Автореферат (1144139), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Визуально результат приоптимизированном решении выглядит значительно лучше за счет более качественного повторенияпервого параллельного резонанса на частоте 7,7⋅105 рад/с.Рисунок 8 – Экспериментальная ЧХ и ЧХ полученных схем замещения11Рассмотренная схема замещения по количеству резонансов является одной из наиболеесложных, которые встречаются на практике. Все рассмотренные в работе схемы замещенияструктурированы по количеству и последовательности резонансов. В рамках работы была разработанарасчетная программа, написанная на языке Matlab. В программу включена база типовых схемзамещения. Для каждой схемы проведен анализ зависимостей параметров реактивных элементовмежду собой.
Благодаря проведенной оптимизации, а также за счет подобранных параметровгенетического алгоритма, время работы программы составляет около 15 с для самых сложных схем.В третьей главе выполнена оценка ЭДС, наведенных в контуре плавки от токов ВЛ,полученная при предположении об идеальной проводимости земли. В общем случае наведенную ЭДСв контуре можно рассчитать, используя закон электромагнитной индукции и векторный магнитныйпотенциал A.ddtA dl1 .L1В частном случае, если рассматривать бесконечно протяженные параллельные провода(рисунок 9), величину магнитной индукции для каждой точки можно рассчитать:Ej Ibln ,2a0lгде l – длина линии.Bi2i1i1abРисунок 9 – Ток в проводе i2 наводит ЭДС в параллельно расположенной рамкеВ расчетах влияния ВЛ на соседние линии необходимо учитывать поверхностный эффект вземле.
В работах J. Carson, Г. А. Гринберга, Б. Э. Бонштедта описаны методики учета влиянияпроводящей земли, однако расчеты на их основе на практике сложны и трудоемки. В настоящей работепринято допущение об идеально проводимой земле. При таком допущении для каждого проводника стоком строится его зеркальное изображение.Рассмотрим работу системы плавки гололеда при различных схемах контура плавки.
Нарисунке 10 представлен условный участок сближения четырех ВЛ. Будем считать, что плавка льдаосуществляется на ВЛ1, при этом остальные линии не отключены и работают в нормальном режиме.Будем рассматривать такое распределение фазовых сдвигов токов в проводах, при которых модуль12наведенной ЭДС в контуре ГТ2–ГТ2′ будет максимальным. Результирующие наведенные ЭДС вкаждом контуре приведены в таблице 3.а)ВЛ1ВЛ2I1 = 200 АI2 = 200 Аб)ГТ1ГТ27 кмФ1Ф3Ф2(2)(1)ВЛ3I3 = 200 АВЛ4I4 = 200 А(3)(4)Рисунок 10 – Данные для расчета:(а) карта участка ЛЭП; б) обозначение проводов и ГТТаблица 3 – Результирующие комплексные наведенные ЭДС в контурахСхема плавкиЭДС, ВГТ1–ГТ1′ГТ2–ГТ2′Ф1– Ф1′Ф2– Ф2′Ф3– Ф3′512∠–49°535∠–47°–––35∠–46°39∠–4750∠–34°77∠–14°36∠–25°ГТ – земляГТ1 – 2ГТ1,2 – земляГТ – три фазыГТ1,2 – три фазыВ четвертой главе представлены результаты компьютерного моделирования работывыпрямляющего устройства в условиях наличия наведенной ЭДС в контуре плавки с учетомчастотных характеристик ЗУ, проводов и ГТ.
Приведены оценки вклада каждого приближения вконечный результат.Схема замещения системы плавки гололеда представлена на рисунке 11. Обогреваемый участокпровода или троса подсоединяется к разъединителям K1 и K2.13~10 кВ, 50 ГцXγXγXγXрXрXрT5T2T1T4T3T6K1K2Контур плавкиКонтур плавкиРисунок 11 – Схема замещения системы плавки гололеда.Xγ – реактивное сопротивление сети, Xр – реактивное сопротивление реактора, T – управляемыетиристоры, K1, K2 – разъединителиНа рисунке 12 представлены кривые тока плавки при наличии и отсутствии наведенныхнапряжений.Рисунок 12 – Кривые тока в схеме плавки «ГТ – земля» при наличии и отсутствии наведенной ЭДС вконтуре14Требуемый ток плавки Iпл_треб, необходимый для удаления гололеда с проводов или тросов втечение заданного временного периода рассчитывается из следующего уравнения:2I пл_требRtqвqизQ1 Q2 Q3 ,где Rt – сопротивление обогреваемого провода или троса (Ом); Δτ – длительность процедуры плавки(с); qв – мощность, отводимая за счет конвекции в воздухе (Вт/м); qиз – мощность, отводимая за счетизлучения (Вт/м); Q1 – тепло, затрачиваемое на нагрев проводника (Дж/м); Q2 – тепло, затрачиваемоена нагрев льда (Дж/м); Q3 – тепло, затрачиваемое на плавление льда (Дж/м).В методике ФСК не учитываются высшие гармоники в составе тока плавки.
Выделив изполученной кривой тока плавки постоянную составляющую и высшие гармоники, уравнениетеплового баланса примет следующий вид:NI k2 RktqвqизQ1 Q2 Q3k 1где Ik – ток k-ой гармоники (А); Rkt – эквивалентное сопротивление обогреваемого провода или тросадля k-ой гармоники (Ом).В приложении А представлен перечень типовых схем замещения с приведенными видами ЧХ.Для каждой типовой схемы указано число переменных, используемое при решении задачипараметрического синтеза в виде дроби – первое число указывает полное число переменных, второечисле указывает число переменных, оставшихся после проведения предварительно проведенныханалитических исследований (см.
приложение Б).В приложении Б представлены выкладки аналитических исследований по сокращению числапеременных в решении задачи параметрического синтеза. Представлены решения для трех наиболеесложных «типажей» схем замещения из приложения А.ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ1Оледенение проводов и тросов представляет большую угрозу для стабильной работы ЭЭС.Анализ современного состояния вопроса показал, что существующие методики расчета тока плавкине учитывают гармонический состав тока плавки. В работе создана и апробирована модель всегоконтура плавки, учитывающая ЧХ ГТ, проводов ВЛ и ЗУ. Модель также включает выпрямитель,создающий ток плавки и являющийся возможным источником гармоник.
Произведена оценкатепловыделения от тока плавки. Показано, что для режимов прерывистого тока высшие гармоникивносят существенный (до 90% от теплового действия постоянной составляющей) вклад в общеетепловыделение. Показано существенное отличие тока плавки при использовании резистивных схемзамещения и схем, учитывающих частотные свойства ЗУ и ГТ.2Разработан экспресс-метод определения схемы замещения ЗУ по его экспериментальноопределенным характеристикам. Метод реализован в виде программы, написанной на языке Matlab,дающей возможность получать схему замещения ЗУ в реальном масштабе времени. Метод15ориентирован на совместное использование с приборами контроля электромагнитных характеристикЗУ опор ВЛ и распределительных устройств.
Разработанный комплекс типовых схем замещения ипрограммы по решению задачи параметрического синтеза позволяет получать в реальном масштабевремени схемы замещения на основании ЧХ в диапазоне до 2,5 МГц. Благодаря этому метод можетбыть использован и для выработки мер для повышения грозоупорности ВЛ. Метод также можетприменятьсядлямониторингасостоянияЗУ,определениянеобходимостиегоремонта(восстановления), прогнозирования сроков работы.3Устройства, создающие ток плавки, в большинстве случаев располагаются в зоне работыВЛ, являющихся источниками электромагнитного излучения.
В работе оценены напряжения,наводимые в контуре плавки и способные повлиять на процедуру плавки гололеда и работувыпрямительного устройства для большого количество вариантов взаимного расположения ВЛ иконтура плавки. Полученные оценки наведенных напряжений являются «оценками сверху». При этомпоказано, что наведенная ЭДС в контуре плавки вносит слабое (до 3 %) влияние на общеетепловыделение, однако напряжения на выпрямителе, обусловленной наведенной ЭДС можетдостигать нескольких сотен вольт.4В целом, в работе создана методика расчета тока плавки гололеда на проводах и ГТ ВЛ,учитывающая все основные влияющие на этот процесс факторы.Основные публикации автора по теме работыСтатьи в журналах, рекомендованных ВАК:1 Гончаров В.О., Коровкин Н.В., Кривошеев С.И.
Методика оценки молниестойкостиэлементов ветроэнергетических установок из композитных материалов // Известия НТЦ Единойэнергетической системы, № 76, 2017. С. 36-47.2 Goncharov V., Netreba K., Korovkin N., Vinogradov S., Hayakawa M., Repin A., Shershnev A.,Silin N. Estimation of Induced EMF Value in Ground Wire During Ice-Melting Procedure // IEEEInternational Symposium on Electromagnetic Compatibility.
Tokyo. 2014. pp. 805-808.Свидетельства о регистрации программ для ЭВМГончаров В.О. Определение схемы замещения заземляющего устройства поэкспериментальной частотной характеристике, Свидетельство о государственной регистрациипрограммы для ЭВМ №2018662772, 15.10.2018.Прочие публикации:1 Гончаров В.О. Оценка величины наведенной ЭДС в грозозащитном тросе во время плавкигололеда // Перспективы развития науки и образования. Сборник научных трудов по материаламМеждународной научно-практической конференции. В 7 частях. Часть II. Москва.
2013. С. 155-156.2 Goncharov V., Korovkin N., Silin N. Modelling of Ice-Melting Circuit under Influence of EMFInduced by the Currents of Overhead Lines // WSEAS Transactions on Circuits and Systems. 2014. Vol. 13.pp. 476-484.3 Goncharov V., Korovkin N., Silin N. Influence of EMF Induced by Currents of Overhead Lines onRMS Value of Ice-Melting Current // Proceedings of 2015 ElConRusNW.
St. Petersburg. 2015. pp. 221-226.4 Goncharov V., Korovkin N. Calculation of Induced EMF by Overhead Lines // Proceedings of 2016ElConRusNW. St. Petersburg. 2016. pp. 608-610.5 Goncharov V., Korovkin N., Krivosheev S. Evaluation of Lightning-Resistant Samples ofComposite Heavy-Duty Blades of Wind Generators // Proceedings of 2017 ElConRusNW. St. Petersburg.2017. pp. 1550-1552.16.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
