Главная Коллекция "Revolution" Физика и энергетика Моделирование сети на примере руководящего документа

Моделирование сети на примере руководящего документа

Методические указания и документация, описывающая правильную регистрацию показателей и их расшифровка, систематизация и анализ для корректного измерения качества электроэнергии. Тригонометрический круг для выявление виновника и потребителя искажений.

Рубрика Физика и энергетика
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 26.04.2019
Размер файла 1,7 M
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Моделирование сети на примере руководящего документа

Шиханов И.С., Филиал МАГУ в г. Апатиты

Научный руководитель: Карпов А.С., к. т. н.

Центр физико-технических проблем энергетики Севера КНЦ РАН

Основное содержание работы

Для корректного измерения качества электроэнергии, существует множество ГОСТов, методических указаний и другой документации, описывающая правильную регистрацию различных показателей и дальнейшую их расшифровку, систематизацию и анализ. Один из таких документов является РД 153-34.0-15.502-2002 "Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения" [1], в котором описаны методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Данный документ предназначен для применения организациями, занимающимися вопросами анализа качества электрической энергии. В нем описана одна из методик определения виновника искажений электроэнергии, суть которой заключается в том, виновников и потребителей выявляют с помощью тригонометрического круга, если фазовый угол сдвига между током и напряжением определенной гармонической составляющей больше чем +90 градусов и меньше чем - 90 градусов, значит он является источником этой гармоники, а если фазовый угол сдвига меньше чем +90 градусов и больше чем - 90, значит он является потребителем данного искажения (рис.1).

Рис.1 Тригонометрический круг для выявление виновника и потребителя искажений

В стандарте [1] описан пример нахождения виновника искажений показателей качества электроэнергии (ПКЭ) [2-6]. В этом примере измерения выполнялись на реальной системе шин (рис.2), к которой были подключены два потребителя. Их нагрузка носит нелинейный характер, а именно это метрополитен и трамвайно-троллейбусное депо.

Рис.2 Принципиальная схема секции шин подстанции

Все измерения проводились только на фазе А в трех точках - это ввод трансформатора Т-1, фидер 1 (трамвайно-троллейбусное депо) и фидер 2 (метрополитен). Показатели качества электроэнергии регистрировались с помощью сертифицированного измерительного прибора "Ресурс-UF2" [7] (рис.3).

электроэнергия потребитель искажение сеть

Рис.3 Схема подключения прибора "Ресурс-UF2" и его внешний вид

Результаты измерений ПКЭ [8], сведены в таблицу 1. Где, KU (n), % - значение n-ой гармоники напряжения, в процентах; KI (n), % - значение n-ой гармоники тока, в процентах;

jUI (n) - фазовый угол n-ой гармоники между током и напряжением, в процентах.

При этом напряжение основной частоты в точке общего присоединения (ТОП) составило U (1) Т?1= 5934,4 В, а токи основной частоты во всех присоединениях определялись следующими значениями: I (1) Т?1 = 422,7 А, I (1) 1Ф = 71,1 А, I (1) 2Ф = 364,1 А.

Таблица 1. Результаты измерений

n гармо-

ники

Ввод Т-1

ф.1

ф.2

KU (n), %

KI (n), %

?UI (n)

KI (n), %

?UI (n)

KI (n), %

?UI (n)

1

100

100

166,0?

100

-6,9?

100

-16,9?

3

1,37

1,04

224,7?

1,05

52,7?

1,13

31,9?

5

3,06

13,48

-76,5?

18,85

-6,2?

17,22

109,5?

7

1,69

7,55

-71,9?

10,41

20,7?

8,87

111,5?

9

0,14

0,4

191,0?

0,84

-43,0?

0,74

77,6?

11

1,86

3,19

-84,4?

6,75

201,7?

4,53

104,1?

13

0,76

1,38

-64,4?

4,43

167,2?

2,43

84,5?

Эту теорию возможно перенести на программный код и оптимизировать под работу с данными, полученными с любого регистратора показателей качества электроэнергии.

