а також графіки втрат активної потужності. Кратності зниження терміну служби перемножуються.

10. Результати роботи були використані при розробці першої редакції Державного стандарту України «Системи гарантованого електропостачання. Загальні технічні вимоги. Методи випробування» ГОСТ 2002. ІЕС 62040-3, пропозицій щодо вдосконалення стандарту ГОСТ 13109-97 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» в частині несиметрії і несинусоїдальності напруги, а також методичного і програмного забезпечення оцінки параметрів якості електроенергії в системах електропостачання ВАТ Завод «Дніпроспецсталь» (м. Запоріжжя) і національній науково-іноваційній компанії “Екотехсвітло” ВАТ “Київпромелектропроект”.

Публікації автора:

1. Кузнецов В.Г., Лютый А.П. Динамические модели электромагнитной совместимости для оценки несимметрии напряжений в электрических сетях// Технічна електродинаміка. – 2001.- № 4. – С. 41–44.

2. Лютий О.П. Оцінка електромагнітної сумісності при випадковій несиметрії напруг в електричних мережах// Технічна електродинаміка. – 2001.- № 6. – С. 50–55.

3. Лютий О.П. Комплексний аналіз несиметрії і несинусоїдальності в системах електропостачання з різкозмінним навантаженням// Технічна електродинаміка. - 2002.- Ч. 2. – С. 104-107.

4. Лютий О.П. Оцінка електромагнітної сумісності за несинусоїдальності напруги в електричних мережах з швидкозмінним навантаженням// Праці Інституту електродинаміки Національної академії наук України. –2002.- № 1 (1).– С. 109-115.

5. Кузнецов В.Г., Шполянский О.Г., Лютый А.П. Оценка влияния показателей качества электроэнергии на потери активной мощности и снижение срока службы трансформатора// III Miedzynarodowe seminarium Polsko-Ukrainskie «Problemy elektroenergetyki», – Lodz: 10-11 czerwca, 2002. – P. 97-106.

6. Лютый А.П. Оценивание несимметрии и несинусоидальности напряжения в сетях с быстроизменяющейся нагрузкой// Тезисы докладов научно-техн. конференции: «Электроснабжение, электрооборудование, энергосбережение». – Новомосковск:, 21-22 ноября, 2002. – С. 118-120.