Электротехнологии, электрооборудование и энергоснабжение агропромышленного комплекса. Рубрика в журнале - Вестник аграрной науки Дона
Статья научная
Известно, что сельские электрические сети по большей части выработали свой эксплуатационный ресурс и нуждаются в массовой реконструкции и модернизации, что требует существенных финансовых вложений, и навряд ли будет осуществлено в ближайшее время. В такой ситуации особую роль приобретает система эксплуатационного обслуживания, направленная на поддержание сельских электрических сетей в работоспособном состоянии. Одна из важных задач эксплуатации заключается в сокращении длительности перерывов электроснабжения. Учитывая низкий уровень автоматизации сельских электрических сетей, значительную подверженность их неблагоприятным природноклиматическим воздействиям, высокую степень износа электросетевого оборудования, следует отметить, что существенную роль в снижении продолжительности аварийных отключений играет наличие запасных элементов в резервном фонде и количество ремонтного персонала, привлекаемого для проведения аварийновосстановительных работ. Наиболее распространенными методами расчета запасных элементов в практике формирования резервного фонда являются нормативный метод, основанный на определении резервного запаса в зависимости от единиц эксплуатируемого оборудования, и аналитический, использующий математический аппарат теории массового обслуживания (ТМО). Поскольку для практического применения нормативного метода существуют специально разработанные таблицы, а расчет аналитическим методом требует проведения определенных математических вычислений, что в практике эксплуатации не всегда является удобным, в статье предложен программный продукт, позволяющий автоматизировать расчеты аналитическим методом. На примере одного из электросетевых предприятий проведен расчет резервного фонда запасных элементов обоими методами, сопоставлены результаты расчетов, сделаны выводы. При массовых повреждениях, имеющих место при неблагоприятных климатических условиях в сельских электрических сетях, для сокращения продолжительности отключений привлекают дополнительные бригады из других регионов. В статье предложен алгоритм поиска оптимального количества таких бригад, базирующийся на положениях ТМО.
Бесплатно
Статья научная
Описаны результаты экспериментального исследования, в котором на физической модели сети 380/220 В, с однородной несимметричной нелинейной нагрузкой, продемонстрирована возможность использования трансформатора со схемой соединения обмоток «двойной зигзаг с нулем» в качестве шунто-симметрирующего устройства (ШСУ) для токовой разгрузки нулевого провода линейной сети. Приведены схема экспериментальной установки, программа и методика проведения эксперимента. Оценивались действующие значения несинусоидальных токов и напряжений на различных участках модели сети, мощности, значения суммарных коэффициентов гармонических составляющих напряжений и токов. Результаты измерений, выполненных с помощью сертифицированного прибора HIOKI 3196, получали как в статике, так и в динамике, с возможностью их фиксации и последующего анализа. Получены уравнения, описывающие эти токи и напряжения. Осциллограммы токов и напряжений, записанные на участках модели сети до и после подключения ШСУ, доказывают, что трансформатор со схемой соединения обмоток «двойной зигзаг с нулем» при его включении перед нелинейным несимметричным однородным приемником в четырехпроводной трехфазной цепи действительно значительно уменьшает ток в нулевом проводе. При этом с увеличением несимметрии и мощности нагрузки использование трансформатора со схемой соединения обмоток «двойной зигзаг с нулем» для снижения тока в нулевом проводе более эффективно. Кроме этого уменьшаются токи нулевой последовательности основной и третьей гармоник. Полученные результаты могут быть использованы на практике в нагруженных кабельных линиях с сечением нулевого провода меньше фазного, питающих несимметричную нелинейную нагрузку.
Бесплатно
Статья научная
Асинхронный электропривод широко распространен в сельхозпроизводстве и отличается простотой, надежностью и невысокой стоимостью по сравнению с другими типами электроприводов. Значительные пусковые токи при прямом пуске вызывают механические перегрузки в рабочей машине, для уменьшения которых могут использоваться преобразователи частоты (ПЧ). В целях выявления закономерностей изменения переходного момента при пуске электропривода турбомеханизма при различных настройках преобразователя частоты использовалась экспериментальная установка, в которой динамический момент при пуске электропривода измерялся по величине смещения поворотной платформы при помощи упругой пластины с закрепленным на неё тензорезистором, оказывающей сопротивление повороту. Динамический момент измерялся при помощи платы аналогового ввода с АЦП, установленной в персональный компьютер. Для обработки результатов измерения применялось специализированное ПО платы ввода, программы MS Excel и STATISTICA. Выявлено, что степень снижения механических перегрузок в электроприводе зависит как от выбора закона изменения отношения напряжения на обмотке статора к частоте, так и от установленного в ПЧ времени разгона. Зависимость максимальной амплитуды колебания динамического переходного момента от установленного времени разгона носит экспоненциальный характер, что означает невозможность уменьшения механических перегрузок ниже определенной величины, зависящей от конкретной реализации ПЧ и электропривода. В процессе исследований наблюдалось максимальное уменьшение амплитуды колебания динамического момента в 10,2 раза, что соответствует установленному в ПЧ времени пуска более 0,4 с. Для турбомеханизмов целесообразным является использование закона изменения отношения напряжения на обмотке статора к частоте, имеющего начальный участок с уменьшенным градиентом нарастания напряжения в начальный период пуска, что дает возможность «сгладить» электромагнитные переходные процессы в электродвигателе на пониженном напряжении, пока происходит ускоренный разгон при относительно небольшом моменте сопротивления рабочей машины.
Бесплатно
Электромагнитные процессы в трехфазном трансформаторе при прогреве
Статья научная
Рассмотрены особенности нагрева трехфазных силовых трансформаторов несинусоидальными переменными токами частоты ниже промышленной при подготовке их к сезонным работам. Отмечено, что анализ токов в первичных и вторичных обмотках при питании трансформатора в режиме короткого замыкания от трехфазного источника переменного напряжения несинусоидальной формы имеют специфические отличия от методов анализа электромагнитных процессов в однофазном трансформаторе, для которого известны уравнения мгновенных и действующих значений токов, полученные точными аналитическими методами. Показана связь электромагнитных процессов в трехфазных трансформаторах с процессами в однофазных трансформаторах и причины отличий процессов в них. Применению точных аналитических методов описания электромагнитных процессов в трехфазном трансформаторе и, частности, применению операторного метода с преобразованиями Хевисайда препятствует высокий порядок характеристического уравнения электрической цепи и операторных уравнений токов, решение которых достигается численными методами. Однако при использовании метода аналогии процессов в электрической цепи с шестью фазными обмотками с процессами в цепи с двумя обмотками удается получить частные уравнения мгновенных значений токов в обмотках. Представлены уравнения мгновенных значений токов в фазных обмотках трехфазного трансформатора, полученные на основе принятых допущений, идеализирующих электромагнитный процесс в преобразователе частоты и трансформатора. В статье приводятся расчетные схемы процесса нагрева обмоток и осциллограммы токов переходного процесса при коммутациях силовых элементов преобразователя, позволяющие пояснить характер протекания электромагнитных процессов в блоке «преобразователь - трансформатор» и дать качественную оценку возможности управления этими процессами. Полученные результаты расчетов мгновенных значений токов в обмотках дают сходимость с экспериментальными данными с погрешностью не более 10%. Полученные уравнения позволяют обоснованно решать проблему выбора преобразователя частоты для обеспечения заданной интенсивности прогрева или подсушки трансформатора.
Бесплатно
