close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

;docx

код для вставкиСкачать
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(51) МПК
H02J
3/01
(11)
(13)
2 529 640
C2
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
(12) ОПИСАНИЕ
(21)(22) Заявка:
ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
2012152172/07, 04.12.2012
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
04.12.2012
(43) Дата публикации заявки: 10.06.2014 Бюл. № 16
(73) Патентообладатель(и):
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего
профессионального образования "Братский
государственный университет" (RU)
R U
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 04.12.2012
(72) Автор(ы):
Плотников Михаил Павлович (RU),
Большанин Георгий Анатольевич (RU)
(45) Опубликовано: 27.09.2014 Бюл. № 27
2121222C1, 27.10.1998. RU 2399139C1,
10.09.2010. US 5387821A, 07.02.1995
2 5 2 9 6 4 0
R U
(54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГАРМОНИЧЕСКИХ СОСТАВЛЯЮЩИХ
ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ ПО НЕРАЗВЕТВЛЕННЫМ УЧАСТКАМ ШЕСТИПРОВОДНОЙ ЛИНИИ
ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
(57) Реферат:
Использование: в области электротехники.
шестипроводной
линии
электропередачи
Технический
результат
обеспечение
разбивают на однородные участки, определяют
возможности прогнозирования распределения
спектральные составы напряжения и тока в
гармонических составляющих тока и напряжения
какой-либо точке исследуемого участка, а также
по неразветвленным участкам шестипроводных
определяют место нахождения источников
линий электропередачи. Согласно способу
каждой
гармонической
составляющей
исследуемую
неразветвленную
часть
электрической энергии. 1 ил.
Стр.: 1
C 2
C 2
Адрес для переписки:
665709, Иркутская обл., г. Братск, ул. Макаренко,
40, ФГБОУ ВПО "БрГУ", Патентный отдел,
С.В. Кварацхелия
2 5 2 9 6 4 0
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2210154C2, 10.08.2003. RU
C 2
C 2
2 5 2 9 6 4 0
2 5 2 9 6 4 0
R U
R U
Стр.: 2
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(51) Int. Cl.
H02J
3/01
(11)
(13)
2 529 640
C2
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY
(12) ABSTRACT
(21)(22) Application:
OF INVENTION
2012152172/07, 04.12.2012
(24) Effective date for property rights:
04.12.2012
(72) Inventor(s):
Plotnikov Mikhail Pavlovich (RU),
Bol'shanin Georgij Anatol'evich (RU)
(43) Application published: 10.06.2014 Bull. № 16
R U
(73) Proprietor(s):
Federal'noe gosudarstvennoe bjudzhetnoe
obrazovatel'noe uchrezhdenie vysshego
professional'nogo obrazovanija "Bratskij
gosudarstvennyj universitet" (RU)
Priority:
(22) Date of filing: 04.12.2012
(45) Date of publication: 27.09.2014 Bull. № 27
C 2
2 5 2 9 6 4 0
R U
Стр.: 3
C 2
(54) METHOD OF PREDICTION OF DISTRIBUTION OF HARMONIC CURRENT AND VOLTAGE
COMPONENTS OF ALONG SINGLE-PATH SECTIONS OF SIX-WIRE POWER LINE
(57) Abstract:
FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention is used in electrical
engineering. According to the method the studied
single-path part of six-wire power line is divided into
homogeneous sections, spectral distributions of voltage
and current in any point of studied section are
determined, and also the location of sources of each
harmonic component of electrical energy is determined.
EFFECT: possibility for prediction of distribution
harmonic component of current and voltage on singlepath sections of six-wire power lines.
1 dwg
2 5 2 9 6 4 0
Mail address:
665709, Irkutskaja obl., g. Bratsk, ul. Makarenko,
40, FGBOU VPO "BrGU", Patentnyj otdel, S.V.
Kvaratskhelija
RU
5
10
15
20
25
30
35
40
45
2 529 640 C2
Изобретение относится к электротехнике, в частности к трехфазной электрической
сети шестипроводного исполнения. Может быть использовано при проектировании,
наладки и эксплуатации шестипроводных линий электропередачи.
Известен способ прогнозирования распределения гармонических составляющих
электрической энергии по неразветвленным участкам электроэнергетической системы
[патент RU 2210154] [1]. Этот способ предполагает, что известен спектральный состав
тока и напряжения для однопроводной линии электропередачи, и на его основе получены
математические модели, характеризующие связь между протяженностью
однопроводного участка линии электропередачи и частотой.
Однако прогнозирование распределения тока и напряжения по шестипроводной
линии электропередачи не может быть описано законами распределения электрической
энергии для однопроводной линии электропередачи.
Недостатком данного способа является отсутствие влияния спектрального состава
тока и напряжения для многопроводных линий электропередачи.
Задачей изобретения является прогнозирование распределения гармонических
составляющих тока и напряжения по неразветвленным участкам шестипроводной
линии электропередачи.
Технический результат достигается тем, что способ прогнозирования распределения
гармонических составляющих тока и напряжения по неразветвленным участкам
шестипроводной линии электропередачи, заключающийся в том, что исследуемую
неразветвленную часть шестипроводной линии электропередачи разбивают на
однородные участки, определяют спектральные составы напряжения и тока в какойлибо точке исследуемого участка, а также определяют место нахождения источников
каждой гармонической составляющей электрической энергии.
На рис.1 представлена расчетная электрическая схема замещения для шестипроводной
линии электропередачи.
Предварительно необходимо разбить исследуемую неразветвленную часть
шестипроводной линии электропередачи на хотя бы относительно однородные участки.
Для осуществления прогнозирования распределения гармонических составляющих
электрической энергии по неразветвленным участкам шестипроводной линии
электропередачи достаточно знать спектральные составы напряжения и тока в какойлибо точке исследуемого участка этой системы. Кроме того, необходимо с достаточной
достоверностью представлять место нахождения источников каждой гармонической
составляющей электрической энергии, что позволит определить направление
распространения падающей волны электромагнитной энергии той или иной частоты
по шести-проводной линии электропередачи.
В схеме присутствуют продольные параметры линейных проводов ROA'n, LOA'n, COA'n
, ROB'n, LOB'n, COB'n, ROC'n, LOC'n, COC'n, ROA"n, LOA"n, COA"n, ROB"n, LOB"n, COB"n, ROC"n,
LOC"n, COC"n, а поперечные параметры характеризуются электромагнитными связями
между линейными проводами: GOA'B'n, COA'B'n, GOA'A"n, COA'A"n, GOA'B"n, COA'B"n, GOB'A"n
, COB'A"n, GOB'C"n, COB'C"n, GOB'B"n, COB'B"n, GOB'C'n, COB'C'n, GOC'C"n, COC'C"n, GOC'A'n,
COC'A'n, GOC'A"n, COC'A"n, GOA"B"n, COA"B"n, GOB"C"n, COB"C"n, GOB"C'n, COB"C'n, GOC"A"n,
COC"A"n, GOC"A"n, COC"A'n и электромагнитными связями между линейными проводами
и поверхностью земли: GOA'On, COA'On, GOB'On, COB'On, GOC'On, COC'On, GOA"On, COA"On,
GOB"On, COB"On, GOC"On, COC"On, diA'B"n; diA'A"n, diA'B'n, diA'n, diB'A"n, diB'C"n, diB'B"n, diB'C'n
, diB'n, diC'C"n, diC'A'n, diC'A"n, diC'n, diA"B"n, diA"n, diB"C"n, diB"C'n, diB"n, diC"A"n, diC"A'n, diC"n
Стр.: 4
RU
5
2 529 640 C2
, - точки утечки по соответствующим электромагнитным связям; MOA'B'n, MOA'A"n,
MOA'B"n, MOB'C'n, MOB'A"n, MOB'B"n, MOB'C"n, MOC'A'n, MOC'A"n, MOC'C"n, MOA"B"n, MOB"C'n
, MOB"C"n, MOC"A'n, MOC"A"n - взаимные индуктивности.
Поскольку напряжение и ток являются функциями времени и длины ЛЭП, то в модели
необходимо использовать частные производные.
Так, если в выделенный участок ЛЭП длиной dl входит ток
, то выходит из этого
участка в тот же момент времени измененный по величине ток
; если на
10
входе выделенного участка напряжение определяется величиной
, то в тот же
момент времени на выходе напряжение определяется величиной и
15
Таким образом, в схеме будут присутствовать шесть фазных токов и напряжений, а
также пятнадцать линейных напряжений. Тогда рабочая математическая модель для
шести проводной линии электропередачи будет состоять из двадцати семи уравнений.
Математическая модель строится на основании законов Кирхгофа.
Для тока в линии A′ справедлив 1-й закон Кирхгофа:
20
Для напряжения в фазе A′ справедлив 2-ой закон Кирхгофа:
25
30
[2].
Уравнения для других линий составляются аналогично.
