Разработка саморегулируемого симметрирующего устройства и метода расчета его параметров для сельских электрических сетей 0,4 кВ

Непрерывно изменяющиеся условия несбалансированного электропотребления требуют разработки новых симметрирующих устройств и инструментариев расчета режимов работы электрических сетей. В связи с этим целью диссертации является снижение потерь электрической энергии и повышение её качества в сельских распределительных электрических сетях 0,4 кВ за счет разработки саморегулируемого симметрирующего устройства (ССУ). Объект исследования - сельские электрические сети 0,4 кВ Иркутской области. В процессе диссертационного исследования для установления уровня несимметрии были произведены измерения в действующих сельские электрических сетях 0,4 кВ Иркутской области, которые позволили установить, что коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности в 2,5 раза превышает установленные ГОСТ 32144-2013 значения, а дополнительные потери активной мощности, обусловленные несимметричным электропотреблением, более чем в 2 раза превышают потери для условно-симметричного режима. Разработанные и предлагаемые к внедрению новые средств симметрирования, позволяют либо исключить несимметрию трёхфазной системы (устройство преобразования трёхфазной системы напряжений в однофазную), либо значительно минимизировать последствия несимметричных режимов, повышая качество электроэнергии и снижая ее потери более, чем на 50% (саморегулируемое симметрирующее устройство). Для предлагаемого саморегулируемого симметрирующего устройства разработан метод определения его параметров в условиях изменяющейся несимметричной нагрузки, а также методы расчета показателей несимметрии токов и напряжений, отличающиеся от существующих динамичным изменением параметров ССУ в зависимости от уровня несбалансированного электропотребления. Разработанные методы расчета параметров ССУ и показателей несимметрии токов и напряжений реализованы в новом программном обеспечении, позволяющим осуществлять имитационное моделирование и экспериментальное исследование несимметричных режимов работы в действующих электрических сетях. При проведении лабораторных исследований несимметричных режимов работы на физической модели низковольтной электрической сети, питающей несимметричную нагрузку потребителей, было установлено, что экспериментальная модель саморегулируемого симметрирующего устройства позволяет более, чем на 50% повышать качество электроэнергии за счет снижения коэффициента несимметрии напряжений по нулевой последовательности и сокращать ее потери (более, чем на 50 %). Планируемое внедрение предлагаемых средств симметрирования представляет собой эффективный инструмент для повышения качества электрической энергии и снижения ее потерь в сельских электрических распределительных сетях низкого напряжения.