Энергетика, автоматизация и энергоэффективность. Рубрика в журнале - Горные науки и технологии
Система автоматического управления процессом черпания шагающего экскаватора-драглайна
Статья научная
Актуальность исследований, результаты которых составляют основу систем автоматического управления рабочей операцией черпания шагающего экскаватора-драглайна, обусловлена необходимостью повышения производительности машины и снижением предельных нагрузок на механизмы и канатные системы. Анализу подвергается система автоматического управления рабочей операцией черпания шагающего экскаватора-драглайна, позволяющая обеспечить повышение его эксплуатационной производительности за счет приближения процесса черпания к рациональному. На основе методов математического моделирования систем электропривода основных механизмов экскаватора-драглайна составлены имитационные математические модели, которые описывают движение ковша и канатных систем. Результаты компьютерного модельного исследования, выполненные программными средствами SimInTech, подтвердили работоспособность предложенного алгоритма автоматического черпания. Разработанная система автоматического управления операцией черпания позволяет приблизить траекторию черпания к оптимальной, обеспечивая предельно быстрое заглубление с допустимым перерегулированием и последующим равномерным черпанием с постоянной толщиной срезаемой стружки. Показатели качества управляемого процесса черпания в породах с удельным сопротивлением kp = 1,45 ± 0,45 кг/см2 и kp = 3,35 ± 0,75 кг/см2 практически совпадают: перерегулирование в первом случае 7,2 %, во втором - 10,4 %, время регулирования в первом случае 4 с, во втором - 3,5 с. Разработанная система автоматического управления операцией черпания вместе с автоматическими системами транспортирования груженого ковша в отвал и порожнего ковша в забой, системами автоматической защиты от перегрузки главных механизмов, системой контроля безопасного движения ковша в рабочем пространстве драглайна позволяют повысить уровень автоматизации экскаватора-драглайна и его производительность
Бесплатно
Система прогнозирования энергопотребления с применением искусственной нейронной сети
Статья научная
Рассмотрена возможность повышения энергоэффективности горного предприятия за счёт правильного выбора ценовой категории (ЦК) и тарифа на электроэнергию. Показана эффективность прогнозирующей модели энергопотребления рационального выбора ЦК, разработана система прогнозирования энергопотребления с применением искусственной нейронной сети. Ошибка прогнозирования составила 0,908 % с использованием архитектуры сети типа многослойный персептрон (MLP 24-18-1).
Бесплатно
Состояние вопроса безотказности систем электроснабжения
Статья обзорная
Электроэнергетическая система Российской Федерации наибольшее развитие получила в 80-90-х годах прошлого столетия, после чего произошел практически двукратный спад выработки и передачи электрической энергии в системе с последующим ростом. Основной проблемой топливно-энергетических комплексов является прогрессирующее старение основных производственных фондов в условиях увеличения потребностей энергопотребления, что является источником повышенного риска возникновения крупных аварий. При этом негативные возмущения могут возникать как в самой системе, так и быть внешними по отношению к ней, и могут приводить не только к низкому качеству электрической энергии, но и к перерывам электроснабжения. Выполненные до настоящего времени исследования посвящены количественной оценке безотказности систем электроснабжения и их оборудования и не учитывают воздействия отказов электрооборудования на характеристики производственных процессов и работу технологических машин. Рассматривать безотказность систем электроснабжения изолированно от работы других систем (технологической, релейной защиты, автоматики, вентиляции, водоотлива и т.д.) значит не использовать весь комплекс мероприятий, направленных на повышение надежности электроснабжения, в результате невозможно обеспечение оптимального уровня безотказности электроснабжения. Безотказность системы электроснабжения необходимо оценивать с учетом взаимодействия электрооборудования с оборудованием всех производственных систем. Проблема повышения эффективности функционирования производственных предприятий посредством оптимизации параметров безотказности систем электроснабжения является актуальной и имеет важное народнохозяйственное значение.
Бесплатно
Статья научная
Применение частотно-регулируемого привода штанговых насосных установок (ШНУ), широко используемых для добычи нефти, повышает энергетическую и технологическую эффективность добычи нефти, способствует снижению износа оборудования, но его применение сдерживается неустойчивой работой при недостаточной уравновешенности ШНУ и чувствительностью к кратковременным провалам напряжения, часто возникающим в протяженных электрических сетях нефтепромыслов. Недостаточная уравновешенность ШНУ приводит к появлению в цикле качания периода работы двигателя в генераторном режиме, обусловленном неравномерностью и изменением направления момента сопротивления рабочего механизма. Переход двигателя в генераторный режим так же, как и провалы питающего напряжения, приводит к выходу напряжения в звене постоянного тока преобразователя частоты за установленные пределы и к отключению преобразователя. Для исследования процессов при работе штанговых насосных установок и проверки способов устранения негативного влияния на преобразователь частоты генераторного режима, а также провалов напряжения питающей электросети с целью повышения устойчивости системы в среде Matlab, Simulink создана модель «электрическая сеть - частотно-регулируемый привод ШНУ» с характерной для данного применения нагрузкой, проведен ряд опытов и выполнен анализ результатов. Рассмотрена программная функция подавления генераторного режима и дана оценка возможности ее применения для реальных установок. Проанализировано применение системы бесперебойного питания на основе аккумуляторных накопителей энергии для предотвращения прерывания работы при разных уровнях провалов питающего напряжения. Модель, полученная в результате работы, может быть применена для общего анализа работоспособности и устойчивости, а также проверки правильности подбора ключевых элементов проектируемых систем штанговых насосных установок с частотно-регулируемым приводом.
Бесплатно
Электроснабжение подземных потребителей глубоких и энергоемких шахт
Статья обзорная
Рост мощностей очистных проходческих и транспортных средств высокопроизводительных и энергоемких шахт вызывает необходимость увеличения напряжения питания очистных и проходческих комбайнов, а также транспортных систем: с напряжения 660 В перешли на 1140 В, а в настоящее время до 3300 В. Это позволило улучшить технико-экономические показатели по очистным и проходческим участкам, а также повысить безотказность участковых систем электроснабжения (СЭС). Однако этой тенденции препятствуют питающие подземные электрические сети напряжением 6 кВ, в связи с чем возникает задача увеличения напряжения питающих сетей. Проведенный технико-экономический сравнительный анализ возможных вариантов позволил на сегодняшний день принять к эксплуатации напряжение 10 кВ, которое для использования электрооборудования электрических сетей, устройств защиты наиболее приемлемо. Исследованиями данной проблемы занимались ведущие учебные, научно-исследовательские и проектные организации (ДГИ, МГИ, ДПИ, ВНИИВЭ, Днепрогипрошахт, Центрогипрошахт и др.). Анализ результатов исследований показал, что переход на напряжение 10 кВ является обоснованным и своевременным. Вместе с тем с повестки дня не снимается и напряжение 35 кВ, которое технически целесообразно и экономически обосновано, однако возникают проблемы с безопасностью его эксплуатации в подземных выработках, что требует соответствующей доработки. Такой уровень напряжения позволит улучшить показатели качества электроэнергии. Выводы: 1. Применение напряжения 35 кВ в системе подземного электроснабжения угольных и рудных шахт целесообразно при глубине более 1000 м при максимальной нагрузке не менее 1000 кВА на уровне стволовых кабелей. 2. Применение напряжения 35 кВ в подземных электрических сетях позволит существенно улучшить показатели качества напряжения, надежности и экономичности системы за счет токовой разгрузки наиболее ответственного элемента СЭС, какими являются стволовые кабели. 3. Анализ основных параметров и характеристик электротехнического рудничного электрооборудования дает основание считать, что оно позволяет реализовать тренд глубокого ввода напряжением 35 кВ на глубокие горизонты шахт (рудников) и размещение подстанций 35/6 кВ на рабочих горизонтах.
Бесплатно
