Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика
Все статьи: 846
Статья научная
Представлены результаты математического моделирования работы бездатчиковой системы управления электропривода на базе зависимого инвертора напряжения с управлением по фазе тока и фазовой автоподстройкой частоты при питании асинхронизированного вентильного электродвигателя в режиме упора. В статье представлена разработанная модель данного электропривода в системе математического моделирования MATLAB. Модель преобразователя частоты возбуждения, которая поддерживает номинальное значение тока ротора и постоянную частоту возбуждения 15 Гц. Со стороны статора (якоря) преобразователь частоты синхронизируется по фазе тока с применением блока автоподстройки частоты и задает угол сдвига фаз между током и напряжением якоря. Представлена базовая система уравнений, описывающая режимы работы асинхронизированного вентильного двигателя, а также выражение электромагнитного момента в режиме упора. Показан электромагнитный момент на валу двигателя получившийся в результате математического моделирования режима упора асинхронизированного вентильного двигателя при номинальных токах, частоте ротора 15 Гц при этом сдвиг фаз между током и напряжением якоря составляет 20 электрических градусов.
Бесплатно
Моделирование системы тиристорного самовозбуждения синхронного генератора в пакете Maple
Краткое сообщение
Представлена математическая модель системы тиристорного самовозбуждения синхронного генератора. Рассмотрена методика преобразования дифференциальных уравнений для решения их в пакете Maple.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены результаты математического моделирования статического тиристорного компенсатора (СТК) в среде Matlab. Представлена структура модели системы электроснабжения, включающая в себя сетевой трансформатор, реактор, печной трансформатор, дуговую сталеплавильную печь (ДСП) и СТК. Отличительной особенностью представленной модели является использование блока, моделирующего сетевой трансформатор, что позволяет учесть влияние режимов работы ДСП на показатели сети электроснабжения. Предложенная модель СТК выполнена наращиваемой по числу используемых фильтрокомпенсирующих цепей и тиристорно-реакторных групп. Приведены графики, иллюстрирующие работу основных узлов системы.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается методика моделирования суточных графиков активных и реактивных нагрузок участков распределительных сетей напряжением 6-10 кВ с использованием следующего набора исходных данных: - приводимых в справочной литературе типовых суточных графиков активной и реактивной мощности потребителей, получающих питание через соответствующие участки сетей; - данных энергосбытовой организации об отпуске электроэнергии абонентам за расчетный месяц; - параметров сетей и паспортных данных силовых трансформаторов; - сведений о типах абонентов, подключенных к каждому силовому трансформатору; - степени неравномерности потребления электроэнергии абонентами в различные характерные сутки расчетного месяца. Приближение среднечасовых значений активной и реактивной мощностей к их реальным значениям при использовании рассматриваемой методики достигается за счет учета неравномерности энергопотребления, как в течение суток, так и в рабочие и выходные дни недели.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются результаты экспериментального исследования по оценке изменения параметров частичных разрядов на действующих кабельных линиях 6 (10) кВ с бумажной пропитанной изоляцией. Представлены примеры вариации параметров частичных разрядов и диаграмм распределения частичных разрядов по фазе и амплитуде с учётом климатических условий и режимов работы кабельной линии с бумажной пропитанной изоляцией. Рассмотрены вопросы математического моделирования эквивалентных схем замещения диэлектрика по оценке параметров частичных разрядов в изоляции кабельных линий 6 (10) кВ с учётом режимов работы в условиях городских электрических сетей. Разработана виртуальная имитационная модель, на основе схем замещения изоляции, для оценки изменения параметров частичных разрядов при влиянии дефектов в диэлектрике друг на друга с учётом ранее установленных экспериментальных данных.
Бесплатно
Моделирование усовершенствованной автоматики ограничения перегрузки оборудования
Статья научная
Существующие методы и средства противоаварийного управления не всегда обеспечивают необходимый уровень надежности. Поэтому разработка новых и совершенствование существующих средств противоаварийного управления с целью повышения надежности электрических систем и сетей является актуальной задачей. Одним из наиболее экономически эффективных методов является совершенствование и разработка новых алгоритмов работы средств противоаварийной автоматики. Основной трудностью является сложность учета и моделирования всех протекающих процессов. Однако в настоящее время имеется специализированное программное обеспечение для моделирования энергосистем с большой точностью. В данной работе предложен метод оценки необходимости усовершенствования противоаварийной автоматики. Приведено общее описание метода, а также пример его использования для оценки необходимости усовершенствования противоаварийной автоматики. Для оценки метода в программных комплексах PSCAD и RastrWin3 реализованы электрические сети 110 кВ, 220кВ, 500 кВ. Выполнен анализ режимов работы рассматриваемой электрической сети, а также проведено исследование адекватности работы автоматики ограничения перегрузки оборудования (АОПО). Усовершенствован существующий алгоритм работы АОПО, позволяющий исключить возможность отключения потребителей при аварийных событиях. Анализ результатов моделирования и расчета показывает эффективность предложенного метода и перспективность для обнаружения и выявления недостаточной эффективности противоаварийной автоматики.
Бесплатно
Статья научная
В пакете MATLAB 7.5 разработана модель и осуществлено моделирование электромагнитных процессов в компенсированном выпрямительном агрегате с пятой и седьмой гармониками напряжения на конденсаторах и обратной связью в виде АИН с синусоидальной ШИМ. Для улучшения формы выходного напряжения АИН, используемого для регулирования выпрямленного напряжения агрегата, применен низкочастотный фильтр.
Бесплатно
Краткое сообщение
В среде MATLAB/SIMULINK представлена полная модель межсистемной компенсированной ЛЭП постоянного тока с двенадцатифазными выпрямителем и инвертором, работающими в режимах с одноступенчатой искусственной коммутацией тиристоров. В общем случае примыкающие энергосистемы имеют разную частоту напряжения. Разработанная модель позволяет исследовать как квазиустановившиеся, так и переходные (рабочие и аварийные) процессы в комплексе. Показана возможность работы выпрямительной и инверторной подстанций как в зоне потребления, так и в зоне генерирования реактивной мощности, приведены спектральные характеристики токов и напряжений, описан аварийный режим при опрокидывании инвертора на инверторной подстанции. В более простом частном случае модель отвечает некомпенсированной ЛЭП.
Бесплатно
Моделирование электропривода активного прицепа
Статья научная
Выполнено математическое моделирование электропривода активного прицепа. Модель описывает механическое и электромеханическое преобразование энергии. В качестве системы управления электроприводом выбрана классическая схема подчиненного регулирования. Электропривод выполнен как многоконтурная система регулирования, которая содержит контур регулирования фазных токов статора, момента двигателя и скорости. Модель учитывает нелинейность кривой намагничивания стали, из которой выполнен двигатель. Рассмотрены режимы разгона электропривода, пробуксовки и юза колес.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены особенности расчета электротепловых процессов в сильноточном вентильном преобразователе системы самовозбуждения синхронного генератора при форсировке коротких замыканий в энергосистеме. Даны выражения для математической модели, рассчитывающей мгновенные значения температур нагрева полупроводниковых структур вентилей преобразователя на основе анализа электромагнитных переходных процессов в синхронном генераторе.
Бесплатно
Модель ветрогенератора ВЭУ-3 в пакете MATLAB
Краткое сообщение
Приведены характеристики ветровой мощности ротора ветроэнергетической установки, характеристики генератора, проведено сравнение характеристик производительности предлагаемой математической модели и протестированного образца.
Бесплатно
Модель взаимодействия активных потребителей в интегрированной энергетической системе при кооперации
Статья научная
В настоящее время происходит развитие технологий распределенной генерации в том числе возобновляемых источников энергии, таких как солнечные, ветровые и комбинированные системы выработки тепла и электроэнергии, что соответствует переходу к безуглеродной энергетики. Развитие распределенных источников энергии приводит к распространению активных потребителей, которые могут как производить, так и потреблять энергию. Таким образом из-за усложнения условий взаимодействия в современных системах энергоснабжения: наличия разнонаправленных интересов и неполной информации о состоянии всей системы у всех участников процесса энергоснабжения, активно развиваются новые методы моделирования, в том числе использующие подходы из теории игр. В статье разработана математическая постановка задачи оптимального взаимодействия централизованной системы и активных потребителей в интегрированной энергетической системе. Предложена модель, реализующая взаимодействие между централизованными и распределенными источниками энергии при объединении активных потребителей в кооперации внутри многоуровневой интегрированной энергетической системы. Разработана мультиагентная система, реализующая предложенную модель, на которой проведены вычислительные эксперименты на тестовой схеме интегрированной энергетической системы. Полученные результаты экспериментов продемонстрировали возможности обеспечения оптимального взаимодействия между участниками процесса энергоснабжения в интегрированной энергетической системы с учетом их интересов при формировании коалиций активных потребителей.
Бесплатно
Модель и методика теплового расчета топок с жидким шлакоудалением
Статья научная
Представлена теплофизическая модель топочного устройства с жидким шлакоудалением и методика ее теплового расчета при встречном и тангенциальном вводе реагентов. Показано, что при проведении проектно-конструкторских работ, наладке и исследованиях промышленных котлов использование модели и методики расчета упрощает переход к современным системам сжигания топлива со снижением эмиссии оксидов азота, повышением надежности теплонапряженных элементов котельного оборудования. Отмечено, что предложенные модель и расчетная методика могут быть использованы в качестве базы для перехода к иным конструкциям топки, горелок и системам ввода топливных реагентов, а также другим видам топлива.