В результате совместных преобразований уравнений (1)-(2) получается
дифференциальное уравнение второго порядка для фазы А′:
35
40
45
Стр.: 5
RU
2 529 640 C2
5
10
15
20
25
где
,
,
,
,
,
- изображения действующих значений
напряжений на комплексной плоскости на частоте n-й гармонической составляющей;
- продольные сопротивления каждого
провода ЛЭП, расчет которых производится по формуле:
30
где rOA'n и xOA'n - удельное активное и индуктивное сопротивление провода A′,
n - номер гармоники;
35
40
45
-
поперечная проводимость каждого провода линии электропередачи, расчет которых
производится по формуле:
где COA'n - емкостная проводимость линии; GOA'n - активная проводимость линии.
Уравнения для других линий составляются аналогично.
Таким образом, получаются шесть дифференциальных уравнений второго порядка.
Теперь необходимо выполнить их совместное решение. Характеристическое уравнение
системы, образованной равенствами (3), выглядит так:
x6+a·x5+b-x4+c·x3+d·х2+е·x+f=0.
Результаты решения характеристического уравнения являются шесть корней x1, x2,
x3, x4, х5, x6.
Постоянные распространения электромагнитной волны по однородному участку
Стр.: 6
RU
2 529 640 C2
трехфазной шестипроводной линии электропередачи на частоте n-й гармонической
составляющей определяются так:
5
Общее решение уравнения (3) для фазы А′ будет выглядеть так:
10
где
15
- комплексные значения постоянных интегрирования на частоте n-й гармонической
составляющей.
Величины фазных токов определяются из дифференциальных уравнений первого
порядка. В частности для фазы А′ это уравнение имеет вид:
20
Из уравнения (7) вычисляются значения фазных токов. Для А′ выглядят следующим
образом:
25
30
где Δ1A', Δ1B', Δ1C', Δ1A", Δ1B", Δ1C", и Δ - детерминант матриц, полученных из шести
уравнений вида (7).
С учетом равенства (6), уравнение тока в линии А′ предстанет в следующем виде:
35
40
45
Стр.: 7
RU
2 529 640 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
Из уравнений (6) и (8) следует, что в каждом проводе исследуемого участка ЛЭП
будут присутствовать шесть пар волн электромагнитного поля.
Из уравнения (8) собственные волновые сопротивления в линии А′ следует определять
так:
45
Совместное решение уравнений вида (6) и (8) определит уравнения изменения
напряжения и тока вдоль однородного участка шестипроводной ЛЭП. Для фазы А′
Стр.: 8
RU
2 529 640 C2
они выглядят следующим образом:
5
10
15
20
25
30
35
40
45
где
и
- комплексные значения действующих величин напряжения и тока в
начале рассматриваемого участка ЛЭП на частоте n-ой гармонической составляющей.
Таким образом, описываемый способ позволяет получить представление о
спектральных составах тока и напряжения в любом месте анализируемого
неразветвленного участка шестипроводной линии электропередачи, а значит и оценить
распределение гармонических составляющих электрической энергии.
Источники информации
1. Способ прогнозирования распределения гармонических составляющих
электрической энергии по неразветвленным участкам электроэнергетической системы.
Патент RU №2210154. Большанин Г.А.
2. Плотников, М.П., Особенности схемы замещения трехфазной двухцепной ЛЭП
пониженного качества электрической энергии. Естественные и инженерные науки развитию регионов Сибири: материалы XI (XXXIII) Всероссийской научно-технической
конференции. - Братск: Изд-во БрГУ, 2012. - С.97-98.
3. Большанин, Г.А., К вопросу о волновой теории передачи электрической энергии
по линиям электропередач. / Л.Ю. Большанина, Е.Г. Марьясова. // Системы. Методы.
Технологии. - 2010. - №3. - С. 71-76.
4. Большанин, Г.А., Особенности распространения электромагнитного поля по
линиям электропередачи в условиях пониженного качества электрической энергии. /
Л.Ю. Большанина. // Системы. Методы. Технологии. - 2009. - №2. - С.56-59.
Формула изобретения
Способ прогнозирования распределения гармонических составляющих тока и
напряжения по линии электропередачи, заключающийся в повышении точности
прогнозирования распределения тока и напряжения на любом участке трехфазной
Стр.: 9
RU
5
2 529 640 C2
шестипроводной линии электропередачи, отличающийся тем, что исследуемую
неразветвленную часть шестипроводной линии электропередачи разбивают на
однородные участки, определяют спектральные составы напряжения и тока в какойлибо точке исследуемого участка, а также определяют место нахождения источников
каждой гармонической составляющей электрической энергии.
10
15
20
25
30
35
40
45
Стр.: 10
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа