Методика расчета экономической эффективности внедрения технических средств симметрирования в электротехнический комплекс с электродвигательной нагрузкой

Виктория Викторовна Романова, Сергей Владимирович Хромов, Валерий Николаевич Гонин

Аннотация


Рассмотрены основные аспекты разработки методики расчета экономической эффективности внед­рения технических средств симметрирования в электротехнический комплекс с электродвигательной нагрузкой. Несимметрия напряжений наблюдается в электрических сетях всех классов напряжения. На основании анализа проведенных исследований несимметрии напряжений в действующих сетях 0,4; 6; 35 кВ энергосистемы Забайкальского края установлено, что нарушения требований межгосударственного стандарта по качеству электрической энергии ГОСТ 32144–2013 имеют массовый и систематический характер. Зафиксирован достаточно высокий уровень несимметрии напряжений в исследуемых электрических сетях. Несимметрия напряжений оказывает негативные последствия электромагнитного и технологического характера (дополнительные потери мощности, ускоренное старение изоляции, преждевременный выход из строя электрооборудования). В связи с этим важное значение приобретает минимизация уровней несимметрии напряжений, помимо этого, оценка экономической эффективности внедрения технических средств симметрирования в электротехнический комплекс.

Разработанная методика имеет комплексный характер, в которой учитываются составляющие экономического эффекта, критерии оценки эффекта от их внедрения и одновременно вариабельность их прикладного использования. Методика расчета предназначена для принятия и обоснования решений о применении средств симметрирования в электротехническом комплексе с электродвигательной нагрузкой. Областью применения методики является проведение технико-экономической оценки эффективности внедрения средств симметрирования для нормализации напряжения в электрических сетях, повышения эксплуатационной надежности асинхронных электродвигателей. Методика расчета апробирована на примере участка системы электроснабжения с. Таптугары Могочинского района Забайкальского края. Проведен анализ и обсуждение полученных результатов исследования, сделаны соответствующие выводы.


Ключевые слова


качество электрической энергии; несимметрия напряжений; эксплуатационная надежность асинхронных электродвигателей; симметрирующее устройство; экономический эффект

Полный текст:

PDF

Литература


Kuznetsov N.L. Nadjozhnost' elektricheskikh mashin [The reliability of electrical machines]. Moscow, Izdatel'skiy dom MEI Publ., 2006. 432 p.

Zhezhelenko I.V., Saenko Yu.L., Gorpinich A.V., Shvecova I.A. [Reliability of electrical equipment operation with reduced power quality]. Visnik Priazovs'kogo derzhavnogo tehnichnogo universitetu: zb. nauk. prac'. Marіupol', Izd-vo PDTU. 2005, no. 15, pt. 2, pp. 25–29. (in Russ.)

Jayatunga U., Perera S., Ciufo Р., Agalgaonkar А. Voltage unbalance emission assessment: Sources of contribution and their ranking. Australasian Universities Power Engineering Conference, 2013, рр. 1–6. DOI: 10.1109/aupec.2013.6725398

Pinchuk O.G. [Energy performance of an induction motor with various parameters of asymmetry of the supply voltage]. Elektrotehnika i energetika. Naukovi praci DonNTU, 2008, no. 8 (140), pp. 201–205. (in Russ.)

Filho A.L., Garcia Diogo, Nascimento Francisco, Cormane Jorge [Study of voltage unbalance conditions based on the behavior of the сomplex voltage unbalance factor]. IEEE/PES Transmission and Distribution Confe¬rence and Exposition: Latin America, 2010, pp. 184–189. DOI: 10.1109/tdc-la.2010.5762880

Samojlenko I.A. [Classification and systematization of types of damage from low quality of electric energy], Ekonomika Kryma [Electronics of Crimea], 2010, no. 2, pp. 109–115. (in Russ.)

Pillay P., Manyage M. Definitions of voltage unbalance. IEEE Power Eng Rev., 2001, 21 (5), рр. 1–4.

Kartashev I.I., Tul'skiy V.N., Shamonov R.G. Upravlenie kachestvom elektroenergii: uchebnoe posobie [Power Quality Management: A Training book]. Moscow, MEI Publ., 2017. 347 р.

Ded A.V., Parshukova A.V., Halitov N.A. [Assessment of additional power losses from asymmetry of vol-tages and currents in the elements of power supply system’s]. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i funda-mental'nykh issledovaniy [International Journal of Applied and Basic Research], 2015, no. 10, pt. 3, pp. 421–425. (in Russ.)

Ded A.V., Shelehina L.Ju., Simakov A.V. [Methods for calculating losses due to the asymmetry of currents and voltages]. Rossiya molodaja: peredovye tekhnologii – v promyshlennost' [Young Russia: advanced technologies into industry], 2017, no. 1, pp. 183–188. (in Russ.)

Dulepov D.E., Kondranenkova T.E. [Reducing the loss of electrical energy under asymmetric conditions in rural distribution electric networks of 0.38 kV]. Dal'nevostochnyy agrarnyy vestnik [Far Eastern Agricultural Bulletin], 2017, no. 2 (42), pp. 139–145. (in Russ.)

Dolinger S.Yu., Ljutarevich A.G., Gorjunov V.N., Safonov D.G., Cheremisin V.T. [Evaluation of additional power losses from a decrease in the quality of electric energy in the elements of power supply system’s]. Omskiy nauchnyy vestnik [Omsk Scientific Bulletin], 2013, no. 2 (120), pp. 178–183. (in Russ.)

Gracheva E.I., Naumov O.V. [Estimation of electric energy losses in electric networks up to 1000 V]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Problemy energetiki [News of higher educational institutions. Energy Issues], 2003, no. 1, pp. 108–117. (in Russ.)

Romanova V.V., Khromov S.V. Effect of asymmetry of supply voltages on asynchronous motor operation modes. Methodological Problems in Reliability Study of Large Energy Systems (RSES 2018), 2018, vol. 58. DOI: 10.1051/e3sconf/20185803013

Hubana T., Saric M., Avdakovic S. [Approach for Identification and Classification of HIFs in Medium Voltage Distribution Networks]. IET Generation, Transmission & Distribution Journal, 2018, vol. 12, no. 5,

рр. 1145–1152. DOI: 10.1049/iet-gtd.2017.0883

Siddique A., Yadava G., Sing B. [Effects of voltage unbalance on induction motors]. Conference record of the IEEE international symposium on electrical insulation, 2004. 26 p. DOI: 10.1109/elinsl.2004.1380430

Romanova V.V., Khromov S.V. [The influence of asymmetry of supply voltages on the operating modes of asynchronous electric motors]. Metodicheskie voprosy issledovaniya nadezhnosti bol'shikh sistem energetiki [Methodological issues of researching the reliability of large energy systems]. Irkutsk, ISJeM SO RAN Publ., 2018, no. 69, pp. 402–411. (in Russ.)

Faiz J., Ebrahimpour H., Pillay P. [Influence of unbalanced voltage on thesteady-state performance of

a three-phase squirrel-cage induction motor]. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2004, no. 19 (4). 657 p. DOI: 10.1109/tec.2004.837283

Bossio G.R., De Angelo C.H., Donolo P.D., Castellino A.M., Garcia G.O. [Effects of voltage unbalance on IM power, torque and vibrations]. Diagnostics forelectric machines, power electronics and drive, 2009, pp. 1–6. DOI: 10.1109/demped.2009.5292784

Romanova V.V., Khromov S.V. [Operational reliability of low-voltage asynchronous electric motors in conditions of voltage unbalance]. Problemy energo- i resursosberezheniya [Energy and Resource Saving Issues]. Tashkent, TashGTU Publ., 2019, no. 4, p. 136–148. (in Russ.)

GOST 30804.4.30–2013. Elektricheskaya energiya. Sovmestimost' tekhnicheskih sredstv elektromagnit-naya. Metody izmerenij pokazatelej kachestva elektricheskoj energii [Electric energy. Compatibility of technical means is electromagnetic. Methods for measuring the quality of electric energy]. Moscow, Standartinform, 2014. 52 р.

GOST 32144–2013. Elektricheskaya energiya. Sovmestimost' tekhnicheskikh sredstv elektromagnitnaya. Normy kachestva elektricheskoi energii v sistemakh elektrosnabzheniya obshchego naznacheniya [Electric Energy. Compatibility of technical means is electromagnetic. Norms of quality of electric energy in general-purpose power supply systems]. Moscow, Standartinform, 2014. 19 р.

Romanova V.V., Balbekina K.S. Programma dlya opredeleniya optimal'nogo mesta ustanovki sredstv simmetrirovaniya [The program for determining the optimal installation location of the means of balancing]. Computer Registration Certificate RF 2018665997. 1 p.

