Актуальность исследования обусловлена тем, что в настоящее время стратегическим направлением дальнейшего развития систем электроснабжения (СЭС) становится концепция внедрения различных интеллектуальных распределительных комплексов на основе управляемого силового электрооборудования и ЛЭП нового поколения. Одновременно создаются цифровые подстанции, а также специализированные коммуникационные и автоматизированные информационно - измерительные комплексы, устройства релейной защиты и автоматизации производственных процессов на базе силовой электроники, микроэлектроники и микропроцессорной техники.
В статье рассматривается процедура составления тензора преобразования трёхфазных компаунд - сетей, состоящих из совокупности ЛЭП, генераторов, преобразователей, трансформаторов разных типов, электрических нагрузок и других элементов СЭС, обеспечивающая реализацию новых подходов к анализу явлений и процессов в них.
Используется тензорно - топологическая методология Г. Крона, разработанная для исследования сложных электроэнергетических систем методом физического разбиения их на части. Введение компаунд - тензоров позволяет рассматривать любые многофазные устройства в различных координатных системах и осуществлять преобразования их параметров с помощью стандартных автоматических операций.
Преобразования проводились на примерах конкретных трехфазных устройств с учетом их топологических моделей.
Приведен алгоритм анализа асимметричных трехфазных компаунд - сетей и на примере расчета несимметричного короткого замыкания показана последовательность шагов и процедура составления матриц результирующего тензора преобразования и тензора импеданса трехфазной системы, а также представлены тензоры импедансов несбалансированных трехфазных устройств, коротких замыканий, заземлений, а также подробно раскрыты особенности протекания компаунд - токов через элементы трехфазных компаунд - сетей.
Применение компаунд - тензоров и компаунд - сетей, представляющих составные части сложных физических объектов и систем, ускоряет их анализ, сокращает число переменных в уравнениях, исключает повторяющиеся операции и наглядно раскрывает физическую картину происходящих электромагнитных процессов и явлений.
Каждый компаунд - тензор в анализе может быть выражен в любой допустимой системе координат своими компонентами, преобразующимися с помощью соответствующего закона (формулы) и собственного тензора преобразования. Нет необходимости определять каждый раз заново тензоры импеданса для отдельных трехфазных устройств, когда они используются в какой - либо другой трехфазной системе.
На сегодняшний день большое значение в электроэнергетике приобретает эффективная эксплуатация цифровых подстанций. Для этого, в первую очередь, необходимо проведение комплексных исследований различных аварийных режимов, возникающих в электроэнергетической структуре, и разработка на основе полученных результатов системы управления цифровыми объектами трансформации. Используемая в настоящее время методика расчета позволяет определить значения токов короткого замыкания (т. к. з.) с достаточной для практической цели точностью, однако она обладает существенным недостатком: для расчета токов короткого замыкания необходимо преобразовать схему замещения электрической сети к одно - или многолучевой, причем отсутствует общий алгоритм такого преобразования. В то же время существуют методы, в основе которых лежит теория графов, позволяющие определить основные характеристические функции сети, передаточные функции напряжения и тока, входные и выходные сопротивления. Одним из таких методов является метод структурных чисел. Алгебра структурных чисел позволяет создать общий алгоритм расчета характеристических функций независимо от степени сложности рассматриваемой сети.
Экономические изменения, происходящие в электроэнергетике, определяют необходимость повышения точности учета электрической энергии электрооборудования.
Решение этой задачи помогает оптимизировать затраты на электроснабжение и упорядочить расчеты по потребляемой электроэнергии, а также позволяет создать дополнительные возможности для использования энергосберегающих технологий, включая техническое обоснование затрат на производство, передачу, распределение и потребление электроэнергии.
В настоящее время сложилась «неприятная» ситуация для энергетических компаний, и она считается нормальной, когда при снижении нагрузки до 10% от номинальной происходит увеличение коммерческих потерь электроэнергии. Это связано с действующей нормативной документацией по учету электроэнергии.
Данная работа посвящена исследованию повышения точности учета потребления электроэнергии в электроэнергетических системах. Если погрешности выражаются с отрицательным знаком, то зарегистрированная энергия меньше фактической, значит, часть электроэнергии передается потребителю бесплатно. Неточности в измерениях могут привести к значительным ошибкам в техническом и коммерческом учете электроэнергии, это определяет необходимость корректировки регистрируемых значений мгновенной мощности при расчете режимов энергообъектов в соответствии с уравнениями Кирхгофа. Ошибки в измерении мгновенной мощности генераторов могут привести к неоптимальному распределению нагрузки между ними.
В работе рассмотрены возможные неточности, связанные со схемой связи измерительных трансформаторов с приборами учета.
Приведены результаты расчета погрешности, а также показана возможность выбора характеристик измерительных трансформаторов для значительного уменьшения погрешности.