Для решения этой задачи, использовалось среда программирования Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench, сокращенно LabVIEW [9-10]. Преимущество этой программы является графический интерфейс, облегчающий программирования до соединений различных функциональных блоков, структур и виртуальных приборов (ВП) (рис.4).

Рис.4 Внешний вид среды программирования LabVIEW

Главной особенностью LabVIEW является возможность создания подпрограммы или как их называют в данной среде программирования - виртуальные подприборы (ВПП). Важнейший плюс последних заключается в том, что конечная программа может выглядеть компактно и информативно, при это ключевые объекты в ней будут спрятаны под ВПП, которые можно отдельно открыть и в каждом из них внести какие-либо изменения, при этом никак не затрагивая остальные.

При создании модели, возникла потребность разграничить программу на 4 главных блока - с общими исходными данными, с данными по напряжению в точке общего присоединения (ТОП), с данными по нагрузке потребителей и блок с визуальным представлением осциллограмм.

В первом блоке задаются общие исходные данные, без которых программа не будет работать (рис.5).

Рис.5 Блок исходных данных

Во втором блоке задаются значения напряжения в ТОП и его гармоники со смещением сигнала (рис.6).

Рис.6 Блок напряжения фазы А

В третьем блоке заполняются такие данные, как ток потребителя, значение гармоник и фазовый угол между напряжением и током (рис.7).

Рис.7 Блок трех потребителей

Последний блок включает в себя графики сигнала напряжения (рис.8), тока каждого потребителя (рис.9).

Рис.8 Осциллограммы напряжения и тока

А так же сравнения сигнала в точке общего присоединения с суммой сигналов потребителей (рис.9)

Рис.9 Сравнение осциллограмм фидер 1 + фидер 2 с Ввод Т-1

Вывод

Результаты программы, созданной в среде программирования LabVIEW сопоставимы с выводами методических указаний РД 153-34.0-15.502-2002. Эта модель, опираясь на руководящий документ [1] способна исследовать любые сети электроснабжения, манипулировать с вводимыми данными, а также позволяет выводить суммарную осциллограмму всех гармоник, которые находятся в сети, для дальнейшего их разложения в ряд Фурье и анализа.

Литература

1. РД 153-34.0-15.502-2002 "Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Часть 2. Анализ качества электрической энергии".

2. Межгосударственный стандарт ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Дата введения 1999-01-01.

3. Национальный стандарт РФ ГОСТ 51317-4-7-2008 "Общее руководство по средствам измерений и измерениям гармоник и интергармоник для систем электроснабжения и подключаемым в ним технических средств".

4. Национальный стандарт РФ ГОСТ 51317-4-30-2008 "Методы измерения показателей качества электрической энергии"

5. Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 53333-2008 "Контроль качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения".

6. ГОСТ 32144-2013 "Электрическая энергия совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения"

7. Шиханов И.С., Карпов А.С., Ярошевич В.В., Фастий Г.П., Токарева Е.А. Оценка использования сертифицированных регистраторов показателей качества электроэнергии // Труды Кольского научного центра РАН. Энергетика. Вып.11, 2015. С.55-67.

8. Шиханов И.С., Карпов А.С., Ярошевич В.В. Исследование проблемы качества электроэнергии городской сети // Сборник статей межвузовского конкурса студенческих научных работ "Научная элита XXI века" (победители и лауреаты 20132015). - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2016 - 152 с. - (Федеральное агентство по рыболовству. ФГБОУ ВПО "Мурманский государственный технический университет"). С.98-102

9. Шиханов И.С., Карпов А.С., Ярошевич В.В., Возможность использования многоплатформенной среды LabVIEW для решения задач в высоковольтной электроэнергетики // Труды Кольского научного центра РАН. Энергетика. Вып.12, 2016.С. 19-27.

10. И.С. Шиханов, А.С. Карпов, В.В. Ярошевич, Применение среды LabVIEW для решения проблем электромагнитной совместимости // сборник научно-технических статей. Нижегородский государственный технический университет им.Р.Е. Алексеева; А.Б. Дарьенков (отв. редактор). 2016, C.183-188.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены