Удк 621. 313. 332 Рациональная структура генерирующей части формируемых источников аварийного электроснабжения icon

Удк 621. 313. 332 Рациональная структура генерирующей части формируемых источников аварийного электроснабжения




Скачати 74.35 Kb.
НазваУдк 621. 313. 332 Рациональная структура генерирующей части формируемых источников аварийного электроснабжения
Дата11.10.2012
Розмір74.35 Kb.
ТипДокументи

ЕНЕРГЕТИКА ТА ЕНЕРГОРЕСУРСОЗБЕРЕЖЕННЯ



УДК 621.313.332

Рациональная структура генерирующей части формируемых источников аварийного электроснабжения

Рыков Г.Ю., Гладырь А.И.

Кременчугский государственный политехнический университет

Институт электромеханики, энергосбережения и компьютерных технологий


Введение. Обеспечение надежности электроснабжения сельских потребителей может быть достигнуто повышением надежности работы отдельных элементов электрических сетей и их резервированием. Однако и при сетевом резервировании не устраняются отключения трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ, так как существует большая вероятность одновременного повреждения основной и резервной воздушных линий электропередачи при гололеде, грозе, сильном ветре, а также не исключены повреждения в сети высокого напряжения, особенно при резервировании от той же подстанции, которая осуществляет основное питание [1].

Нельзя не учитывать и тот факт, что существующие воздушные линии имеют очень большой износ, поэтому природные явления даже относительно небольшой силы способны привести к нарушениям электроснабжения.

Обновление линий электропередач, а также резервирование электропитания сельских потребителей – это пока непосильная задача для энергоснабжающих компаний. В этих условиях наиболее эффективным было бы резервирование с помощью автономных электростанций с двигателями внутреннего сгорания. Но далеко не каждое сельскохозяйственное предприятие может приобрести, а также содержать в состоянии горячего резерва оборудование, чаще всего используемое незначительное число часов в году и требующее существенных затрат на обслуживание.

Именно в этой ситуации видится практическое применение формируемых источников автономного питания, использующих в большей мере энергосиловое оборудование, имеющееся в составе штатного оборудования любого предприятия [2]. Учитывая существующую в настоящее время материально-техническую оснащённость, условия эксплуатации, уровень квалификации обслуживающего персонала сельхозпредприятий, возникает проблема максимального упрощения конструкции формируемого источника питания и, особенно, системы управления и регулирования.

^ Цель работы. Целью работы является обоснование и анализ рациональных структур генерирующей части формируемых источников аварийного питания, имеющих наиболее вероятное практическое применение для аварийного электроснабжения сельских потребителей.

^ Материалы и результаты исследований.

Создание формируемых источников электропитания (ФИЭ) источников возможно при надлежащем учете особенностей хозяйственных потребителей. Для таких потребителей чаще всего характерна мощность до 10-15 кВт, что позволяет реализовать ремонтные работы, освещение, подогрев воды, электропитание насосов подачи воды и т.п.

В таких случаях может быть не обязательным питание потребителей от трехфазной сети, отсутствие жестких требований к качеству питающего напряжения, так как при работе формированных источников аварийного электропитания практически неоправданно требовать выполнения стандартов качества электроэнергии.

Вышесказанное позволяет сформулировать следующие основные требования к генерирующим оперативно-формированным установкам:

  • сеть электропитания может быть однофазная с уровнями напряжения 0,22 ÷ 0,4 кВ;

  • генератор - широко используемый асинхронный трехфазный двигатель с напряжением 0,22 ÷ 0,4 кВ с однофазным или трехфазным конденсаторным устройством возбуждения;

  • колебания напряжения питания ± 20÷ 30 % от Uном;

  • колебания частоты напряжения питания - 25÷ +30 % от fном;

Безусловно, эти параметры должны уточняться в зависимости от состава электрооборудования потребителей, условий его запуска и других факторов. Поэтому структурные решения ФИЭ на базе транспортных средств могут иметь следующий вид (рис.1) и особенности:

- наряду с использованием трёхфазной сети электропитания возможно использование однофазной сети как переменного тока для питания потребителей с асинхронными однофазными двигателями и осветительной нагрузкой, так и однофазной сети постоянного тока для питания транзисторных преобразователей частоты и потребителей с коллекторными двигателями;

  • управление уровнями напряжения целесообразно осуществлять без учета изменения частоты питания, в связи с возможной сложностью практической реализации системы стабилизации частоты вращения теплового двигателя;



Рисунок 1 – Структура формированного источника электропитания

  • управление емкостным током возбудительного однофазного устройства должно осуществляться в режиме, отвечающему простейшему закону частотного управления (здесь – постоянная, равная ).

На сегодняшний день существует достаточно большое число вариантов схемных решений устройств управления емкостным током в контексте создания автономных генераторных установок с асинхронными машинами. Их особенность заключается в том, что регулируемый емкостной источник связан как с генераторной установкой, так и с потребителями. Это существенно снижает эффективность регулирования ёмкостного тока, что легко объяснимо, если проанализировать параллельное включение комплексных сопротивлений асинхронного генератора и нагрузки. Снижение эффективности этих устройств приводит к существенному росту их стоимости. Поэтому схема включения асинхронного генератора может быть принята упрощённой, отличной от классической с трёхфазным регулятором ёмкостного тока.

В качестве одного из вариантов предлагается разделение конденсаторов возбуждения и нагрузки, что может быть осуществлено двумя способами.




Рисунок 2 – Схема реализации ФИЭ

с выпрямительным мостом

Первый из них (рис.2) осуществляется путём установки на зажимы генератора диодного моста, на входе которого реактивная мощность определяется только мощностью, обусловленной коммутационными процессами вентилей мостового выпрямителя [3]. Питание нагрузки при этом осуществляется по двум цепям: часть - по цепи постоянного тока, а часть – традиционно, по цепи переменного тока. При использовании в качестве потребителей постоянного тока автономных инверторов напряжения (АИН) возникает очевидное преимущество.

АИН как элемент преобразователя частоты позволяет по существу решить задачу электропитания переменным током целого ряда устройств: электроприводов насосов, вентиляторов, бытовых приборов и т.д.

Однако, комплексное решение этой задачи потребует детализации некоторых вопросов:

      • исследование коммутационных процессов диодного моста при питании от АГ с ёмкостным входным фильтром;

      • анализ вариантов организации наиболее распространённых нагрузок разных типов.

Заслуживает внимания и второй вариант генерирующей установки с разделёнными статорными обмотками (рис.3).



Рисунок 3 – Вариант схемы АГ с разделёнными
обмотками

Одна из фаз асинхронного генератора (в данном случае фаза А) последовательно включается с ёмкостью С и тиристорным (транзисторным) регулятором. Система управления позволяет регулировать ток возбуждения в зависимости от тока, напряжения нагрузки или по другим признакам. Особенность работы такого варианта состоит в том, что обмоткой возбуждения создаётся пульсирующее поле, которое можно представить в

форме двух вращающихся в разные стороны полей. По этой причине возможно существование двух резонансных частот, обеспечивающие генерирование энергии при двух фиксированных частотах вращения вала генератора.

Решение задач создания генераторной установки с отделённым возбуждающим устройством связано с исследованием следующих вопросов:

      • математического описания процессов преобразования мощности с учётом двух или более резонансных частот;

      • определения нагрузочной способности генератора формируемого источника с отделённым возбуждающим устройством;

      • исследование пусковых режимов электродвигателей различных потребителей при питании от источника с отделённым возбудителем.

Здесь следует также отметить одно общее обстоятельство, характерное для реализации любого варианта генерирующей установки с асинхронным генератором – это разработка вопросов допустимой нагрузочной способности генератора.

Причина этого кроется в следующем: так как в процессе работы асинхронного генератора предполагается существенное насыщение стали, то основным проблемным вопросом является существенное увеличение потерь в стали в результате её насыщения.

Характерно то, что при таком режиме фактически непригодной для анализа процессов насыщения стали является существующая схема замещения асинхронной машины (с эквивалентным сопротивлением потерь в стали, последовательно включённым с сопротивлением взаимоиндукции). Выполненный предварительный анализ показывает, что в режиме насыщения потери в стали пропорциональны квадрату производной э.д.с машины (квадрату производной потока в зазоре электрической машины), а не квадрату тока намагничивания. При таком подходе к математическому описанию можно объяснить факт многократного увеличения потерь в стали при её существенном насыщении [4, 5].

Выводы. Проведённый анализ возможных структурных решений генерирующей части формируемых источников аварийного электроснабжения позволяет сделать следующие выводы:

- наиболее вероятным практическим применением ФИЭ может быть аварийное электропитание сельских потребителей;

- решение вышесказанной задачи возможно путём упрощения традиционных схем аварийных формируемых источников электропитания;

- внедрение предлагаемых рациональных структурных решений генерирующей части формируемых источников аварийного электроснабжения требует решения дополнительных вопросов как технического, так и математического характера, что предполагает продолжения исследований, связанных и с экспериментами на физической модели и с математическим моделированием.


Литература

  1. Комаров Д.Т., Молоснов Н.Ф. Резервные источники электроснабжения сельскохозяйст-венных потребителей. — М.: Энергоатомиздат, 1990. — 88 с.

  2. Артамонов В.В., Маслов В.Е., Родькин Д.И., Солтус А.П. К вопросу создания формируемых источников аварийного электропитания. «Проблемы создания новых машин и технологий», научные труды КГПУ. 2001, вып.1.с.114-119.

  3. Поссе А.В. Схемы и режимы электропередач постоянного тока. – Л.: Энергия, 1973, 303 с.

  4. Петров Л.П. Управление пуском и торможением асинхронных двигателей. – М.: Энергоатомиздат, 1981, 183с.

  5. Родькин Д.Й., Мартыненко В.А., Барвинок Д.В., Гераскин А.С. Энергопроцессы в асинхронном двигателе с насыщенной сталью. Вісник КДПУ. Випуск № 1/2002 (12) Кременчук: КДПУ, 2002. с.174-180.



Стаття надійшла 25.04.2006р.

Рекомендована до друку

д.т.н., проф. Родькіним Д.Й.

Вісник КДПУ. Випуск 4/2006 (39). Частина 1


Схожі:

Удк 621. 313. 332 Рациональная структура генерирующей части формируемых источников аварийного электроснабжения iconУдк 621. 313. 323 Синхронная машина в режиме генератора формируемого источника электропитания
Паэс-2500, эсд, асда [2,3] в случае возникновения чрезвычайной ситуации может оказаться затруднительным для обеспечения энергоснабжения...
Удк 621. 313. 332 Рациональная структура генерирующей части формируемых источников аварийного электроснабжения iconУдк 621. 313. 332 лабораторный комплекс для исследования генераторного режима асинхронного двигателя при конденсаторном самовозбуждении
Целью работы является создание специализированного лабораторного оборудования для проведения экспериментальных исследований статических...
Удк 621. 313. 332 Рациональная структура генерирующей части формируемых источников аварийного электроснабжения iconУдк 621. 313 Проектирование электроприводов на основе совместного
Таким образом, по своим техническим показателям и характеристикам крановые ад значительно отличаются от двигателей общепромышленного...
Удк 621. 313. 332 Рациональная структура генерирующей части формируемых источников аварийного электроснабжения iconУдк 621. 313. 5/8 Оптимізація котушок неперехресних обмоток безпазових
В усіх випадках при розробці таких машин в першу чергу необхідно оптимізувати якірну обмотку
Удк 621. 313. 332 Рациональная структура генерирующей части формируемых источников аварийного электроснабжения iconУдк 621. 314 Развитие существующей сапр электроснабжения цеха 0,4 кв лаутин М. В., магистр; Бершадский И. А., доц., к т. н
Для каждой организации, рассчитывающей сохранить и укрепить свои позиции на рынке, исключительно важным стало максимальное сокращение...
Удк 621. 313. 332 Рациональная структура генерирующей части формируемых источников аварийного электроснабжения iconУдк 621. 313. 3 Процессы в индуктивности с насыщением
Это вносит погрешность в рассуждения и не в каждом случае возможно такое допущение. Поэтому, актуальна задача, состоящая в исследовании...
Удк 621. 313. 332 Рациональная структура генерирующей части формируемых источников аварийного электроснабжения iconУдк 621. 315. 592 Структура іто/InSe, отримана методом спрей-піролізу

Удк 621. 313. 332 Рациональная структура генерирующей части формируемых источников аварийного электроснабжения iconУдк 621. 313 Микропроцессорный комплекс энергомониторинга качества
Поэтому экономически оправдана необходимость полного исчерпания ресурсных возможностей эд, что требует разработки систем объективного...
Удк 621. 313. 332 Рациональная структура генерирующей части формируемых источников аварийного электроснабжения iconУДк: 62-83: 621. 313 Асинхронные электроприводы с векторным
Днепродзержинского государственного технического университета по созданию глубоко регулируемых асинхронных электроприводов (аэп)...
Удк 621. 313. 332 Рациональная структура генерирующей части формируемых источников аварийного электроснабжения iconУдк 621. 313 Віртуальний лабораторний комплекс для дослідження систем
Зрозуміло, що в умовах різкого скорочення фінансування навчальних закладів, у першу чергу страждають навчальні лабораторії, устаткування...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи