Повышение эффективности средств плавной коммунитации электроустановок в условиях критических нагрузок на предприятиях АПК

• Автор: Бекмачев, Александр Егорович
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 157 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ СПОСОБОВ ПЛАВНОЙ КОММУТАЦИИ НАГРУЗКИ. АНАЛИЗ ПРИЧИН ПОЯВЛЕНИЯ КРИТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ В СЕТЯХ, Е ВЛИЯНИЕ НА ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ.

1.1 Причины появления критической нагрузки в сети

1.1.1 Показатели качества электрической энергии в сетях переменного тока.

1.1.2 Обзор устройств диагностики и тестирования местной электрической сети.

1.2 Сущность плавной коммутации нагрузки.

1.2.1 Основные известные способы плавной коммутации нагрузки .

1.2.2 Электрические и механические способы коммутации

1.2.3 Преимущества электрических способов коммутации.

1.2.4 Развитие элементной базы полупроводниковых вентилей Возможность использования современной элементной базы полупроводниковых приборов при проектировании средств плавной коммутации.

1.3 Систематизация полупроводниковых вентилей в зависимости от прикладных задач.

1.3.1 Потенциометрическое управление.
1.3.2 Фазовое управление. Варианты реализации на различных видах полупроводниковых компонентов
1.3.3 Широтноимпульсное регулирование.
1.3.4 Актуальность фазового способа управления нарузкой.
1.3.5 Анализ и классификация электроустановок по условиям пуска
1.4 Обзор теоретического обеспечения для решения задачи
1.5 Патентный обзор известных устройств, реализующих фазовый способ регулирования.
1.5.1 Обзор технических средств для реализации способа.
1.5.2 Анализ особенностей функционирования интегрального регулятора с функцией плавной коммутации нагрузки ИМС КРПМ1 .
1.5.3 Очевидные недостатки известных устройств плавной коммутации на примере ИМС КРМ1
1.6 Современные требования к устройству плавной коммутации нагрузки.
1.7 Выводы и задачи исследований.
2 ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ИЗМЕНЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СЕЛЬСКИХ МЕСТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЛИЯНИЮ КРИТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ.
2.1 Качество электроэнергии. Актуальность проблемы.
2.1.1 Основные и дополнительные показатели качества электроэнергии.
2.1.2 Обзор характеристик и определение наиболее значимых из них
2.2 Эксперимент по исследованию качества местной электрической сети. Аппаратура, методика.
2.2.1 Показатели качества электроэнергии на стороне высокого напряжения. Экспериментальные данные, расшифровка показаний средств объективного контроля
2.2.2 Показатели качества электроэнергии на стороне низкого напряжения Экспериментальные данные, расшифровка показаний средств объективного контроля.
2.2.3 Анализ экспериментально полученных показателей качества электроэнергии в местной электрической сети по ГОСТ 9 Установление наличия критических нагрузок.
2.3 Оценка точности измерений.
2.4 Меры, предотвращающие возникновение критических нагрузок
в местной электрической сети или компенсирующие их воздействие
2.5 Предложения по созданию лабораторной установки для практического исследования устройств плавной коммутации нагрузки .
2.6 Выводы по главе.
3 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ИЗМЕНЕНИЯ НАГРУЗКИ В МЕСТНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ С КРИТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКОЙ
И ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ ФУНКЦИИ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЛАВНОГО ПУСКА
3.1 Известные методы моделирования нагрузки в МЭС.
3.2 Моделирование воздействия физических факторов на МЭС и их влияние на ПКЭ
3.3 Математическое описание закономерности изменения нагрузки в сетях переменного тока
3.4 Обоснование желаемого закона регулирования при пуске электроустановки в МЭС с КН.
3.5 Структурный синтез системы автоматического управления САУ с учетом физических характеристик объекта управления и средств воздействия па объект управления
3.6 Вывода по главе.
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ПЛАВНОЙ КОММУТАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА ОСНОВЕ ТИРИСТОРНОГО ФАЗОВОГО РЕГУЛЯТОРА.
4.1 Практическая реализация синтезированного устройства плавного пуска.
4.1.1 Синтез и анализ практической ценности схемы электрической принципиальной. Оригинальное схемотехническое решение узла плавной автоматической коммутации нагрузки
4.1.2 Расчет основных узлов, выбор элементной базы, варианты конструктивного исполнения
4.1.3 Выбор наиболее характерного объекта для опробования автоматического устройства плавной коммутации.
4.2 Лабораторная экспериментальная установка
4.2.1 Методика ускоренных ресурсных испытаний ламп в режиме частых включений
4.2.2 Описание экспериментальной установки и анализ протокола испытаний.
4.3 Опытнопромышленная эксплуатации в составе облучательных систем на объектах АПК.
4.4 Оценка экономической эффективности внедрения систем плавной коммутации на предприятиях АПК.
4.4.1 Расчет экономической эффективности по методу приведенных затрат.
4.4.2 Расчет срока окупаемости.
4.4.3 Определение годового экономического эффекта
4.5 Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Выявлена перспективность направления научных исследований и конструкторскотехнического поиска для разработки электронного блока плавного включения для применения в составе стандартной ПЗА. Произведен анализ и классификация электроустановок по условиям пуска, при этом определено, что для большинства электроустановок в сетях с КН условия пуска являются тяжелыми. Современное сельскохозяйственное производство, перерабатывающая отрасль, пригородные подсобные хозяйства, характеризуются широким внедрением промышленных методов хозяйственной деятельности. Наметилась четкая тенденция к переработке сельскохозяйственной продукции на месте ее производства в фермерских, коллективных, частных хозяйствах. Вес шире применяются малые средства автоматизации компактные комплексы для переработки и фасовки мясомолочной продукции, приготовления кормов, инкубации и т. Тем самым снижаются издержки производства благодаря сокращению доли ручного труда, уменьшению транспортных расходов, непроизводительных потерь продукции. Эта деятельность отличается использованием различного электрического оборудования, обеспечивающего не только ее функционирование, но и автоматизацию практически всех технологических процессов. Общий характер перемен в методах промышленнохозяйственной деятельности является положительным и прогрессивным. При внешне положительном характере этих перемен, возникает проблема, с которой сталкиваются хозяйствующие субъекты потребители электроэнергии. Это недостаточная развитость инфраструктуры электрических сетей, весьма значительная протяженность линий электропередач от распределительных подстанций до потребителей Сети со значительной протяженностью линий электропередач от распределительных подстанций до потребителей, как правило, имеют и недостаточную мощность источников электроэнергии подстанций, автономных генераторов, соизмеримую с мощностью подключаемой нагрузки. В дальнейшем, для удобства нагрузку, мощность которой соизмерима с мощностью источника, определим как критическую нагрузку КН. КН характерна для всех вышеперечисленных объектов. Часть проблем, связанных с энергоснабжением вполне может быть решена административными мерами изменение схемы электроснабжения, дифференцированные суточный, недельный и сезонный тарифы, аттестация и запрет на эксплуатацию не соответствующих нормам электроустановок. Но такие задачи, как обеспечение надежной и безопасной работы электроустановок в маломощной нестабильной сети, при значительных понижениях или повышениях напряжения, ограничение пусковых токов, устранение высших гармоник, могут быть решены только техническими способами. Одним из основных способов реализации указанных задач является сквозное внедрение энергосберегающих технологий от отдельной электроустановки до законченной хозяйственной технологической цепочки. Энергосбережение может проявляться как в прямом ограничении потребления из сети избыточной, непроизводительно используемой, энергии, так и в поддержании надлежащего качества электрической сети обеспечении соответствия нормативнотехническим документам основных показателей подводимой к установкам электроэнергии техническими средствами. Межгосударственный стандарт ГОСТ 9 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Стандарт устанавливает показатели и нормы качества электрической энергии в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазного и однофазного тока частотой Гц в точках, к которым присоединяются электрические сети, находящиеся в собственности различных потребителей электрической энергии или приемники электрической энергии точки общего присоединения . Документ прямо указывает на необходимость обеспечение электромагнитной совместимости потребителей электроэнергии электроустановок в месте подключения к системам электроснабжения общего пользования и нормирует основные и дополнительные контролируемые параметры показатели качества электроэнергии ПКЭ. А1. Это те параметры, которые могут быть зафиксированы простейшими средствами измерений и использованы для быстрой и надежной оценки состояния МЭС.