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Le magistère de l'UNTD Oksana Toptchy

Oksana Toptchy

Faculté: electrotechnique

Chaire: les systèmes électrotechniques de l’approvisionnement électrique

Le thème du travail scintifique:

Analyse des doses de flicker en cas de fluctuations periodiques de la charge

Le directeur des recherches: Kourenny Edouard Grigorievitch

Sur l'auteur

Abstract

    Les buts

   Les réseaux de l'approvisionnement en énergie électrique doivent être projetés d’une telle manière que les charges variables ne provoqueraient pas les fluctuations inadmissibles de tension. Les amplitudes admissibles des fluctuations de tension en fonction de fréquence sont normés dans les standards [1, 2]. La dose de flicker (DF) est le paramètre universel la compatibilité électromagnétique (CEM). Les courbes des fluctuations donnent la décision exacte seulement pour les fluctuations périodiques de la forme de méandre. Pour les fluctuations périodiques d'autre forme les méthodes calculés selon [1] n'assurent pas la coincidence des résultats reçus avec l'estimation de l'admissibilité des fluctuations de tension selon la dose de flicker. Il faut élaborer la méthode du calcul des doses de flicker aux fluctuations de tension de n'importe quelle forme.

    L'actualité du travail

   Dans les conditions normales dans le réseau de distribution de l'énergie électrique il y a des fluctuations rapides de tension provoquées par mise sous tension et hors de tension de diverses charges. Les charges semblables amènent à l'apparition des fluctuations de tension se répétant en temps. Pratiquement on tâche de limitervces fluctuations, en les retenant dans telles limites pour ne pas créer l'inconvénient pour les utilisateurs de l'énergie électrique.
   C’est une lampe de l'incandescence, qui est un appareil électrique le plus sensible aux fluctuations de tension. Les fluctuations de l’eclairage, qui sont provoqueés les fluctuatons de tension, ont les suites négatives pour les clients d’eclairage électrique L'élaboration des méthodes scientifiquement argumentées du calcul des doses de flicker aux fluctuations périodiques de la charge est un problème assez d’important.

    Le résultat pratique planifié

   Le paramètre universel objectif de l'admissibilité des fluctuations est une dose de flicker PSt de tension. Dans les réseaux électriques la dose est mesurée par flickermètre, mais dans la conception - par la voie de calcul. Norme d'Etat 13109-97 recommande les méthodes approchées du calcul seulement pour les cas particuliers des fluctuations déterminées de la forme rectangulaire et triangulaire avec les restrictions essentielles des intervalles du temps entre les fluctuations voisines. L'élaboration de la méthode totale d’estimation sans restriction selon l'aspect des fluctuations est le but du travail.

    Les fluctuations et la dose de flicker

   Le paramètre universel de l'admissibilité des fluctuations de tension est la dose de flicker, qui estime la fatigue supplémentaire de la personne à cause de fluctuations d'éclairage provoquées par les changements des valeurs effectives de tension dans la gamme de fréquence jusqu'à 35 Hzs.

   Le schéma structural de flicker-modèle [5] (fig. 1) comprend :
Figure 1 - Le schéma structural de flicker-modèle (Animation consiste à 10 cadres avec l’arrêt de 80 ms ; nombre de cycles sont 10)

Figure 1 - Le schéma structural de flicker-modèle

    (Animation consiste à 10 cadres avec l’arrêt de 80 ms ; nombre de cycles sont 10)
       - le bloc d'entrée(БВ), dans lequelle les fluctuations de tension se dégagent;
       - le filtre de pondération(ВФ) modelant la lampe et la réaction de la vue et l’encéphale de la personne sur les fluctuations de l'éclairage;
       - le bloc d’ajustement quadratique d'inertie(КСИ), qui modèle la sensation visuelle, reflétant la fatigue de la personne;
       - le bloc du calcul de paramètre CEM(ПЭ), dans lequelle la dose de flicker est calculé.

    La méthode «des réactions partielles»

   L’idée de la méthode «des réactions partielles» consiste en ce que le filtre est remplacé par le système équivalent, qui comprend de n chaînons d'inertie du premier ordre parallèlement inséré. Cette méthode permet facilement de définir les réactions "partielles" y (t) de chaque chaînon à l’action d'entrée, et ensuite les additionner.

