Проблемы и перспективы развития энергетики, электротехники и энергоэффективности: материалы I Международной научно-практической конференции [Чебоксары ed.] 9785767725779

Citation preview

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова»

ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЭНЕРГЕТИКИ, ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ И ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ

Материалы I Международной научно-технической конференции

Чебоксары 2017

УДК 621.3(063) ББК З2я43 П 781 Редакционная коллегия: В.Г. Ковалев, канд. техн. наук, профессор (гл. редактор); В.А. Щедрин, канд. техн. наук, профессор (зам. гл. редактора); Г.С. Нудельман, канд. техн. наук, профессор; В.В. Афанасьев, д-р техн. наук, профессор; Ю.М. Миронов, д-р техн. наук, профессор; Г.П. Свинцов, д-р техн. наук, профессор; С.А. Лазарев, канд. техн. наук, доцент; А.А. Ильин, канд. техн. наук, доцент

Проблемы и перспективы развития энергетики, электротехП 781 ники и энергоэффективности: материалы I междунар. науч.техн. конф. – Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2017. – 272 с. ISBN 978-5-7677-2577-9 Представлены статьи, в которых приводятся и обсуждаются результаты актуальных научных исследований в области энергетики, электротехники и энергоэффективности, а также рассматриваются вопросы подготовки инженерных кадров. Для преподавателей, аспирантов, магистрантов, студентов старших курсов энергетических специальностей вузов, инженернотехнического персонала предприятий и энергосистем.

Печатается по решению Научно-технического совета Чувашского государственного университета ISBN 978-5-7677-2577-9

УДК 621.3(063) ББК З2я43 © Издательство Чувашского университета, 2017

Быков К.В., Лазарева Н.М., Яров В.М. Трехфазный источник с интегрированной функцией активного корректора коэффициента мощности ....................................................................... 79 Васильев Е.Г., Иванов И.П., Самуилов Д.В., Свинцов Г.П. Проектирование электромагнитов модульных контакторов на основе их обобщенных нагрузочных характеристик...................... 83 Ворошилов А.А., Кечкин А.Ю., Шалухо А.В. К вопросу об оценке оптимального распределения электроэнергии в активно-адаптивных электрических сетях с распределенной генерацией ................................................................ 89 Галкин А.В., Зиновьев А.Ю., Зубкова Д.Г., Кудряшов Н.В., Петрова Е.А. Расчет высокоэффективных миниатюрных коллекторных электродвигателей постоянного тока с полым ротором .................................................................................................... 93 Галкин А.В., Евграфов А.В., Зиновьев А.Ю., Зубкова Д.Г., Кудряшов Н.В., Никифоров А.С., Петрова Е.А. Проектирование испытательного комплекса для микроэлектродвигателей ........................................................................ 98 Григорьева А.Г., Евстафьева М.В., Иванова К.В. Обеспечение селективности работы защит на промышленных предприятиях........ 102 Дадабаев Ш.Т. Оптимизация пусковых режимов работы высоковольтного синхронного электропривода оросительной насосной станции .................................................................................... 107 Дубровина О.А., Пахомова О.А., Евдокимов Ю.К., Солдатов А.А. Применение нейронных сетей в определении режимов работы подстанционных систем учета электроэнергии........................................................................................ 111 Егоров А.Ю., Кириллова А.А., Мясникова Т.В. Испытания микропроцессорного устройства автоматики ограничения повышения частоты (аопч) при аварийных режимах, приводящих к избытку активной мощности и недопустимому повышению частоты ............................................................................... 114 Егоров Е.Г., Егоров Г.Е., Луия Н.Ю. Время пробоя и восстанавливающаяся электрическая прочность в низковольтных контактных коммутационных аппаратах ............... 120 Ермолаева Н.М., Кокорев Н.А., Щедрин В.А. Влияние изменения частоты и напряжения в питающей сети на параметры режима узлов комплексной нагрузки ........................... 123 Ефремов А.В., Ефремов В.А. Высокочастотные защиты линии ......... 127

269

Ш.Т. Дадабаев

г Худжанд, ХПИТУТ им. акад. М.С. Осими

ОПТИМИЗАЦИЯ ПУСКОВЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ОРОСИТЕЛЬНОЙ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ Аннотация: Рассмотрены результаты анализа технологических процессов оросительной насосной станции первого подъема, проведено компьютерное моделирование пусковых режимов высоковольтных синхронных электродвигателей при прямом и плавном пуске. Ключевые слова: электропривод, насосный агрегат, переходной процесс, устройства плавного пуска.

В данной работе объектом исследования был принят электропривод высоковольтных насосных агрегатов оросительной насосной станции первого подъема. Возмущающие воздействия на объект были приняты режимы пуска агрегатов. Исследования проводились на оросительной насосной станции АНС-1, расположенной в Аштском районе Согдийской области Республики Таджикистан. В данной станции установлены насосные агрегаты серии 1200В-6,3/100-А с номинальной мощностью электродвигателей 8 МВт [1, 2]. Электроприводом насосных агрегатов в АНС-1 служат явнополюсные синхронные электродвигатели в вертикальном исполнении. Основная проблема насосной станции АНС-1 заключается в том, что объект давно не модернизировался, что следовательно приводит к большим потерям и затратам на электроэнергию. Технический ресурс электрооборудования данного объекта находится в критическом уровне, и вопрос оптимизации электроприводов станции АНС-1 весьма целесообразен. Регулирование подачи насосов в АНС-1 выполняются путем включения или отключения агрегатов, что приводит к частым пускам, в последствии чего возникает ряд негативных последствий, как [1, 2, 5]: − увеличение гидравлических ударов; − износ механических частей оборудования; 107

− скачки токов и моментов электродвигателя; − отклонение напряжения в питающей сети; − нагрев двигателя и потери; − уменьшение технического ресурса агрегатов. Поэтому исследование путей устранения или минимизация вышеуказанных негативных факторов воздействующих при пуске на электропривод насосных агрегатов, является весьма актуальным вопросом, решение которого дает хорошие перспективы к увеличению технического ресурса насосных агрегатов и электрооборудования в целом [1, 4]. В связи с развитием силовой электроники, стали доступны преобразователи разных типов с разными функциями и возможностями. Устранение негативных факторов при пуске возможно добиться с применением устройств плавного пуска (УПП) или инвертором тока, так как они стоят дешевле, чем преобразователи частоты в два-три раза, и хорошо служат для поочередного плавного пуска нескольких электродвигателей [1, 3, 4]. С этой целью в данной работе выполнено компьютерное моделирование для исследования переходных процессов синхронного двигателя (СД) при прямом и плавном пуске. Моделирование проводилось в программе MATLAB/Simulink. В результате были получены графики переходных процессов тока, скорости, момента высоковольтного СД при прямом и плавном пуске. Результаты моделирования приведены на рисунках 1-3.

Рис. 1. Электромеханическая характеристика СД: а) при прямом пуске; б) при плавном пуске 108

Рис. 2. Графики переходных процессов при прямом пуске СД серии ВДС2-325/69-16: М – момент двигателя; Мс – нагрузочный момент; I – действующее значение тока; ω – угловая скорость двигателя.

Рис. 3. Плавный пуск СД серии ВДС2-325 с помошью УПП

Результаты моделирования (рис. 1-3) показывают, что использование УПП в качестве устройства для пуска дает доста109

точно благоприятные условия пусковых режимов. Как показывают результаты моделирования, использование УПП дает достаточно благоприятные условия прохождения переходных процессов, а именно ограничивает пусковой ток и скачки амплитуд колебания электромагнитных моментов СД. Кроме этого современные УПП дают следующие преимущества [1, 2]: − значительно уменьшают динамические нагрузки на подшипниках электродвигателя; − улучшаются условия эксплуатации электротехнического оборудования; − существенно снижает ток, потери электроэнергии и отклонения напряжения в сети при пуске электродвигателя; − увеличение количества допустимых пусков и осуществление пуска электродвигателей от источников ограниченной мощности; − повышение надежности и срока службы оборудования. Результаты компьютерного моделирования показали, что негативные воздействия тока и момента при пуске можно уменьшить с помощью УПП. Пуск при помощи УПП показал, что переходные процессы проходят в достаточной мере благоприятно, но с учетом нагрева, жаркого климата и других факторов, которые не были учтены при моделировании, необходимо исследовать пуск СД с помощью инвертора тока [3]. Литература 1. Дадабаев Ш.Т. Перспективы внедрения регулируемых электроприводов в насосных агрегатах большой мощности. Энергетик, № 7, 2015. 31 –33 с. 2. Дадабаев Ш.Т., Ларионов В.Н. Исследования применения энергоэффективных способов управления в электроприводах с вентиляторной нагрузкой. Вестник ТТУ, № 4, 2014. 56–59 с. 3. Лазарев С.А. Применение инверторов тока в высоковольтном электроприводе. Экспозиция нефть газ № 4(29), 2013. 78–80 с. 4. Ларионов В.Н., Калинин А.Г. Энергоэффективность и энергосбережение в электроприводах с вентиляторной нагрузкой. – Чебоксары: Изд-во. Чуваш. ун-та, 2012. – 146 с. 5. Лезнов Б. С. Энергосбережение и регулируемый привод в насосных и воздуходувных установках. – М.: Энергоатомиздат, 2006. – 360 с. 110