Romanova V. V., Khromov S. V., Suvorov I. F. [Development of rocedures for determining the optimal placement of symmetration devices for electrical supply systems 0.4 kV with motor-actuated load]. Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologie, 2018, no. 11(5), pp. 528–535. (in Russ.)

Y.V. Sai Bharadwaj, Sai Bhageerath Yarrapatruni, Dr. Prasada Rao YVSSSV [SQLite Database and its Application on Embedded Platform]. International Journal of Computer Trends and Technology, 2019, no. 67, рр.1–6. DOI: 10.14445/22312803/ijctt-v67i2p101

Frost R., Dey D., Van K. Slayk. Bazy dannykh. Proektirovanie i razrabotka [Database. Design and deve-lopment]. Moscow, INT Press Publ., 2007. 570 p.

Medvedev V. Osobennosti obektno-orientirovannogo programmirovaniya na C++/CLI, C# i Java [ Features of object-oriented programming in C ++ / CLI, C # and Java]. Kazan', RIC “Shkola” Publ., 2010. 444 p.

Zhelezko Yu.S. Poteri elektroenergii. Reaktivnaya moshchnost'. Kachestvo elektroenergii: Rukovodstvo dlya prakticheskikh raschetov [Loss of Electricity. Reactive power. Electricity Quality: A Guide for Practical Calculations]. Moscow, ENAS Publ., 2009. 456 p.

Tekhnicheskiy pasport normalizatora [Technical passport of the Normalizer]. Available at: https://normel.ru/ tekhnicheskiy-pasport (accessed 01.02.2020).

Transformator simmetriruyushhiy katalog [Transformer symmetrical catalog]. Available at: https://www.elec.ru/files/2013/06/20/katalog-tst.pdf (accessed 01.02.2020).

Shidlovskiy A.K., Kuznecov V.G. Povyshenie kachestva energii v elektricheskikh setyah [Improving

the quality of energy in electrical networks]. Kiev, Nauk. Dumka Publ., 1985. 268 p.

Kopylov I.P. Proektirovanie elektricheskikh mashin [Design of electrical machines]. Moscow, Yurayt Publ., 2017. 767 p.

Preyskurant tsen na kapital'nyy remont el. Dvigateley [Price list for the overhaul of engines]. Available at: http://www.megom.ru/ remont_more1/ (accessed 01.02.2020).

Kovernikova L.I., Shamonov R.G., Sudnova V.V. Kachestvo elektricheskoy energii, sovremennoe sos-toyanie, problemy, predlozheniya po ikh resheniyu: monografiya [The quality of electric energy, current status, problems, suggestions for their solution: monograph]. R. editor N.I. Voropay. Novosibirsk, Nauka Publ., 2017. 219 p.

Pravila primeneniya skidok i nadbavok k tarifam na elektricheskuyu energiyu za potreblenie i generatsiyu reaktivnoy energii [Rules for applying discounts and allowances to tariffs for electric energy for consumption and generation of reactive energy]. Available at: https://nashaucheba.ru/v7800/pravila_primenenija_skidok_i_ nadbavok_k_tarifam_na_jelektricheskuju_jenergiju_za_potreblenie_i_generaciju_reaktivnoj_jenergii (accessed 01.02.2020).

Serkov A. [Legal responsibility for violation of the requirements for energy quality]. Kommunal'nyy kompleks Rossii. Nauchnyy zhurnal. Moscow, Inform Publ., 2015, no. 3 (51), pp. 81–84. (in Russ.)

Senderovich G.A., Dyachenko A.V. [The relevance of determining responsibility for violation of the qua-lity of electricity according to indicators of voltage fluctuations]. Elektrotehnika i Elektromehanika [Electronics and electrical engineering], 2016, no. 2, pp. 54–60. (in Russ.)

Nepomnyashhiy V.A. Ekonomicheskie poteri ot narusheniy elektrosnabzheniya potrebiteley [Economic losses from power outages]. Moscow, Izdatel'skiy dom MEI Publ., 2010. 188 p.

Buhgalterskiy balans za 2018 god [The balance sheet for 2018], 2019. 178 p.

Cunningham W.H., Joseph B. Energy сonservation, price increases and payback periods. Advances in consumer research, 1978, no. 5, pp. 201–205.

Elmaghraby S.E. On the fallacy of averages in project risk management. European Journal of Operational Research, 2005, no. 165, pp. 307–313.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power200202

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.