Методика расчета экономической эффективности внедрения технических средств симметрирования в электротехнический комплекс с электродвигательной нагрузкой
Автор: Романова Виктория Викторовна, Хромов Сергей Владимирович, Гонин Валерий Николаевич
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Электроэнергетика
Статья в выпуске: 2 т.20, 2020 года.
Бесплатный доступ
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.
Качество электрической энергии, несимметрия напряжений, эксплуатационная надежность асинхронных электродвигателей, симметрирующее устройство, экономический эффект
Короткий адрес: https://sciup.org/147234050
IDR: 147234050 | УДК: 621.31 | DOI: 10.14529/power200202
Calculating the cost-effectiveness of adopting symmetrization equipment in a motor-carrying electrical complex
This paper covers the key aspects of developing a method for calculating the cost-effectiveness of adopting symmetrization equipment in a motor-carrying electrical complex. Voltage asymmetry is observed in grids of any voltage class. Analysis of earlier studies into voltage asymmetry in the operational 0.4; 6; and 35-kV grids in Zabaikalsky Krai shows that GOST 32144-2013, an interstate standard for the quality of electricity, is being breached systematically on a large scale. Analyzed grids demonstrate fairly high levels of voltage asymmetry. Voltage asymmetry has negative electromagnetic and process-related effects: additional power losses, faster insulation aging, and premature electrical equipment failure. This is why, minimizing voltage asymmetry is imperative, and so is cost-effectiveness analysis of adopting symmetrization equipment in the electrical complex. The developed method is comprehensive and takes into account the cost-effectiveness components, evaluation of the effect of adopting them, as well as the variability of their applied use. The calculation method is intended to help make sound decisions on whether symmetrization equipment is necessary for a motor-carrying electrical complex. The method is meant to test the feasibility of adopting symmetrization equipment to normalize voltage in grids and improve the operational reliability of asynchronous motors. The calculation method has been tested in an electricity delivery segment in the village of Taptugary, Mogochinsky Municipality, Zabaikalsky Krai. The paper analyzes and discusses the obtained results and draws appropriate conclusions.
Список литературы Методика расчета экономической эффективности внедрения технических средств симметрирования в электротехнический комплекс с электродвигательной нагрузкой
- Кузнецов, Н.Л. Надёжность электрических машин. - М.: Издательский дом МЭИ, 2006. - 432 с.
- Надёжность работы электрооборудования при пониженном качестве электроэнергии / И.В. Же-желенко, Ю.Л. Саенко, А.В. Горпинич, И.А. Швецова // Вiсник Приазовського державного технiчного унiверситету: зб. наук. праць. Марiуnоль: Изд-во ПДТУ, 2005. - № 15, ч. 2. - C. 25-29.
- Voltage unbalance emission assessment: sources of contribution and their ranking / U. Jayatunga, S. Perera, Р. Ciufo, А. Agalgaonkar //Australasian Universities Power Engineering Conference. - 2013. - Р. 1-6. DOI: 10.1109/aupec.2013.6725398
- Пинчук, О.Г. Энергетические показатели асинхронного двигателя при различных параметрах несимметрии питающего напряжения / О.Г. Пинчук // Електротехтка i енергетика. Науковi пращ ДонНТУ. - 2008. - № 8 (140). - C. 201-205.
- Study of voltage unbalance conditions based on the behavior of the rnmplex voltage unbalance factor / A.L. Filho, Diogo Garcia, Francisco Nascimento, Jorge Cormane // IEEE/PES Transmission and distribution conference and exposition: Latin America, 2010. - Р. 184-189. DOI: 10.1109/tdc-la.2010.5762880
- Самойленко, И.А. Классификация и систематизация видов ущерба от низкого качества электроэнергии /И.А. Самойленко //Экономика Крыма. - 2010. - № 2. - C. 109-115.
- Pillay, P. Definitions of voltage unbalance / P. Pillay, M. Manyage // IEEE Power Eng. Rev. - 2001. -Vol. 21 (5). - Р. 1-4.
- Карташев, И.И. Управление качеством электроэнергии: учебное пособие / И.И. Карташев,
- B.Н. Тульский, Р.Г. Шамонов; под ред. Ю.В. Шарова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательский дом МЭИ, 2017. - 347 с.
- Дед, А.В. Оценка дополнительных потерь мощности от несимметрии напряжений и токов в элементах систем электроснабжения / А.В. Дед, А.В. Паршукова, Н.А. Халитов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. Научный журнал. - М.: Изд-во «Академия естествознания», 2015. - № 10, ч. 3. - С. 421-425.
- Дед, А.В. Методы расчетов потерь, обусловленных несимметрией токов и напряжений /А.В. Дед, Л.Ю. Шелехина, А.В. Симаков // Россия молодая: передовые технологии - в промышленность. - 2017. -№ 1. - C. 183-188.
- Дулепов, Д.Е. Снижение потерь электрической энергии при несимметричных режимах в сельских распределительных электрических сетях 0,38 кВ / Д.Е. Дулепов, Т.Е. Кондраненкова // Дальневосточный аграрный вестник. - 2017. - № 2 (42). - C. 139-145.
- Оценка дополнительных потерь мощности от снижения качества электрической энергии в элементах систем электроснабжения / С.Ю. Долингер, А.Г. Лютаревич, В.Н. Горюнов и др. // Омский научный вестник. - 2013. - № 2 (120). - C. 178-183.
- Грачева, Е.И. Оценка величины потерь электроэнергии в электрических сетях до 1000 В / Е.И. Грачева, О.В. Наумов // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2003. - № 1. - C. 108-117.
- Romanova, V. V. Effect of asymmetry of supply voltages on asynchronous motor operation modes / V.V. Romanova, S.V. Khromov // Methodological Problems in Reliability Study of Large Energy Systems (RSES 2018). - 2018. - Vol. 58. DOI: 10.1051/e3sconf/20185803013
- Hubana, T. Approach for identification and classification of HIFs in medium voltage distribution networks / T. Hubana, M. Saric, S. Avdakovic // IET Generation, Transmission & Distribution Journal. - 2018. -Vol. 12, no. 5. - Р. 1145-1152. DOI: 10.1049/iet-gtd.2017.0883
- Siddique, A. Effects of voltage unbalance on induction motors / A. Siddique, G. Yadava, B. Sing // Conference record of the IEEE international symposium on electrical insulation. - 2004. - Р. 26. DOI: 10.1109/elinsl.2004.1380430
- Романова, В.В. Влияние несимметрии питающих напряжений на режимы работы асинхронных электродвигателей / В.В. Романова, С.В. Хромов // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики. Вып. 69. Надежность развивающихся систем энергетики: в 2 кн. / отв. ред. Н.И. Воропай. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2018. - Кн. 2. - C. 402-411.
- Faiz, J. Influence of unbalanced voltage on thesteady-state performance of a three-phase squirrel-cage induction motor / J. Faiz, H. Ebrahimpour, P. Pillay // IEEE Transactions on Energy Conversion. - 2004. -№ 19 (4). - Р. 657. DOI: 10.1109/tec.2004.837283
- Effects of voltage unbalance on IM power, torque and vibrations / G.R. Bossio, C.H. De Angelo, P.D. Donolo et al. // Diagnostics forelectric machines, power electronics and drives. - 2009. - Р. 1-6. DOI: 10.1109/demped.2009.5292 784
- Романова, В.В. Эксплуатационная надёжность низковольтных асинхронных электродвигателей в условиях несимметрии напряжений / В.В. Романова, С.В. Хромов // Проблемы энерго- и ресурсосбережения. - Ташкент: ТашГТУ, 2019. - № 4. - C. 136-148.
- ГОСТ 30804.4.30-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Методы измерений показателей качества электрической энергии. - М.: Стандартинформ, 2014. - 52 с.
- ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. -М.: Стандартинформ, 2014. - 19 с.
- Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2018665997 Российская Федерация. Программа для определения оптимального места установки средств симметрирования / В.В. Романова, К.С. Балбекина. - Реестр программ для ЭВМ. - 1 с.
- Romanova, V. V. Development of рrocedures for determining the optimal placement of symmetration devices for electrical supply systems 0.4 kVwith motor-actuated load/ V.V. Romanova, S.V. Khromov, I.F. Suvorov // Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies. - 2018. - No. 11 (5). - Р. 528-535.
- SQLite Database and its Application on Embedded Platform / Y.V. Sai Bharadwaj, Sai Bhageerath Yarrapatruni, Dr. Prasada Rao YVSSSV // International Journal of Computer Trends and Technology. - 2019. -No. 67. - Р. 1-6. DOI: 10.14445/22312803/ijctt-v67i2p101
- Фрост, Р. Базы данных. Проектирование и разработка / Р. Фрост, Д. Дей, К. Ван Слайк. - М.: Изд-во «NTPress». - 2007. - 570 с.
- Медведев, В. Особенности объектно-ориентированного программирования на C++/CLI, C# и Java / В. Медведев. - Казань: РИЦ «Школа». - 2010. - 444 с.
- Железко, Ю.С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: Руководство для практических расчетов / Ю.С. Железко. - М.: ЭНАС. - 2009. - 456 с.
- Технический паспорт нормализатора [Электронный ресурс]. - https://normal.ru/tekhnicheskiy-passport (дата обращения: 01.02.2020).
- Трансформатор симметрирующий каталог [Электронный ресурс]. - https://www.elec.ru/files/ 2013/06/20/katalog-tst.pdf (дата обращения: 01.02.2020).
- Копылов, И.П. Проектирование электрических машин: учеб. для бакалавров / отв. ред. И.П. Копылов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во «Юрайт», 2017. - 767 с.
- Шидловский, А.К. Повышение качества энергии в электрических сетях / А.К. Шидловский, В.Г. Кузнецов. - Киев: Наук. думка, 1985. - 268 с.
- Прейскурант цен на капитальный ремонт электродвигателей [Электронный ресурс]. -http://www.megom.ru/remont_more1/ (дата обращения: 01.02.2020).
- Коверникова, Л.И. Качество электрической энергии, современное состояние, проблемы, предложения по их решению: моногр. / Л.И. Коверникова, Р.Г. Шамонов, В.В. Суднова; отв. ред. Н.И. Воропай. -Новосибирск: Наука, 2017. - 219 с.
- Правила применения скидок и надбавок к тарифам на электрическую энергию за потребление и генерацию реактивной энергии [Электронный ресурс]. -https://nashaucheba.ru/v7800/правилаприменения_ скидок_и_надбавок_к_тарифам_на_электрическую_энергию_за_потребление_и_генерацию_реактивной_ энергии (дата обращения: 01.02.2020).
- Серков, А. Правовая ответственность за нарушение требований к качеству энергии /А. Серков // Коммунальный комплекс России. -М.: Изд-во «Информ», 2015. - № 3 (51). - C. 81-84.
- Сендерович, Г.А. Актуальность определения ответственности за нарушение качества электроэнергии по показателям колебаний напряжения /Г.А. Сендерович, А.В. Дяченко // Электротехника и электромеханика. - 2016. - № 2. - C. 54-60.
- Непомнящий, В.А. Экономические потери от нарушений электроснабжения потребителей / В.А. Непомнящий. - М.: Издательский дом МЭИ. - 2010. - 188 с.
- Бухгалтерский баланс за 2018 год. - 2019. - 178 c.
- Cunningham, W.H. Energy ^me^at^n, price increases and payback periods / W.H. Cunningham, B. Joseph //Advances in consumer research. - 1978. - No. 5. - Р. 201-205.
- Elmaghraby S.E. On the fallacy of averages in project risk management / S.E. Elmaghraby // European Journal of Operational Research. - 2005. - No. 165. - Р. 307-313.
