Разработка методики определения математического ожидания потерь напряжения в кабельных электрических сетях 10/0,4 кВ для регулирования напряжения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.02, кандидат технических наук Абулехиа Диаа

• Абулехиа Диаа
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Абулехиа Диаа

ТЕРМИНЫ И ОБОЗНАЧЕНИЯ.

В. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

В.1. Требования к уровням напряжения в системе электроснабжения.

В.2. Система регулирования напряжения.

В.З. Существующие методики регулирования напряжения.

В.4. Резюме по существующим методам регулирования напряжения

В.5. Цели и задачи диссертационной работы.

1. ОЦЕНКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОЖИДАНИЯ ПОТЕРЬ НАПРЯЖЕНИЯ ЗА ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 10/0,

1. оценка математического ожидания потерь напряжения за интервал времени в системе электроснабжения 10/0,4 кв.

1.1. Потери напряжения в элементах сети 10/0,4 кВ.

1.2. Номинальные относительные потери в элементах сети 10/0,4 кВ.

1.2.1.Понятие номинальные относительные потери в элементах сети.

1.2.2. Номинальные относительные потери в трансформаторах 10/0,4 кВ.

1.2.3. Номинальные относительные потери в кабелях 10 и 0,38 кВ.

1.3.Матожидание потерь напряжения за интервал времени в элементе электрической сети.

1.4.Математическое ожидание потерь напряжения за интервал времени между узлами сети 10/0,4 кВ.

1.4.1. Типичная схема электрической сети на напряжении 10/0,4кВ.

1.4.2. Матожидание потерь напряжения за интервал времени в кабеле 10 кВ от ИП доРП.

1.4.3. Матожидание потерь напряжения за интервал времени между источником питания и шинами 0,4 кВ трансформатора.

1.4.4. Матожидание потерь напряжения за интервал времени между источником питания и распределительным щитом (РЩ) 0,4кВ.

Выводы по главе 1.

2. ОЦЕНКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОЖИДАНИЯ ПОТЕРЬ НАПРЯЖЕНИЯ В СОВОКУПНОСТЯХ КАБЕЛЕЙ 10 КВ И ТРАНСФОРМАТОРОВ 10/0,4 КВ.

2. оценка математического ожидания потерь напряжения в совокупностях кабелей 10 кВ и трансформаторов 10/0,4 кв.

2.1. Оценка математического ожидания потерь напряжения в совокупности кабелей 10 кВ за период времени Т.

2.2. Оценка математического ожидания потерь напряжения за интервал времени в совокупности трансформаторов 10/0,4 кВ

Выводы по главе 2.

3. СТАТИСТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТЕРЬ НАПРЯЖЕНИЯ, НОП И КОЭФФИЦИЕНТОВ ЗАГРУЗКИ В СОВОКУПНОСТЯХ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ДО 1 КВ.

3. Статистическое исследование потерь напряжения, НОП и коэффициентов загрузки в совокупностях кабельных линий до 1 кВ.

3.1. Потери напряжения в кабеле до 1 кВ.

3.2.Статистическое исследование параметров совокупностей кабелей до 1 кВ.

3.3. Статистическое исследование математического ожидания параметров и их корреляции для совокупностей кабелей до 1 кВ.

3.4. Гистограммы потерь напряжения, номинальных относительных потерь и коэффициента загрузки в совокупности кабелей между ТП и РЩ.

Выводы по главе 3.

4. ВЫЯВЛЕНИЕ ГРАНИЦ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УПРОЩЕННЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕРЬ НАПРЯЖЕНИЯ В КАБЕЛЯХ

ДО 1 КВ.

4.1. Исследование влияния реактивной составляющей на потери напряжения в кабелях до 1 кВ.

4.2. Исследование соотношения статистических значений матожидания потерь напряжения в совокупностях кабелей до 1 кВ.

4.3. Исследование зависимости коэффициента корреляции от числа кабелей в совокупности.

4.4.Упрощенная оценка математического ожидания потерь напряжения в совокупности кабелей до 1 кв.

Выводы по главе 4.

5. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОЖИДАНИЯ ПОТЕРЬ НАПРЯЖЕНИЯ В СОВОКУПНОСТЯХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ЖЕЛАЕМОГО МАТОЖИДАНИЯ ОТКЛОНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ИП.

5.1. Оценка математического ожидания отклонений напряжения в узлах сети 10/0,4 кв.

5.2. Пример оценки математического ожидания потерь напряжения между источником питания и электропотребителем 0,4 кв.

5.3. Пример определения математического ожидания отклонений напряжения на шинах 10 кв гпп.

5.4. Определение желаемого уровня напряжения для подстанции 35/11 кв г. Газа.

5.4.1. Параметры схемы электроснабжения района г. Газа.

5.4.2. Результаты предварительных измерений и оценка средних потерь напряжения и желаемого напряжения на ИП.

5.4.2.1. Результаты предварительных измерений.

5.4.2.2. Оценка средних потерь напряжения в сети 11/0,4 кВ района г. Газа и желаемого среднего отклонения напряжения на ИП.

5.4.3. Результаты измерения и анализ параметров режимов в системе электроснабжения района г. Газа.

Выводы по главе 5.

ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

СППИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики определения математического ожидания потерь напряжения в кабельных электрических сетях 10/0,4 кВ для регулирования напряжения»

Актуальность диссертационной работы подтверждается Федеральным законом Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации", Постановлением Правительства Российской Федерации от 27.12004 г. № 861 «Правила недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг» (в редакции Постановления Правительства РФ от 21.02007 г. № 168).

Методы исследования. При решении поставленных задач в работе использованы методы теории вероятностей и статистической обработки информации, структурно-балансовые методы расчета и анализа электрических сетей, классические методы теоретической электротехники.

Научная новизна. Основные научные результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы: результаты статистического анализа потерь напряжения в совокупности кабелей до 1 кВ; методика определения математического ожидания потерь напряжения в совокупности кабелей до 1 кВ и трансформаторов 10/0,4 кВ; методика определения математического ожидания желаемого отклонения напряжения на источнике питания.

Практическая ценность. Разработанные методы позволяют более обосновано и достоверно при минимальном количестве измерений в сети рассчитывать:

Математические ожидания потерь напряжения в совокупностях элементов сети 10/0,4 кВ.

Математические ожидания желаемого отклонения напряжения на источнике питания при условии обеспечения требуемых ГОСТ отклонений напряжения на электроприемниках.

Реализация результатов работы. Проведены расчеты статистических показателей совокупностей элементов электрической сети 11/0,4 кВ района г. Газа. На базе этих расчетов даны рекомендации по режиму напряжения, в результате проведенных экспериментов потребление активной мощности снижено на 6%.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 2 работы в центральных журналах, входящих в список ВАК.

1. Конюхова Е.А., Диаа А.Л., Гордеев Д.А., Кленина Л.И. Оценка математического ожидания потерь напряжения в совокупности радиальных кабельных линий до 1 кВ. Промышленная энергетика, 2010, №1

2. Конюхова Е.А., Диаа А.Л. Определение желаемого значения математического ожидания отклонения напряжения в центре питания сети 10/0,4 кВ. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт, 2011,№3.

Заключение диссертации по теме «Электростанции и электроэнергетические системы», Абулехиа Диаа

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ по диссертационной работе

1. Разработана методика, позволяющая, с приемлемой для практического использования точностью, определить оценку матожидания желаемого отклонения напряжения на источнике питания (ИП) сети 10/0,4 кВ при необходимом и достаточном числе исходных данных. В качестве исходных данных используются номинальные параметры трансформаторов 10/0,4 кВ и кабелей высокого и низкого напряжения, присоединенных к данному источнику питания, а также суммарное потребление активной и реактивной электроэнергии за период времени всеми электропотребителями ИП.

2. Матожидание потерь напряжения в совокупностях элементов (кабелей 10 кВ, трансформаторов 10/0,4 кВ, кабелей 0,4 кВ), присоединенных к одному ИП, определяется как математическое ожидание произведения коэффициента загрузки по активной мощности и НОП в полном сопротивлении.

