Нестерович Віктор Володимирович. Розвиток методів визначення частотних характеристик систем електропостачання

brief description

Нестерович Віктор Володимирович. Розвиток методів визначення частотних характеристик систем електропостачання: дис... канд. техн. наук: 05.14.02 / Донецький національний технічний ун-т. - Донецьк, 2004

Нестерович В.В.Розвиток методів визначення частотних характеристик систем електропостачання.-Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 Електричні станції, мережі і системи. Донецький національний технічний університет, Донецьк, 2004.
У дисертаційній роботі поставлена й вирішена задача удосконалення існуючих і розробки нових методів розрахункового й експериментального визначення частотних характеристик опорів і провідностей електричних мереж на частотах вищих гармонік.
Виконано оцінку величини несиметрії опорів та провідностей електричних мереж, причин її виникнення й характеру залежності від частоти.
Запропоновано методи експериментального визначення частотних характеристик взаємних опорів і провідностей гілок і вузлів електричних мереж, що засновані на аналізі перехідних процесів, які виникають при комутації лінійного навантаження.
Запропоновано нові й удосконалено відомі методи експериментального визначення частотних характеристик вхідних і взаємних опорів електричних мереж, що базуються на використанні кореляційних моментів і спектральних щільностей струмів у гілках та напруг у вузлах мережі.

У дисертаційній роботі вирішена актуальна науково-практична задача вдосконалення методів розрахункового й експериментального визначення ЧХ опорів і провідностей ЕМ з урахуванням несиметрії й нестабільності параметрів ЕМ, що дозволяє збільшити вірогідність прогнозу можливих спотворень кривих напруг і струмів як на стадії проектування, так й експлуатації систем електропостачання, підвищити обґрунтованість проектних рішень, що пов'язані з забезпеченням електромагнітної сумісності електротехнічного устаткування.
Проведені дослідження дозволили зробити наступні висновки.
1. Розроблено метод визначення ЧХ опорів і провідностей ЕМ, який базується на представленні струмів у гілках і напруг у вузлах ЕМ у вигляді сум вузькосмугових сигналів з частотами ВГ і використанні кореляційних моментів комплексних амплітуд цих сигналів при зміні параметрів режиму ЕМ в умовах нормальної експлуатації. Запропоновано також спрощені методи, які не потребують порівняння фазових кутів струмів і напруг для різних моментів часу. Розроблено пристрої, що можуть бути застосовані для реалізації цих методів.
2. Запропоновано визначати ЧХ взаємних опорів і провідностей гілок і вузлів ЕМ на частотах ВГ шляхом аналізу перехідних процесів, що виникають при комутаціях навантажень.
3. Запропоновано метод визначення ЧХ взаємних опорів і провідностей вузлів ЕМ, який базується на використанні взаємних спектральних щільностей напруг у вузлах ЕМ і струмів нелінійних навантажень. Метод дозволяє визначати ЧХ взаємних опорів і провідностей у процесі експлуатації мережі. Удосконалено та розвинуто метод визначення ЧХ вхідних опорів і провідностей ЕМ, що використовує взаємні спектральних щільності тих же напруг і струмів. Це дозволяє знизити похибки вимірів за рахунок врахування взаємозв'язку між ЕРС мережі й струмом навантаження.
4. Запропоновано для оцінювання несиметрії опорів і провідностей трифазної ЕМ використовувати максимальні абсолютні й відносні відхилення цих опорів і провідностей від середніх значень, а також коефіцієнт несиметрії матриці опорів (чи провідностей), що базується на співвідношеннях модулів недіагональних і діагональних елементів матриць опорів і провідностей у системі симетричних координат.
5. Доведено, що несиметрія еквівалентних опорів і провідностей ділянки як нетранспонованої, так і транспонованої ПЛ, значно залежить від частоти; на деяких частотах несиметрія може істотно перевищувати значення, що відповідають частоті 50 Гц. Відхилення еквівалентних провідностей від середніх значень максимальні, коли довжина ділянки ПЛ кратна половині довжини хвилі струму відповідної ВГ. Відносні відхилення еквівалентних провідностей при цьому можуть сягати 100 %.
6. Доведено, що найбільша несиметрія має місце для взаємних реактивних погонних опорів фаз ПЛ: максимальні відносні відхилення цих опорів від середніх значень для одноланцюгових ПЛ сягають 20 % на частоті 2500 Гц.
7. Обґрунтовано необхідність урахування несиметрії вхідних і взаємних опорів і провідностей ЕМ при розробці методів розрахункового чи експериментального визначення ЧХ у звуковому діапазоні частот ВГ, оскільки похибка експериментального визначення ЧХ, викликана несиметрією, в деяких випадках може сягати 50 - 80 %.
8. Отримано аналітичні вирази для функцій чутливості власних і взаємних погонних опорів ПЛ до зміни розташування проводів; показано, що чутливість цих опорів зростає зі збільшенням частоти (у 5 - 20 разів у діапазоні частот від 50 Гц до 2500 Гц), і, як наслідок, зростає несиметрія погонних опорів ПЛ.
9. Вперше обґрунтовано, що при ідентифікації параметрів ЕМ доцільно застосовувати вейвлет-перетворення, яке має переваги перед перетворенням Фур'є у випадку зміни параметрів системи в процесі проведення досліджень.