   Figure 2 - Le schéma transformé structural du filtre
   Figure 2 - Le schéma transformé structural du filtre

    Le résumé des résultats personnels

   A l'étape donnée de travail de fin d’étude de maître on recevait la resolution analytique du problème sur DF aux fluctuations rectangulaires, qui permet de recevoir les courbes admissibles des fluctuations avec divers facteurs de remplissage .
   La réaction ВФ doit être définie par la résolution de l'équation différentielle de quatrième ordre. Pour ce but nous appliquerons la méthode des réactions partielles [3], selon laquelle ВФ se représente en forme de quatre chaînons d'inertie branchés en parallèle.
   La sommation des réactions partielles donne la relation finale :

    Eqn26

    Après la définition de la réaction ВФ, cette reltion est élevée au carré et est manqué à travers le chaînon d'inertie avec la constante du temps 0,3 s, c’est à dire dans le bloc du КСИ. Trouvons la dépendance DF en fonction d'amplitude et la fréquence de fluctuations. En substituant la valeur admissible DF, qui est égale à l'unité, nous trouverons les courbes des fluctuations admissibles en fonction de la fréquence (fig. 3). Lors de grandes fréquences les fluctuations agissent par personne plus moins, que le facteur de remplissage est plus petit. Dans ces cas l'utilisation des courbes normés selon standards donne l'exagération considérable des estimations de CEM.

Figure 3 - Les courbes des fluctuations admissibles en fonction de la fréquence
    Figure 3 - Les courbes des fluctuations admissibles en fonction de la fréquence

   Ainsi, la résolution analytique du problème de DF des fluctuations rectangulaires permet de perfectionner les normes [1, 2] par l’introduction dans ces standards des courbes représentées sur la fig. 3.

    Conclusions

   1. Les notions des amplitudes et les fréquences des fluctuations dans la plupart des cas ne reflètent pas l'essentiel du problème, c'est pourquoi l'estimation de l'admissibilité des fluctuations de tension il faut faire selon la dose de flicker.
   2. Il est rationnel d'accomplir le calcul des caractéristiques des réactions du filtre de flickermètre selon la méthode proposée des réactions partielles.
   3. La norme d'Etat 13109-97 dans la partie de l'estimation des fluctuations de tension demande la précision des domaines de l'application des courbes de fluctuations et le perfectionnement des méthodes de calcul.

    Remarque

   Actuellement cet ouvrage n'est pas encore terminé. L'achèvement définitif : décembre 2009. Le texte complet du travail et les documents sur le sujet peuvent être reçu chez l'auteur ou son chef après la date indiquée.

    Littérature

    Литература

    1. ГОСТ 13109-97. Межгосударственный стандарт. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. – Введ. в Украине с 01.01.2000 [Электронный ресурс]http://epicentre.com.ua/doc8734.htm
    2. CEI/IEC 61000-4-15. Electromagnetic compatibility – Part 4, Section 15: Flickermeter – Functional and design specification. 1997.
    3. Куренный Э.Г., Лютый А.П., Черникова Л.В. Метод парциальных реакций для анализа процессов на выходе линейных фильтров в моделях электромагнитной совместимости. – Электричество, 2006, №10. – С.11-18.
    4. Мельник В.Н., Куренный Э.Г. Оценка влияния колебаний напряжения на электромагнитную совместимость при периодическом изменении напряжения. – Праці Донецького державного технічного університету «Електротехніка і енергетика». – Донецьк, випуск 17, 2000. – с.142-145.[Электронный ресурс] http://masters.donntu.ru/2007/eltf/andrushkevich/library/kolebanie.htm

    5. Кузнецов В.Г., Куренный Э.Г., Лютый А.П. Электромагнитная совместимость. Несимметрия и несинусоидальность напряжения. – Донецк: Норд-Пресс, 2005. – 250 с.
    6. Куренный Э.Г., Цыганкова Н.В. Расчет доз фликера напряжения. Збірник наукових праць, ДонНТУ. Серія "Електротехніка і енергетика", випуск 50.- Донецьк, ДонНТУ,2002.- С. 88-92 [Электронный ресурс]http://masters.donntu.ru/2007/eltf/andrushkevich/library/doza.htm

    7. Куренный Э.Г., Дмитриева Е.Н., Погребняк Н.Н., Черникова Л.В., Цыганкова Н.В. Аналитический метод расчета показателей случайных колебаний напряжения в электрических сетях. - – Праці Донецького державного технічного університету «Електротехніка і енергетика». – Донецьк, випуск 17, 2000.
    8. Цыганкова Н.В. Оценка допустимых колебаний напряжения по размахам и частотам. "Технічна електродинаміка", частина 3, 2002. - С, 17 - 22.
    9. Курінний Е.Г., Дмітрієва О.М., Топчій В.О. Дози флікеру при періодичних коливаннях напруги.
    10. Mirra C., Sani G.Il femomeno del flicker. Analizi delle sue caracteristiche. Techniche di misura e medodi dilimitazione.-L'Elettrotecnica. - 1987.
    11. Шидловский А.К., Куренный Э.Г. Введение в статистическую динамику систем электроснабжения. Ц Киев: Наукова думка,1984. Ц 272 с.
    12. Ермилов А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 208 с.

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