LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 12
(всего 19)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

преобразования электроэнергии посредством ключевых элементов. В резуль-
2. Артюхов И.И., Фурсаев М.А. Магнетронные генераторы для установок
тате работы ключевых элементов происходит искажение токов в цепях пере-
СВЧ нагрева. – Саратов: Сарат.гос.техн.ун-т, 2000. – 48 с.
менного тока. Поэтому кроме активной мощности, потребляемой из сети,
появляется реактивная мощность, обусловленная фазовым сдвигом основных
гармоник тока и напряжения, а также мощность искажения [2].
Несинусоидальность напряжения и тока обусловливает дополнительные
потери и нагрев, а также ускоренное старение изоляции электрооборудова-
ния. Кроме того, наличие высших гармонических составляющих в системе
электроснабжения отрицательно сказывается на функционировании различ-

123 124
Subsystem41
ных видов электрооборудования: вызывает нарушение работы и ложные сра-
батывания устройств релейной защиты и автоматики, приводит к сбоям в In1
Voltage
Measurement
работе электронных систем управления и вычислительной техники, создает




N
Scope 4




1
+
помехи в аппаратуре телемеханики и связи, искажает показания счетчиков v
-
электрической энергии и т.д. [3, 4]. 3-Phase
Source
Необходимо отметить, что процесс внедрения новой техники происходит Subsystem42




1
зачастую без должного внимания к проблеме электромагнитной совместимо- Current
Measurement 4 In1




C
A


B
сти. Вопросами взаимного влияния ранее установленного и вводимого в экс- i
плуатацию электрооборудования начинают заниматься только после аварий- +
-
ных ситуаций. Ситуация усугубляется тем, что при определенных сочетаниях
параметров системы электроснабжения и нелинейных потребителей возмож-
но усиление искажения формы кривых напряжений и токов, обусловленных Scope 1
резонансными явлениями [5]. Current
Для исследования этих явлений в системах электроснабжения с конденса- Measurement 1
3-Phase
торными компенсирующими установками разработана математическая мо- Parallel RL Load
i
+
дель на базе интерактивного программного комплекса MATLAB+Simulink, - A Subsystem1

схема которой показана на рис. 1. Образующие модель блоки могут быть раз- B In1
делены на две группы.
В первую группу входят блоки, которые моделируют силовые элементы C


системы электроснабжения: Scope 2
• трехфазный источник синусоидального напряжения 3-Phase Source; Current
• трехфазный диодный мост Universal Bridge; Measurement 2
3-Phase
Parallel RC Load
• последовательная активно-индуктивная цепь Series RL Branch в цепи
i
+

постоянного тока диодного моста; - A Subsystem2


• параллельная активно-емкостная цепь Parallel RC Branch, которая B In1

моделирует эквивалентную нагрузку и конденсатор фильтра в звене C
постоянного тока преобразовательного устройства;
• блок 3-Phase Parallel RL Load, который моделирует линейную часть Subsystem3
нагрузки системы электроснабжения;
• блок 3-Phase Parallel RС Load, который является моделью конденса-
In1 Scope 3

торной компенсирующей установки. Current
Measurement 3
В полях настройки параметров источника питания 3-Phase Source зада- Universal Bridge
i
Series RL Branch
ются: +
- A

• действующее значение линейного напряжения; +


• начальная фаза напряжения; B
Parallel
• частота напряжения; RC Branch
-

• схема соединения C


• внутренние параметры источника (активное сопротивление и индук-
тивность).




4




4
Рис. 1 – Схема модели для исследования резонансных явлений.
В полях настройки параметров выпрямителя задаются:
• количество ветвей моста (в рассматриваемом случае оно равно трем);
• конфигурация входных и выходных портов;
• параметры снабберных цепей;

125 126
• УДК 681.2.002
тип полупроводниковых приборов (в данном случае – это диоды);
• динамическое сопротивление диодов в открытом состоянии; ВЛИНИЕ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
• индуктивность ветви с диодом в открытом состоянии; НА ВЕЛИЧИНУ КОММУТАЦИОННЫХ ПЕРЕНАПРЖЕНИЙ
• начальное напряжение на диоде в открытом состоянии.
Барышников Д.В.
В полях настройки блока Series RL Branch задаются сопротивления, учи-
тывающие потери мощности в обмотках дросселей, соединительных прово- Состояние изоляции карьерного электрооборудования, определяющее
дов и контактных соединений в цепях постоянного тока выпрямителей, а надёжность работы и безопасность его обслуживания, во многом зависит от
также индуктивности сглаживающих дросселей. Сопротивление в поле на- воздействующих на неё перенапряжений. Наряду с атмосферными перена-
стройки блока Parallel RC Branch представляет собой эквивалентное входное пряжениями и перенапряжениями, обусловленными однофазными замыка-
сопротивление инвертора, подключенного к выпрямителю. ниями на землю в сетях с изолированной нейтралью, существенное влияние
на изоляцию электрооборудования оказывают коммутационные перенапря-
Вторую группу образуют блоки, которые выполняют сервисные функции:
жения, особенно в установках с частыми коммутациями, оборудованных ва-
• измерители мгновенных токов Current Measurement и напряжений
куумными выключателями. Эта проблема наиболее актуальна для элементов
Voltage Measurement;
карьерной сети. Причиной тому - наличие большого числа электроприёмни-
• блоки Scope для наблюдения мгновенных значений токов и напряже-
ков с облегчённой изоляцией (электрические вращающиеся машины пере-
ний;
движных электроустановок карьеров).
• блоки Subsystem, которые предназначены для расчета действующих
Основными причинами перенапряжений на изоляции отдельного при-
значений контролируемых величин, коэффициента искажения сину-
соединения при коммутации нагрузки являются срез тока и повторные зажи-
соидальности кривой и ее гармонического спектра.
гания дуги. Срез тока характерен для выключателей любого применяющегося
в настоящее время типа (маломасляных, электромагнитных, воздушных, ва-
Блоки Subsystem содержат блоки RMS для вычисления действующих зна-
куумных, элегазовых). В вакуумных выключателях причиной среза тока яв-
чений контролируемых величин, блоки Fourier для вычисления амплитуд и
ляется неустойчивость дуги при малых токах, так как она горит в парах ме-
фаз, а также виртуальные дисплеи Display для представления полученной
талла контактов.
информации в цифровом виде.
Кроме величины тока, на перенапряжения при срезе, влияют индуктив-
Для решения дифференциальных уравнений модели выбран многошаго-
ность нагрузки (или мощность) и емкость присоединения (длина воздушной
вый метод переменного порядка ode15s (stiff/NDF). Относительная погреш-
или кабельной линии). Анализ результатов измерений показал, что с ростом
ность интегрирования задана величиной 10-3.
номинальной мощности отключаемых электродвигателей, средние и макси-
мальные КП уменьшаются. Это объясняется, в основном, снижением волно-
Список литературы вого сопротивления обмоток. Перенапряжения, распространяющиеся на сеть,
1. Направления и перспективы применения регулируемого электропривода ниже перенапряжений на нагрузке, что обусловлено шунтирующим действи-
на компрессорных станциях транспорта и хранения газа / И.И.Артюхов, ем емкости питающей сети. Параметры кабеля, двигателя и выключателя яв-
И.И.Аршакян, А.В.Коротков и др. // Электротехнические комплексы и силовая ляются определяющими, параметры внешней сети (до выключателя) на фор-
электроника. Анализ, синтез и управление: Межвуз.науч.сб. – Саратов: Сарат. мирование КП влияют незначительно. Увеличение емкости системы кабель -
гос. техн. ун-т, 2001. – С.26-30. электродвигатель и активно-индуктивного сопротивления кабеля приводит к
2. Силовая электроника и качество электроэнергии / Ю.К.Розанов, уменьшению амплитуды, крутизны и числа импульсов КП при повторных
М.В.Рябчицкий, А.А.Кваснюк и др. // Электротехника.–2002.– № 2.– С.16–23. зажиганиях дуги в выключателе. Наличие даже небольшой активной нагруз-
3. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения пром- ки на вторичной стороне отключаемого силового трансформатора также ис-
предприятий. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 160 с. ключает возникновение перенапряжений по причине среза.
4. Курбацкий В.Г. Качество электрической энергии и электромагнитная со-
вместимость в электрических сетях. – Братск: БрГТУ, 1999. – 220 с. Список литературы
5. Диагностика систем электроснабжения с конденсаторными компенсирую-
1. Евдокунин Г.А., Тилер Г. Современная вакуумная коммутационная техни-
щими установками / И.И.Артюхов, А.В.Коротков, Н.В.Погодин и др. // Диаг-
ка для сетей среднего напряжения. – СПб: Издательство Сизова М.П., 2002.-
ностика – 2004: Материалы 14-й Международной деловой встречи (Арабская
148с., с илл.
Республика Египет, апрель 2004 г.). – М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2004. – Том 3.
Диагностика оборудования и систем компрессорных станций. С. 71 – 75.

127 128
УДК 621.315.175 ляется измерительной системой для каждого пролета где установлен весовой
датчик, т.е. известны величины ?1?Д, ?2?Д, …, ?n?Д.
КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА
Если ?1?Д ? ?1?доп или ? 2?Д ? ? 2?доп или … или ? n?Д ? ? n?доп , то принима-
ГОЛЕЛЕДНО-ВЕТРОВЫХ НАГРУЗОК НА ПРОВОДА И ТРОСЫ
ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ется решение о плавке отложений на проводе линии.
Если на всей линии ?1?Д = ? 2?Д = ... = ? n?Д , то на проводе линии наиболее
Башкевич В.Я., Золоторев В.И., Брыкин Д.А.
вероятно фронтальное распределение отложений по всей длине провода ли-
нии.
В [1] предложена комбинированная система мониторинга гололедно-
Если выполняется условие ?1?Д > ? 2?Д > ... > ? n?Д , то на проводе линии
ветровых нагрузок на провода и тросы воздушных линий электропередачи
(ВЛЭП), производящая измерения затухания последовательности высокочас- наиболее вероятно ассиметричное фронтальное распределение отложений со
тотных непрерывных зондирующих сигналов при прохождении их в проводе смещением максимума влево.
линии. При этом величина затухания на i-ом промежуточном пролете ?i?? со- И наоборот, если ? 1? Д < ? 2 ? Д < ... < ? n ? Д , то на проводе линии наиболее
стоит из трех составляющих: естественного затухания сигнала в проводе ?i,
вероятно ассиметричное фронтальное распределение отложений со смещени-
затухания за счет поглощения поверхностного электромагнитного ВЧ-поля в
ем максимума вправо.
не идеальном диэлектрике отложений ?i?О и затухания сигнала в датчике веса
?1?Д = 0,..., ? k ?1?Д = 0, ? k?Д > 0, ? k +1?Д > 0, ? k + 2?Д = 0,...,
При условии
отложений ?i?Д:
,..., ? n?Д = 0 , то на проводе линии наиболее вероятно локальное распределе-
? i?? = ? i + ? i?О + ? i?Д . (1)
ние отложений от k-ого до k+1 пролетов.
Для всей ВЛЭП состоящей из N промежуточных пролетов на n из кото-
По величине второй составляющей в выражении (2) и общему числу про-
рых установлены силоизмерительные датчики схема замещения будет иметь
летов N вычисляется среднее значение затухания на пролете без датчиков:
вид представленный на рис. 1.
N

?? i?О
i =1
? i?О =
. (3)
N
Если оно приблизительно равно ?i?Д, то можно утверждать, что наиболее
вероятно на проводе имеются отложения по мощности и виду примерно та-
кие же как и на пролетах с весовыми датчиками. А если существенно отли-
чаются, то это значит, что отложения на пролетах без датчиков также суще-
ственно отличаются по мощности и виду от отложений на пролетах с весо-
выми датчиками.
Рис. 1 – Схема замещения воздушной линии электропередачи.
Таким образом, комбинированная система мониторинга гололедно-
Для всех N промежуточных пролетов суммарное затухание в линии ?? со- ветровых нагрузок на провода и тросы ВЛЭП с предложенными алгоритма-
ми обработки позволяет принимать достаточно обоснованные решения по
стоит из трех суммарных составляющих:
плавке отложений.
N N N n

? (? ) ? ? i + ? ? i?О + ? ? i?Д .
?? = + ? i?О + ? i?Д = (2)
i
Список литературы
i =1 i =1 i =1 i =1
Первая составляющая в (2) постоянна и не зависит от наличия отложений 1. Заявка на патент на изобретение РФ №2003117844. Устройство телеизме-
на проводе и всегда известна. Вторая составляющая определяется наличием рения гололедно-ветровых нагрузок на провод воздушной линии электропере-
отложений, видом отложений и "мощностью" – весом, объемом и распреде- дачи / В.Я. Башкевич, С.В. Аверьянов, М.П. Гапоненков, Г.Г. Угаров, В.И. Зо-
лением отложений. Третья составляющая определяется только весом отложе- лоторев // Решение о выдаче патента 24.11.2004 г.
ний в каждом n-ом из N промежуточных пролетах ВЛЭП.
Рассматриваемая измерительная система измеряет общую сумму первой и
второй составляющих в (2) для всей линии, не разделяя их по промежуточ-
ным и анкерным пролетам, но всегда имеется возможность вычислить вто-
рую составляющую, т.к. первая известна. Третья составляющая в (2) опреде-


129 130
УДК 621.315.175
СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ
ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ – НЕОБХОДИМЫЙ ЭЛЕМЕНТ
АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ АДАПТИВНОЙ УПРАВЛЯЕМОЙ
ПЛАВКИ ОТЛОЖЕНИЙ НА ПРОВОДАХ
Башкевич В.Я., Колесников А.А., Аверьянов С.В., Гапоненков М.П.,
Кузнецов П.А., Золоторев В.И., Угаров Г.Г.

В настоящее время считается, что самым эффективным способом защиты
воздушных линий электропередачи (ВЛЭП) от аварий, вызываемых гололед-
но-ветровыми и температурными перегрузками ее проводов (фазных прово-
Рис. 1 – Функциональная схема автоматической системы адаптивной управляемой
дов и грозотросов), является плавка отложений на них большими токами [1].
плавки отложений с системой мониторинга проводов и тросов ВЛЭП.
Недостатками всех существующих методик и систем управления плавка-
Система мониторинга проводов ВЛЭП состоит из набора датчиков, не-
ми отложений является то, что они не получают в реальном масштабе време-
прерывно измеряющих пространственное положение провода в трехмерной
ни информацию о появлении отложений, ветра, пляске проводов, о распреде-
связанной системе координат, датчиков температуры воздуха и провода, из-
лении отложений по пролетам ВЛЭП, о массе отложений и давлении ветра на
мерителей скорости и относительного направления ветра, активного и реак-
провод в каждом пролете, а также информацию о состоянии провода непо-
тивного сопротивлений ВЛЭП, устройств передачи и приема информации с
средственно при протекании по нему тока плавки [2]. Кроме того, в самих
периферийных устройств системы мониторинга и программного обеспече-
установках плавки отложений используется один фиксированный режим и не
ния. Информация с датчиков и измерителей обрабатываются устройством
предусмотрено адаптивное регулирование тока и времени плавки, из-за чего
обработки, и принимаются решения об обнаружении отложений и ветра, о
они используются только для конкретных ВЛЭП при их фиксированной дли-
массе отложений и давлении ветра на провод в каждом пролете, о распреде-
не и не используются для других ВЛЭП этой же подстанции.
лении отложений и ветра по пролетам и вырабатывается управляющая ин-
Недостаток информации для адаптации режимов плавки к состоянию
формация режима работы устройства плавки отложений и секционирования
проплавляемой линии может быть устранен, если система плавки отложений
ВЛЭП. В основу алгоритмов выработки режимов работы системы плавки
будет включать в себя автоматическую телеметрическую информационно-
отложений положено то, что имеется возможность менять параметры ВЛЭП
измерительную систему мониторинга проводов и тросов ВЛЭП, работающую
секционированием или менять параметры источника, от которого ведется
в реальном масштабе времени и связанную с устройством обработки, ото-
плавка отложений или и то и другое одновременно. Таким образом, реализо-
бражения информации и управления режимами плавки [3]. Максимальная
вать автоматическую систему адаптивной управляемой плавки отложений
эффективность такой системы мониторинга будет достигаться если получен-
можно только при наличии автоматической системы мониторинга проводов и
ная информация будет использована при реализации автоматической (авто-
тросов ВЛЭП, работающей в реальном масштабе времени.
матизированной) адаптивной управляемой плавки отложений с автоматиче-
ским выбором режима работы установки плавки отложений в зависимости от
параметров линии на момент включения плавки. Функциональная схема ав- Список литературы
томатической системы адаптивной управляемой плавки отложений с систе- 1. Дьяков А.Ф., Засыпкин А.С., Левченко И.И. Предотвращение и ликвида-
мой мониторинга проводов (тросов) ВЛЭП представлена на рис. 1. ция гололедных аварий в электрических сетях энергосистем. Пятигорск: Юж-
энерготехнадзор, 2000. 284с.
2. Аверьянов С.В., Башкевич В.Я., Гапоненков М.П. и др. Мониторинг голо-
ледно-ветровых и температурных нагрузок воздушных линий электропередачи
// Материалы международной НТК «Электроэнергия и будущее цивилизации».
Томск: Томский гос-ый ун-т, 2004. – стр.5-7.
3. Башкевич В.Я., Угаров Г.Г., Гапоненков М.П., Аверьянов С.В. Система
адаптивной управляемой плавки отложений на воздушных линиях с радиомо-
демной передачей информации // Межвузовский научный сборник «Электро-
технические комплексы и силовая электроника. Анализ, синтез и управление».
Саратов, 2002. – стр.103-106.

131 132
УДК 691.32 Значение коэффициента k, как это видно из формулы (1), определяется
М-74 значениями диэлектрических проницаемостей ?0 и ?т, а также соотношени-
ем толщин слоев H0 и Hт. Если учесть, что ?0 = 1, ?т ? 5, а величины слоев
МОДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРЫ
Н0 и Нт могут изменяться в пределах от 0 до d, то получим пределы измене-
ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ
ния коэффициента k: 1? k ? 5.
ПРОЧНОСТЬ БЕТОНА
При приложении к цементному камню напряжения нарушение его элек-
Вихлянцев С.Д. ., Сошинов А.Г. трической прочности может произойти как по твердой фазе, так и по воздуш-
ным каналам (капиллярам). В первом случае пробивное напряжение
Электрический пробой бетонов как материалов с резко выраженной неод- Uпр=Есрd.
нородностью структуры в значительной степени определяется электрически- Во втором случае
ми и геометрическими параметрами его компонентов, в первую очередь це- Uпр=1/k·Eod. (3)
ментного камня. Это делает целесообразным рассмотрение особенностей может быть представлена в виде последовательно-параллельных слоев
структуры цементного камня как самостоятельной разновидности диэлектри- цементного камня, контактных зон и заполнителя в двух вариантах (рис. 2).
ческого материала и выявление влияния этих особенностей на его электриче- Выбор того или иного варианта схемы определяется, прежде всего, кон-
скую прочность. центрацией заполнителя ?а. При малых концентрациях заполнителя схема
Общий вид модели и соответствующей ей эквивалентной схемы цемент- будет иметь вид, представленный на рис 2, а, при больших концентрациях-
ного камня как диэлектрика с капиллярно-пористой структурой может быть рис. 2, б.
представлен в том виде, как это показано на рис. 1 [1]. Согласно принятой
схеме весь объем диэлектрика состоит из последовательно расположенных
слоев твердой фазы и воздуха и параллельного с ними слоя твердой фазы.




а) б)

Рис.2 – Схемы замещения бетона при различных концентрациях заполнителя:
а) малая концентрация; б) большая концентрации.
а) б) При определении геометрических параметров схемы замещения (приве-
денных толщин слоев отдельных элементов) использована идеализированная
Рис.1 – Электрическая модель цементного камня:
модель бетона в виде объемно-центрированного куба, в узлах которого рас-
а) физическое строение; б) схема замещения.
положены частицы заполнителя. (2). Толщина слоя цементного камня, после-
Введем обозначения: U- напряжение, приложенное к диэлектрику; H0 и Ht довательного контактным зонам,
- толщины соответственно воздушной прослойки и последовательного с ней Н0=d?Нс. (4)
слоя твердой фазы; Соответственно толщина слоя контактных зон Нк=d(1-?Hc). (5)
d = H0+Ht - толщина диэлектрика; Еср= U/d - средняя напряженность Относительная толщина слоя связки ?Hc в зависимости от концентрации
электрического поля. сфер контактных зон ?к определяется двумя выражениями:
Напряженность электрического поля в газообразной фазе цементного
пр и? k ? 0,4 ? H C = 1 ? 0,9853 ? k ?
? (6)
камня Е0 можно записать в виде
?
(1)
? H? пр и? k > 0,4 ? H C = 3 ? 1973 ? k ?
,
? ?1 + H ? ?
0
? ?
UC U? T
? ?.
E= = = T
T T

Критическая концентрация заполнителя, при которой контактные зоны
H (c + c ) ? H +? H H
0

? +? H 0
T 0
0 T
0 0

<< Пред. стр.

страница 12
(всего 19)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign