Вплив відновлювальних джерел енергії на технічний стан обладнання розподільних мереж

Abstract

The transient processes has been researched in the article during the switching on and switching-off of electrical equipment (EE), for instance, of photovoltaic power plants (PPP), in the local electrical systems (LES). Were shown results of PPP impact studies with inverters PCS-9563 and RC filters, which are contained in each phase are capacitor with a capacity of 300 μF and an inductor of 0,1 mH, on the currents in the high voltage winding of measuring transformers of voltage, and it is proved that during switching overvoltage, caused by the switching ON or OFF of several PPP inverters, the currents in high voltage windings of these transformers may grow, while in the cable couplings can increase the current due to insulation resistance. The analysis of the results of using the fast transform of Fourier during the study of the curve of change of current in a high-voltage winding indicates that in the current of this winding, among the most of influential on the graph, there are not only harmonics of an industrial frequency of 50 Hz, but also other harmonics, for example, harmonics, with frequencies 150, 300 and 450 Hz. Such overvoltages can cause operations of arresters and reduce their switching resources. It is shown that the use of methods of mathematical modelling, methods of the theory of electric circuits and software package of Wolfram Mathematica allows to obtain mathematical models of processes of change of currents and voltages in the equipment of local electrical systems with renewable sources of energy (RSE). Attention is drawn to the fact that the complexity of mathematical expressions of currents and voltages in the equipment of local electrical systems with RSE, which have been obtained using the software package of Wolfram Mathematica worsens their perception and understanding and their analysis, therefore, more expedient using the research computer models created in the software providing by PS CAD, Matlab Simulink, etc

В статті досліджуються перехідні процеси під час увімкнення-вимкнення електричного обладнання розподільних міських електричних мереж, наприклад фотовольтаїчних електричних станцій (ФЕС), в локальних електричних системах. Наведені результати досліджень впливу ФЕС з інверторами PCS-9563 та RC фільтрами, що містять в кожній фазі конденсатор ємністю 300 мкФ та котушку індуктивністю 0,1 мГн, на струми в обмотках високої напруги вимірювальних трансформаторів напруги та доведено, що під час комутаційних перенапруг, викликаних почерговим увімкненням або вимкненням декількох інверторів ФЕС, можуть зростати струми в обмотках високої напруги цих трансформаторів, а у кабельних муфт може збільшуватись струм через опір ізоляції. Аналіз результатів застосування швидкого перетворення Фурьє під час дослідження графіку зміни струму в високовольтній обмотці свідчить про те, що в струмі цієї обмотки серед найбільш впливових на графік присутня не лише гармоніка промислової частоти 50 Гц, а й інші гармоніки, наприклад, гармоніки з частотами 150, 300 та 450 Гц. Такі перенапруги можуть викликати спрацьовування розрядників та зменшення їх комутаційного ресурсу. Показано, що використання методів математичного моделювання, методів теорії електричних кіл та програмного пакету Wolfram Mathematica дозволяє отримати математичні моделі процесів зміни струмів та напруг в обладнанні локальних електричних систем з розподіленими джерелами енергії (РДЕ). Звертається увага на те, що складність математичних виразів струмів та напруг в обладнанні локальних електричних систем з РДЕ, отриманих з використанням програмного пакету Wolfram Mathematica, погіршує їх сприйняття, розуміння та аналіз, тому доцільнішим є використання в дослідженнях комп`ютерних моделей, створених в програмному забезпеченні PS CAD, Matlab Simulink і т. п.