компьютерное моделирование случайного характера исходных

УДК 621.311
ИССЛЕДОВАНИЕ ГРАФИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
ХАРАКТЕРНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЛЕСОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ
ПРОИЗВОДСТВ
Бакшаева Н.С., Винокуров А.Н.
Россия, г.Киров, ФГБОУ ВПО «ВятГУ»
Данная статья посвящена исследованию влияния резкопеременной нагрузки лесопильных цехов на параметры качества электроэнергии в точке общего присоединения.
Given article is devoted to the influence of the variable load lumber shops on the parameters
of power quality at the point of common connection.
Необходимость разработки данной темы обусловлена отсутствием четких рекомендаций, инструкций о возможности совместного питания коммунально-бытовых потребителей с резкопеременными нагрузками характерных производств на основе анализа схем питания потребителей, мощностей источников колебаний и режимов их работы.
Актуальность работ продиктована необходимостью выполнения требований
национального стандарта ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в
системах электроснабжения общего назначения» в распределительных электрических
сетях. Кроме того, колебания напряжения наносят определенный ущерб, поэтому разработка рекомендации по снижению величины колебаний напряжения, возникающих
при работе резкопеременной нагрузки характерных производств, является весьма актуальной.
Была поставлена цель изучить влияние резкопеременной нагрузки характерных
производств и отдельных электроприемников на параметры качества электроэнергии в
различных точках электрической сети.
Практика работы отдельных предприятий обнаруживает во многих случаях недопустимый уровень колебаний напряжений у электроприемников, наносящий существенный ущерб производственному процессу. При этом снижается надежность электроснабжения и производительность электрифицированных механизмов, растут потери
электрической энергии в сетях и асинхронных двигателях, составляющих большинство
электроприемников производства.
Исследование режимов электропотребления производилось с использованием
переносного анализатора электропотребления AR.5 фирмы Circutor, а также прибором
РЕСУРС UF2M. Измерения проводились на шинах напряжением 0.4 кВ трансформаторной подстанции и на отходящем фидере, от которого питается лесопильное оборудование. Помимо лесопильного оборудования от данной подстанции питаются и другие
потребители - жилые дома, хозяйственные постройки.
Был произведен анализ режимов электропотребления на трансформаторной подстанции и отходящих фидерах, расчет колебаний напряжения, возникающих при работе
лесопильных производств. Сделан вывод о соответствии колебаний напряжения требованиям ГОСТ.
В качестве примера ниже представлены результаты исследований, проводимых
при работе лесопильного оборудования и пилорамы Beaver 523B. Измерения проводились в течение суток. На рисунке 1 приводится график изменения напряжения на шинах 0,4 кВ ТП, во время работы пилорамы Beaver 523B. На рисунке 2 – график изменения активной мощности в каждой фазе. Результаты измерений приведены в таблицах 1,
2.
Таблица 1. Результаты измерений активной мощности
Значение активной мощности, кВт
Место измаксимальное
минимальное
среднее
мерения
Pа
Pb
Pc
Pа
Pb
Pc
Pа
Pb
Pc
Ввод ТП
43,23
47,44
48,39
2,98
2,98
2,98
26,4
25,7
33,4
Фидер № 7
4,96
3,92
4,10
0,90
0,94
1,09
3,02
2,97
3,33
Таблица 2. Результаты измерений напряжений по фазам
Значение напряжения, В
Точка
Фаза
измерений
максимальное
минимальное
а
238,02
223,60
ТП, ввод
в
235,47
218,99
с
238,26
220,62
а
237,990
223,59
ТП, фидер №7
в
235,12
218,74
с
238,25
220,64
среднее
230,73
226,53
226,48
230,71
226,31
226,32
Рисунок 1 – График изменения напряжения на вводе ТП
Рисунок 2 – График изменения активной мощности на вводе ТП
Был произведен расчет колебаний напряжений, возникающих при работе лесопильного оборудования и пилорамы Beaver 523B. Колебания напряжения характеризуется размахом амплитуды и частотой возникновения колебания. Результаты вычислений колебаний напряжения приводятся в таблице 3. На рисунке 3 приводится гистограмма размахов изменения напряжения.
Таблица 3. Результаты исследований размахов напряжения, возникающих при
работе пилорамы Beaver 523B
Интервал
Количество
времени
Допустимые
Интервал,
попаданий,
ni/N
между колезначения
Umin/Umax, %
U, В
ni
баниями Δt,
δUдоп, %
мин
0
0
0,7
461
0,620
0,7-1,7
0,7
1,7
240
0,323
1,612
0,9
1,7-2,7
1,7
2,7
31
0,042
3,096
1,2
2,7-3,7
2,7
3,7
7
0,009
23,968
2,1
3,7-4,7
3,7
4,7
1
0,001
106,143
2,9
4,7-5,7
4,7
5,7
2
0,003
743,000
7
> 5,7
0
0,000
371,500
4,9
При проведении измерений нормы ГОСТ 13.109-97 по размаху изменения
напряжения в ряде случаев не выполняются.
Рисунок 3 – Гистограмма размахов изменения напряжения
В результате проведенных исследований сделаны следующие выводы.
Проведен анализ графиков электрических нагрузок характерных производств
лесозаготовительных и лесоперерабатывающих предприятий. Установлено, что в системах электроснабжения леспромхозов работают потребители, как со спокойной
нагрузкой, так и с резкопеременной нагрузкой.
Сделан вывод, что совместное питание исследуемых электроприемников с резкопеременной нагрузкой (лесопильное оборудование и пилорама Beaver 523B) с коммунально-бытовыми потребителями (жилые дома, хозяйственные постройки) невозможно.
Аналогичным образом можно сделать вывод о допустимости совместного питания других резкопеременных нагрузок с коммунально-бытовыми потребителями.
Бакшаева Наталья Сергеевна – к.т.н., доцент, ФГБОУ ВПО «ВятГУ», доцент кафедры «Электроснабжения». Адрес: 610033, г. Киров, ул. Лепсе, д.62, кв.28,
e-mail: bakshaeva@vyatsu.ru.
Винокуров Андрей Николаевич – студент ФГБОУ ВПО «ВятГУ»