Пестерев Александр Александрович – аспирант, ассистент кафедры «Электроснабжение и электропривод» (ЭиЭ)
Aleksandr A. Pesterev
Novocherkassk
Костинский Сергей Сергеевич– к-т техн. наук, доцент, доцент кафедры «Электроснабжение и электропривод» (ЭиЭ)
г. Новочеркасск
Sergey S. Kostinskiy
Novocherkassk
АКТУАЛЬНОСТЬ. Несимметрия нагрузок отрицательно сказывается как на работе потребителей, так и на самой электрической сети. Указанное явление приводит к снижению эффективности процессов передачи и распределения электрической энергии вследствие появления дополнительных потерь. Симметрирование нагрузок в электрических сетях 0,4 кВ производят как на стадии проектирования сетей, так и при их эксплуатации. На стадии проектирования стараются равномерно распределить нагрузки по фазам. Авторами статьи решается актуальная задача распределения однофазных электропотребителей на стадии проектирования системы электроснабжения для анализа суммарной доли дополнительных потерь от несимметрии в структуре суммарных потерь в распределительных сетях 0,4 кВ.
ЦЕЛЬ. Рассмотреть проблему несимметрии нагрузок в электрических сетях 0,4 кВ, вызывающие дополнительные потери электроэнергии. Произвести анализ существующих методов симметрирования при распределении по фазам линий L1, L2, L3 однофазных электроприемников на этапе проектирования электрических сетей. Разработать алгоритм распределения однофазных электроприемников, использующий в качестве исходных данных массивы мгновенных значений силы тока отдельных электроприемников, который заключается в поиске наилучшего решения распределения электроприемников по фазам линий L1, L2, L3, по критерию минимизации влияния несимметрии нагрузки на потери в элементах системы электроснабжения, используемых для транспортировки электрической энергии.
МЕТОДЫ. Для решения поставленной задачи в работе использован метод полного перебора, реализованный с помощью троичной системы счисления, применяемой для кодирования распределения электроприемников по фазам системы электроснабжения. В качестве целевой функции используется коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по фазам системы электроснабжения.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Приведены результаты использования разработанного алгоритма, применяемого в виде стороннего плагина для программного комплекса по проектированию, для распределения электроприемников одного из кабинетов, разрабатываемой BIM офисного здания. Выполнено сравнение разработанного алгоритма с существующими наиболее широко применяемыми подходами к распределению однофазных электроприемников в системах электроснабжения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Разработанный алгоритм позволил получить принципиально новые технические решения на этапе разработки проектной документации системы электроснабжения (стадия ПД и РД), способствующие повышению энергоэффективности передачи электрической энергии, за счет снижения дополнительных потерь от несимметричной нагрузки.
RELEVANCE. Unbalance of loads adversely affects both the work of consumers and the electrical network itself. This phenomenon leads to a decrease in the efficiency of the processes of transmission and distribution of electrical energy due to the appearance of additional losses. Balancing of loads in electrical networks of 0.4 kV is carried out both at the design stage of networks and during their operation. At the design stage, they try to evenly distribute the loads across the phases. The authors of the article solve the actual problem of distributing single-phase electrical consumers at the stage of designing a power supply system to analyze the total share of additional losses from unbalance in the structure of total losses in distribution networks of 0.4 kV.
THE PURPOSE. To consider the problem of unbalance of loads in electrical 0.4 kV networks, causing additional losses of electricity. To analyze the existing methods of balancing when distributing the phases of the lines L1, L2, L3 of single-phase power receivers at the stage of designing electrical networks. Develop an algorithm for single-phase power consumer distribution, using arrays of instantaneous values of the current strength of individual electrical receivers as initial data. It stipulates calculating the best distribution of power consumers across the phases of lines L1, L2, L3 using the minimization of the load unbalance impact on the losses in power grid elements used for the electric power transfer.
METHODS. To solve this problem, the authors employed the complete enumeration method implemented with a tertiary numerical system used to code power consumer distribution across the power supply grid phases. The coefficient accounting for the unbalance of load distribution across power grid phases is used as the target function.
RESULTS. The developed algorithm can be applied as an external plug-in for the design software package to distribute the power consumers of one of the rooms in a BIM office building. The developed algorithm is compared to the existing widely-used approaches to single-phase power consumer distribution in power grids.
CONCLUSION. The developed algorithm allowed producing brand-new engineering solutions while developing a design document for the power supply grid (design and detailed documentation stage). They help improve the efficiency of electric power transmission by reducing additional losses caused by unbalanced loads.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.