Исследование компенсационного преобразователя двойного назначения : питание технологических установок и генерация реактивной мощности

• Автор: Кожин, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 191 с. : ил.

Введение
1. АКТУАЛЬНОСТЬ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ
1 Л. Энергосбережение в России
1.2. Проблема и существующие средства компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения
1.3. Средства регулирования производительности технологических установок и улучшения качества потребляемой электроэнергии
1.4. Особенности работы электроприводов турбомеханизмов
1.5. Преобразователи частоты (ПЧ) для частотно-регулируемых асинхронных электроприводов (ЧР АЭП) турбомеханизмов
1.6. Системный подход к анализу мероприятий по энергосбережению
1.7. Компенсационный преобразователь для решения задач энергосбережения и питания технологических установок
1.8. Выводы
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ РАБОТЫ КОМПЕНСАЦИОННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
2.1. Принцип работы компенсационного преобразователя (КП)
2.2. Коммутация силовых вентилей в КП
2.3. Статические характеристики и энергетические показатели КП..
2.4. Автономные инверторы напряжения (АИН) и тока (АИТ) в ПЧ
2.5. ПЧ для ЧР АЭП турбомеханизмов на основе КП с АИН
2.6. Улучшение гармонического состава входного тока и выходного напряжения ПЧ на основе КП с АИН
2.7. Выводы
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ КОМПЕНСАЦИОННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
3.1. Компьютерная модель КП в среде МАТЬАВ Бітиітк
3.2. Характеристики КП при работе на активно-индуктивную нагрузку..!
3.3. Моделирование ПЧ на основе КП с АИН
3.4. Экспериментальный образец КП
3.5. Экспериментальные характеристики работы КП
3.6.-Вывод ы
4. ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЕНСАЦИОННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ В РЕГУЛИРУЕМОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ
4.1. Виды силовых схем КП и выбор их элементов
4.2. Принцип работы и функциональная схема системы управления КП.
4.3. Экономическая эффективность применения КП
4.4. Выводы
Заключение
Библиографический список
Приложение 1 Экспериментальный стенд с компенсационным преобразователем

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы.
Электроэнергия является единственным видом продукции, транспортировку которой осуществляют за счет расхода определенной части самой продукции, поэтому потери электрической энергии при ее передаче неизбежны.
Кроме этого «необходимого технологического расхода» во всех элементах системы электроснабжения возникают существенные дополнительные потери активной мощности и энергии, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью, передаваемой потребителям по линиям электропередачи.
Для изменения активной мощности требуется изменение технологического режима работы потребителей. Изменения реактивной мощности достигаются более просто - с помощью компенсирующих устройств.
Баланс производства и потребления электроэнергии в системе всегда характеризуется равенством производства и потребления с учетом компенсации потерь в системе и расходов на собственные нужды. Основным нормативным показателем при поддержании баланса активной мощности в каждый момент времени является частота переменного тока, которая служит общесистемным критерием. Основным нормативным показателем поддержания баланса реактивной мощности в каждый момент времени является уровень напряжения - местный критерий, существенно отличающийся для каждого узла нагрузки и каждой ступени номинального напряжения.
Поэтому в отношении реактивной мощности необходимо обеспечить баланс и резерв реактивной мощности не только в целом для энергосистемы, но и в узлах нагрузки. Напряжение в начале линии и 1 отличается от напряжения у потребителя 112 на величину падения напряжения в линии электропередачи, в которой индуктивное сопротивление всегда существенно больше активного сопротивления.

- большие динамические моменты асинхронных электродвигателей при пуске, отрицательно воздействующие на двигатель и механическую часть, особенно при встречном вращении лопастей вентилятора от воздушных потоков, возникающих в АВО.
Ряд последних перечисленных недостатков можно устранить применением устройств плавного пуска (УПП) для каждого двигателя. Однако УПП не позволяет плавно регулировать производительность вентиляторов, а значит и всего аппарата в целом.
Исключить все перечисленные недостатки, присущие нерегулируемому асинхронному электроприводу и способу дросселирования при управлении интенсивностью теплосъема с охлаждаемого газа, возможно применением энергосберегающего способа регулирования давления и скорости воздушного потока, создаваемого вентилятором. Он наиболее эффективно реализуется с применением системы «преобразователь частоты - асинхронный двигатель» (ПЧ-АД).
При энергосберегающем способе регулирование интенсивности теплообмена охлаждаемого газа производится комбинированно:
- ступенчато, числом работающих асинхронных электродвигателей (вентиляторов);
плавно, регулированием скорости асинхронных двигателей (вентиляторов).
Для получения наибольшего энергосберегающего эффекта необходимо установить оптимальный угол лопаток вентиляторов, при котором КПД вентиляторов будет максимальным.