3. Выявлена отрицательная корреляция между НОП кабелей низкого напряжения Кк.н и коэффициентом загрузки по активной мощности Кзяки при числе кабелей в совокупности больше 80 штук. Зависимость коэффициента корреляции г[Ккн;/Гза.кн] с достаточной достоверностью аппроксимируется линейной функцией от математического ожидания М^^кн]. При увеличении М^за.кн] увеличивается влияние корреляционного момента на математическое ожидание потерь напряжения для совокупности кабелей.

4. Для практического использования предложено упрощенное выражение для определения математического ожидания потерь напряжения для совокупности кабелей низкого напряжения и трансформаторов 10/0,4 кВ. Погрешность не превышает 3%.

5. В соответствии с разработанной методикой в части системы электроснабжения 33/11/0,4 кВ района г. Газа после проведения необходимых измерений в первый день эксперимента определено желаемое значение матожидания отклонения напряжения на ИП Мг[5£/иш]=-0,07% при МГ[Л{7ИП ]]=4,93 %, при М[£;]=5% и при желаемом среднем отклонении напряжения на потребителе М7[5£/ш]=0%. При уменьшении на 5 % во второй день уровня напряжения на ИП потребление активной мощности и электроэнергии снизилось на 6,1 %, а реактивной мощности и электроэнергии - на 13,8 %.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

1. Конюхова Е.А., Диаа А.Л. Определение желаемого значения математического ожидания отклонения напряжения в центре питания сети 10/0,4 кВ. //Электрооборудование: эксплуатация и ремонт, 2011, №3.

2. Конюхова Е.А., Диаа А.Л., Гордеев Д.А., Кленина Л.И. Оценка математического ожидания потерь напряжения в совокупности радиальных кабельных линий до 1 кВ. //Промышленная энергетика, 2010, №1.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Абулехиа Диаа, 2012 год

1. Бессмертный И.С. О качестве энергии и регулировании напряжения в городских электрических сетях. // Электричество, 1962, №10.

2. Блок В.М. Электрические сети и системы. М.: Высшая школа, 1986.

3. Веников В.А., Идельчик В.И., Лисеев М.С. Регулирование напряжения в электроэнергетических системах. М.: Энергоатомиздат, 1985.

4. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969.

5. Глазунов A.A., Глазунов A.A. Электрические сети и системы. М.: Госэнергоиздат, 1960.

6. Ермилов A.A. Основы электроснабжения промышленных предприятий. -М.: Энергоатомиздат, 1983.

7. Идельчик В.И. Расчеты и оптимизация режимов электрических сетей и систем. М.: Энергоатомиздат, 1990.

8. Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов. -Энергоатомиздат, 1989.

9. Карпов Ф.Ф. Количественная оценка качества напряжения в распределительной сети //Электричество, 1962, №1.

10. Карпов Ф.Ф. Расчет городских распределительных сетей. М.: Энергия, 1968.

11. Карпов Ф.Ф. Солдаткина Л.А, Регулирование напряжения в электросетях промышленных предприятий. М.: Энергия, 1970.

12. Козлов В.А. О регулировании напряжения в электрических сетях. // Электрические станции, 1970, №8.

13. Константинов Б.А., Мельников H.A. Регулирование напряжения в промышленных электрических сетях. // Промышленная энергетика, 1969, №10.

14. Конюхова Е. А. Определение потерь мощности по потерям напряжения. Библиотечка электротехника. Приложение к журналу «Энергетик», 2003, №10.

15. Конюхова Е. А. Электроснабжение объектов. М.: Академия, 2008.

16. Конюхова Е. А., Шаров Ю. В. Потери и отклонения напряжения в электрических сетях 6 10/0,4 кВ. - М.: Энергоатомиздат, 2006.

17. Конюхова Е.А. Влияние отклонения напряжения на работу электроприемников. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт, 2008,№5.

