Интеллектуальная энергетика

Сборник, 2021

В сборнике представлены статьи ученых, преподавателей, студентов и аспирантов, подготовленные по результатам научных исследований кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» энергетического факультета АлтГТУ им. И. И. Ползунова. Сборник посвящен знаменательной для России дате – одобренному 22 декабря 1920 года VIII Всероссийским съездом Советов плану Государственной Электрификации России (ГОЭЛРО) – 22.12.2020 г. исполнилось 100 лет. В сборнике представлены научно-исследовательские работы учащихся магистратуры, вошедшие в онлайн-курс «Основы интеллектуальной энергетики», созданный при грантовой поддержке «Стипендиальной программы Владимира Потанина».

Разработка комплекса мероприятий, направленных на модернизацию системы управления стабилизатора напряжения

Востриков Сергей Витальевич, [e-mail]

Попов Андрей Николаевич, [e-mail]

Аннотация: Постоянная необходимость в снижении затрат на устройства, повышение эффективности и надежности, тенденция к постоянному росту энергопотребления в мире, требует от проектировщиков новых методов разработки с использованием более функциональных и гибких составляющих в своих устройствах. Поэтому в данной статье рассматривается разработка комплекса мероприятий по модернизации систем управления стабилизатором напряжения, а также проектирование устройства индикации и управления трехфазным стабилизатором напряжения. Актуальность проводимых исследований обусловлена цифровым переходом и необходимостью применения современных микропроцессорных систем управления для использования в их составе устройств стабилизации напряжения. Использование разработанной системы управления стабилизатором напряжения позволит повысить качество электроэнергии в электрических сетях напряжением до 1000 В, сократить экономические издержки на производстве, уменьшить размер брака выпускаемой продукции, модернизировать устаревшие устройства стабилизации напряжения на предприятии.

Ключевые слова: качество электроэнергии, устройства регулирования напряжения, микропроцессорные технологии, печатная плата, полупроводниковые элементы, микроконтроллер.

Надежность работы, технологического электрооборудования в промышленных сетях, непосредственно связана с качеством электроэнергии.

В случае несоответствия параметров качества электроэнергии (ПКЭ), установленных в [1], возможно возникновение нарушений в работе оборудования, снижение его срока службы и экономических показателей [3]. Основными причинами снижения качества электроэнергии является:

— — изношенность оборудования, систем управления и распределительных сетей;

— отсутствие контроля электроэнергии и защиты от помех, вносимых этими же устройствами;

— включение в сеть устройств с нелинейной вольтамперной характеристикой;

— недостаточный уровень использования устройств регулирования ПКЭ.

Большая часть технологического электрооборудования особо чувствительна к колебаниям и отклонениям напряжения. Так, например, вентильные выпрямительные агрегаты выходят из строя при размахе напряжения в 10–15 %, на металлургических заводах чувствительны к перепадам станы непрерывной прокатки, а у турбогенераторов возникают качания, особо высокие требования выдвигаются к точности поддержания частоты вращения приводов, в качестве которых используют асинхронные двигатели. Поскольку получить требуемое стабильное напряжение в современных разветвленных сетях очень сложно, а иногда и невозможно, в виду разброса в сети, который определяется колебаниями в сети, разностью напряжения при нагрузке и холостом ходе, возникает необходимость в регулировании напряжения.

Анализ устройств регулирования напряжения в сетях промышленных предприятий показал, что к основным техническим средствам регулирования напряжения относят:

— регулирование напряжения на электростанциях;

— регулирование напряжения на понижающих подстанциях;

— специальные регулирующие устройства;

— компенсирующие устройства.

В общем случае к регулированию напряжения на шинах электрической станции относят автоматическое регулирование с помощью быстродействующего автоматического регулятора возбуждения (АРВ) синхронных генераторов. В этом случае должно обеспечиваться автоматическое распределение реактивной мощности между генераторами и поддерживаться напряжение на шинах электростанции или в другой точке электроэнергетической системы (ЭЭС).

На понижающих подстанциях напряжение регулируется путем установки специального устройства — регулятор под нагрузкой (РПН), представляющее собой автоматическое устройство, меняющее ответвление витков обмотки трансформатора, тем самым, изменяя коэффициент трансформации.

Приведенные выше способы относятся к централизованному регулированию напряжения, и в ряде случаев оказываются недостаточными.

Для электроприемников, чувствительных к колебаниям напряжения, устанавливают вольтодобавочные трансформаторы (ВДТ), индивидуальные стабилизаторы напряжения. ВДТ включаются вторичной обмоткой последовательно линии и могут быть установлены в любой точке электрической сети, могут устанавливаться в сетях напряжением до 1000 В на линиях, к которым непосредственно подключены электроприемники. Регулирование напряжения осуществляется за счет изменения коэффициента трансформации регулировочного трансформатора, путем согласного включения обмоток при положительных добавках, и противовключения при отрицательных.

Конец ознакомительного фрагмента.