Бесплатно
Наблюдатель упругого момента двухмассовой электромеханической системы
Статья научная
Для снижения аварийности и повышения ресурса электромеханических систем с ударным изменением нагрузки необходим мониторинг упругих моментов в механических передачах. Эта задача является актуальной для главных линий клетей станов горячей прокатки. Внедрение систем мониторинга на базе физических измерительных устройств является неэффективным в связи с их сложностью и низкой эксплуатационной надежностью. В качестве альтернативы предлагается относительно простой наблюдатель упругого момента, представляющий собой фрагмент программного обеспечения промышленного контроллера. Представлена структура наблюдателя, показаны его преимущества по сравнению с известными аналогами. На примере электромеханических систем клети толстолистового стана 5000 доказана адекватность измеренных и восстановленных сигналов упругого момента. Обоснован квазиэкспериментальный анализ аварийных режимов, позволяющий выполнять обработку сигналов, сохраненных в виде массивов данных. На основе такого подхода дана оценка динамических моментов в аварийном режиме останова клети с металлом в валках. Подчеркнута целесообразность создания системы онлайн-мониторинга перегрузок шпинделей и методики расчета их ресурса.
Бесплатно
Надежность систем электропривода при внешних импульсных воздействиях
Статья научная
Показан процесс распространения импульсного воздействия для моделирования изменения надёжности системы под влиянием внешнего импульсного возмущения. Для заданной принципиальной схемы привода составлен граф исследуемой системы и проведены результаты численного эксперимента при приложении возмущения к некоторым вершинам графа системы.
Бесплатно
Статья научная
Приведен обзор опубликованных материалов о направлении в конструировании цилиндра высокого давления турбин семейства Т-100/120-130. Теплофикационные турбины типа Т-53/67-8,0, Т-113/145-12,4 предназначены для эксплуатации в составе ПГУ, а турбина типа Т-125/150-12,8 - для замены устаревшихТ-125/150-12,8. В проекте турбины Т-125/150-12,8 впервые при сопловом парораспределении не предусмотрена камера регулирующей ступени. Это позволило получить в расчетах номинального режима относительный внутренний КПД в регулирующем отсеке 85 % и относительный внутренний КПД проточной части ЦВД 88 %. Применение соплового парораспределения предполагает регулярную работу турбины в переменных режимах. Необходимы газодинамические исследования проточной части нового ЦВД в переменных режимах.
Бесплатно
Неминимально-фазовая коррекция цифрового электропривода
Краткое сообщение
Предлагается ввести в состав регулятора скоростного электропривода неустойчивое апериодическое звено. Показано, что использование неминимально-фазовой коррекции обеспечивает подавление колебаний, возникающих при увеличении периода квантования по времени цифрового регулятора скорости.
Бесплатно
Непрерывный контроль напряжения при ведении работ на воздушных линиях электропередачи
Статья научная
В статье представлены результаты анализа травматизма в электрических сетях страны. Несмотря на снижение количества смертельных электротравм, риск ее получения остается на неприемлемо высоком уровне. Стабильной остается высокая тяжесть последствий – около половины электротравм заканчивается смертью работника. Наиболее травмоопасными постоянно являются воздушные линии электропередачи напряжением 6-35 кВ. Тяжесть последствий электротравм объясняется, в частности, неожиданностью попадания под напряжение, наличие которого на токоведущих частях никак внешне не проявляется. Для его контроля применяются указатели и сигнализаторы напряжения. К сожалению, значительная часть их имеет существенные недостатки, а операция проверки отсутствия напряжения проводится одноразово перед началом работ. Авторами статьи проведены исследования, направленные на определение мест наилучшего расположения измерительных и индикаторных частей указателей и сигнализаторов напряжения. Предложена новая технология их применения с заменой одноразового контроля на непрерывный в течение всего времени работы. Для реализации этого метода разработаны конструкции и методики применения новых типов указателей напряжения, касочного и стационарного сигнализаторов напряжения, система контроля напряжения и положения дверок ячеек распредустройств. Получено 4 патента РФ. Два устройства промышленно производятся и применяются в электросетевых предприятиях страны.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена задача синтеза нечеткого регулятора для управления положением электромагнитного клапана выдоха аппарата искусственной вентиляции легких. Предлагается использование несимметричной базы правил, условно состоящей из двух подсистем, отличающихся по принципу формирования управляющего воздействия в зависимости от характера действия нагрузки. Так, в направлении сопротивления движению применяется принцип стартстопного управления как оптимального по быстродействию, для противоположного направления характерно относительно плавное изменение управления с целью устранения значительного по величине перерегулирования. Для функции принадлежности входной переменной регулятора ∆x (ошибка по положению) рекомендуется несимметричное расположение термов относительно центрального, символизирующего смену направления движения. Это позволяет избежать состояния устойчивой колебательности положения рабочего органа клапана. Результаты моделирования разработанной системы управления на базе нечеткой логики показывают высокое качество переходных процессов как по быстродействию, так и по точности позиционирования, что позволяет рекомендовать разработанные принципы синтеза нечеткого регулятора для управления объектами, по принципу действия схожими с рассматриваемым электромагнитным клапаном выдоха.
Бесплатно
Новая система топливоподачи для дизельного двигателя
Краткое сообщение
Рассматривается устройство подачи топлива для дизельных двигателей с гидромеханическим управлением. Показано, что такие системы топливоподачи близки по быстродействию к системам с пьезоэлементами и имеют возможность регулировать длительность впрысков. Предлагаемые системы топливоподачи могут стать альтернативой электрогидравлическим и пьезоэлектрическим форсункам.
Бесплатно