18. Конюхова Е.А. Методика определения параметров режимов электрической сети промышленного предприятия, обеспечивающих желаемый уровень потребления активной мощности средствами регулирования напряжения. //Казань, 1998.

19. Конюхова Е.А. Определение оптимального закона регулирования напряжения в низковольтных сетях с коммунально-бытовой нагрузкой. // Труды МЭИ, 1977, вып. 344.

20. Конюхова Е.А. Регулирование напряжения в электрических сетях промышленных предприятий. М.: Изд-во МЭИ, 1973.

21. Конюхова Е.А. Регулирование электропотребления в системе электроснабжения напряжением 10/0,4 кВ с учетом статических характеристик нагрузки. Электричество, 2007,№9

22. Конюхова Е.А., Диаа А.Л. Определение желаемого значения математического ожидания отклонения напряжения в центре питания сети 10/0,4 кВ. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт, 2011,№3.

23. Конюхова Е.А., Диаа А.Л., Гордеев Д.А., Кленина Л.И. Оценка математического ожидания потерь напряжения в совокупности радиальных кабельных линий до 1 кВ. Промышленная энергетика, 2010, №1

24. Маркман Г.З. Вопросы управления качеством электроэнергии по отклонениям напряжения в электрических распределительных сетях. В кн.: Применение математических методов и вычислительной техники в энергосистемах. Вып.1. Томск: 1977.

25. Маркушевич Н.С. Автоматизированное управление режимами электросети 6-20 kB. М.: Энергия, 1980.

26. Маркушевич Н.С. Регулирование напряжения и экономия электроэнергии. М.: Энергоатомиздат, 1984.

27. Маркушевич Н.С., Солдаткина J1.A. Качество напряжения в городских электрических сетях. М.: Энергия, 1975.

28. Мельников H.A. Вопросы регулирования напряжения в электрических сетях. // Электричество, 1969, №4.

29. Мельников H.A. Регулирование напряжения в энергосистемах и повышение качества электрической энергии. // Электричество, 1962, №8.

30. Мельников H.A., Солдаткина JI.A. Регулирование напряжения в электрических сетях. М.: Энергия, 1968.

31. Методические указания по контролю и анализу качества электроэнергии в системах электроснабжения общего назначения. Ч. 1. Контроль качества электрической энергии РД 153-34.0-15.501-00. М.: Энергосервис, 2001.

32. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. Министерство энергетики РФ. М.: ЗАО «Энергосервис», 2003.

33. Правила устройства электроустановок. Седьмое издание. М.: ЗАО «Энергосервис», 2004.

34. Расчеты и оптимизация режимов электрических сетей и систем/ В.И. Идельчик . -М.: Энергоатомиздат, 1988.

35. Солдаткина JI.A. Регулирование напряжения в городских сетях. М.: Энергия, 1967.

36. Справочник по вероятностным расчетам / Абергауз Г.Р., Тронь А.П., Копейкин Ю.Н., Коровина H.A. М.: Воениздат, 1966.

37. Справочник по математике / для научных работников и инженеров. / Корн Г., Корн Т. М.: Наука, 1974.

38. Стандарт «Правила предотвращения развития и ликвидации нарушений нормального режима электрической части энергосистем» СТО 17330282.29.240.001-2005.

39. Управление качеством электроэнергии / И.И. Карташев, В.Н. Тульский, Р.Г. Шамонов и др.; под ред. Ю.В. Шарова. М.: Издательский дом МЭИ, 2006.

40. Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Повышение качества энергии в электрических сетях. Киев: Наукова Думка, 1985.

41. Щиголев Б.М. Математическая обработка наблюдений. М.: Физматгиз, 1962.

42. Электрические системы. Электрические сети: Учеб. для электроэнерг. спец. вузов/ В.А.Веников, A.A. Глазунов, JI.A. Жуков и др.: Под ред. В.А. Веникова, В.А. Строева.- 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1998.

43. Электротехнический справочник: Вт. Т. 3. Производство, передача и распределение электрической энергии/ Под общ. ред. Профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. А.И. Попов). 9-е изд., стер. - М.: ИД МЭИ, 2004.