CC BY
16Рисунок 4.
На зашнчення вщзначимо, що розроблений широкосмуговий перемикач на ЧЗДПХ можно за-стосовувати для передавальних тракпв НВЧ моб1льних цифрових тропосферних станцш, моб1льних станцш косм1чного зв'язку та мобшьних цифрових комбшованих тропосферно-радюрелей-них станцш, що мають в своему склад1 два переда-вача НВЧ. Перспективи застосування таких широ-космугових перемикач1в значно зб1льшуються через впровадження в техшку НВЧ просторово-рознесено! передача Ще раз ввдзначимо, що широ-космуговють пристрою досягнута не тшьки за раху-нок конструктивних особливостей, а й за рахунок реатзацп конструкцп на ЧЗДПХ.
Список лггератури
1. Почерняев В .Н. Мобильная цифровая станция СВЧ диапазона двойного назначения / В.Н. Почерняев В.С. Повхлеб // Науковi пращ ОНАЗ îm. О.С. Попова. - 2014. - №2. - С. 76-82.
2. Почерняев В.Н., Цибизов К.Н. Теория сложных волноводов. - Киев: Науковий свгг, 2003. -224с.
3. Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распространение радиоволн. - М: URSS, 2011. - 544с.
ДИАГНОСТИКА ПОВРЕЖДЕНИИ ОБМОТОКИ СТАТОРА АВТОНОМНОГО АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК С ПОМОЩЬЮ
ДАТЧИКОВ ВИБРАЦИИ
Соболь А.Н.
Кандидат технических наук., доцент ФГБОУВО Кубанский ГАУ, Краснодар, РФ
Андреева А.А. Студентка факультета энергетики ФГБОУ ВО Кубанский ГАУ, Краснодар, РФ
DIAGNOSTICS OF STATOR WINDING FAILURES AUTONOMOUS ASYNCHRONOUS GENERATOR WIND POWER PLANTS WITH THE ASSISTANCE VIBRATION SENSORS
Sobol A.
Candidate of Technical Sciences., Associate Professor FSBEI HE Kuban SA U, Krasnodar, Russian Federation
Andreeva A. student of the Faculty of Energy FSBEI HE Kuban SA U, Krasnodar, Russian Federation
Аннотация
В настоящее время актуальным остается вопрос использования автономных асинхронных генераторов с емкостным возбуждением в ветроэнергетических установках. В ходе опытных исследований витко-вых коротких замыканий в статорной обмотке фиксировалось изменение вибрации корпуса генератора. Данный признак позволяет обнаруживать не только электрические, но и механические повреждения, поэтому его целесообразно использовать для построения устройства защиты.
Abstract
Currently, the issue of using autonomous asynchronous generators with capacitive excitation in wind power plants remains relevant. In the course of experimental studies of turn short circuits in the stator winding, a change in the vibration of the generator case was recorded. This feature allows you to detect not only electrical, but also mechanical damage, so it is advisable to use it to build a protection device.
Ключевые слова: автономный асинхронный генератор, ветроэнергетическая установка, датчик вибрации, повреждение, обмотка статора.
Keywords: autonomous induction generator, a wind power plant, a vibration sensor, damage to the stator winding.
Ветроэнергетика за последние несколько десятилетий выделилась в ряде стран в отдельные отрасли энергетических хозяйств, успешно конкурирующих с традиционной энергетикой. Основное внимание уделяется ветроэнергетическим установкам (ВЭУ) средней и большой мощности в составе сетей распределения и передачи электроэнергии. В связи с этим актуальной научно-технической задачей является эффективное использование ветрового потенциала, которая заключается не только в улучшении аэродинамических характеристик ВЭУ, но и в увеличении производительности ВЭУ в целом, а также в повышении надежности.
Генератор - главный элемент электрооборудования автономной ветроэнергетической установки [2]. Благодаря простоте конструкции, надежности и не высокой стоимости по сей день актуальным остается использование в ветроустановках автономных асинхронных генераторов (ААГ).
Асинхронные генераторы также подвержены различным техническим недостаткам как, например, нестабильностью напряжения. Кроме того, как отмечено в [6], существует еще одна возможная техническая проблема эксплуатации данного вида генераторов, связанная с возможными повреждениями в его обмотках. Так, в короткозамкнутой обмотке ротора возможно наличие поврежденных стержней. Данный вид повреждения называется обрывом стержня и может возникать из-за различных причин, например, из-за перегрева генератора.
В обмотке же статора, что описано в [3], также возможно возникновение различных повреждений. Исходя из информации в [4], среди данных неисправностей самыми распространенными являются замкнутые на коротко витки обмотки. Имея неболь-
шое их количество (не более 5 %), генератор продолжает свою работу. При этом наблюдается перегрев обмоток, что может послужить причиной выхода из строя электрической машины, возникновения возгорания и, на конец, нарушения системы электроснабжения в целом. Это все обуславливает необходимость диагностирования данных видов неисправностей, то есть получения соответствующей информации об изменении токов и напряжений генератора. Зная соответствующую информацию, можно диагностировать данный вид нарушения нормальной работы генератора на ранней стадии и, соответственно, вовремя устранить конкретную неисправность. Кроме того, этот момент приобретает особую важность в свете того, что при выходе из строя электроустановки с генератором, мы получаем соответствующий технологический ущерб [5].
Для получения информационных признаков повреждения обмотки статора генератора, а именно витковых коротких замыканий (КЗ) была проведена серия опытов. Для моделирования различных видов коротких замыканий внутри обмотки статора генератора была создана установка, в которой в качестве объекта исследования использовался асинхронный генератор, выполненный на базе асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором типа 4A100S4У3 (3 кВт, 1435 об/мин, номинальным током 6,7 А, коэффициентом мощности, равным 0,65, количеством витков в фазе 210) [1]. Для имитации витковых коротких замыканий из корпуса генератора наружу были выведены отпайки от обмотки статора. С помощью датчиков вибрации, установленных на корпусе генератора, фиксировалось изменение сигнала при появлении короткозамкнутых витков.
Рисунок 1 - Характер изменения вибрации
Было установлено, что при витковых замыканиях в короткозамкнутой части обмотки циркулирует ток в 5-7 раз превышающий номинальный. Наибольшего значения то КЗ достигает при замыкании небольшого числа витков (3 %) и уменьшается по мере его увеличения.
По мере увеличения числа КЗ витков происходит увеличение вибрации (рисунок 1). Так при 15% КЗ витков амплитуда вибрации увеличивается в 4,5 раза, а при 30 % КЗ витков в 8,5 раза. При этом при 1 - 3 % замкнутых витков также не происходит заметного ее изменения [1].
Также в случае КЗ в статорной обмотке гармонические составляющие сигнала вибродатчика увеличиваются в 4 - 8 раз (в области 600 - 1500 Гц). Спектр сигнала показан на рисунке 2. По оси абсцисс указана частота тока в Гц, а по оси ординат указана шкала в относительных единицах К:
^ _ 1<фу=п
где 1фУ=п - величина тока п-й гармоники;
1фУ=г - величина тока 1-й гармоники, соответствующая нормальной работе ААГ при номинальных параметрах.
200 6ÜÜ10UIJ140[И
Рисунок 2 - Спектр сигнала вибродатчика
Аналогичные процессы происходят при обрыве фаз ААГ и емкостей самовозбуждения. При малом числе КЗ витков изменение гармоник не значительно (1 - 4 %). Данный признак позволяет обнаруживать не только электрические, но и механические повреждения, поэтому его целесообразно использовать для построения устройства защиты ААГ [6, 7, 8].
Список литературы
1. Богдан А.В. Диагностика повреждений обмотки статора автономного асинхронного генератора [Текст]. / А.В. Богдан, А.Н. Соболь // Известия вузов. Электромеханика. - Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ) имени М.И. Платова, 2013. - № 1. - С. 70-71.
2. Богдан А.В. Измерение сопротивления нулевой последовательности силового трансформатора У/УН-12 [Текст]. / А.В. Богдан, А.Н. Соболь, В.А. Богдан // Сельский механизатор, - М.: ООО «Нива», 2018. - № 11. - С. 40 - 41.
3. Богдан А.В. Информационные признаки повреждения обмотки статора для построения релейной защиты автономного асинхронного генератора [Текст]. / А.В. Богдан, А.Н. Соболь // Известия вузов. Электромеханика. - Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ) имени М.И. Платова, 2017. - № 6. - С. 72-76.
4. Богдан А.В. Математическая модель самовозбуждения автономного асинхронного генератора [Текст]. / А.В. Богдан, А.Н. Соболь // Труды
Кубанского государственного аграрного университета. - Краснодар: КубГАУ, 2012. - № 36. - С. 322324.
5. Богдан А.В. Обнаружение виткового замыкания в обмотке статора асинхронного генератора [Текст]. / А.В. Богдан, А.Н. Соболь, Н.С. Баракин // Сельский механизатор - М.: ООО «Нива», 2018. -№ 7-8. - С. 44 - 45.
6. Пат. 66127 и1 Российская Федерация, МПК H 02 K 11 00, H 02 H 7 08. Устройство для дифференциальной защиты асинхронного генера-тора[Текст]. / Соболь А. Н.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет. - № 2006147115/22; заявл. 27.12.06; опубл. 27.08.07, Бюл. № 24. - 4 с.
7. Пат. 2313890 Российская Федерация, МПК 51 Ш2М 7/08, H02H 3/28. Устройство для Устройство для дифференциально-фазной защиты [Текст]. / Богдан А.В., Соболь А. Н.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет. - № 2006124282; заявл. 06.07.2006; опубл. 27.12.2007, Бюл. № 36. - 5 с.
8. Пат. 2295815 Российская Федерация, МПК 51 H02H 7/08, G01M 15/00, H02K 15/00. Устройство защиты машин переменного тока [Текст]. / Богдан А.В., Стрижков И.Г., Потапенко И.А., Соболь А.Н.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет. - № 2005131150; заявл. 07.10.2005; опубл. 20.03.2007, Бюл. № 8. - 4 с.
АНАЛ1З ЗАСТОСУВАННЯ Г1С В УПРАВЛ1НН1 ТРАНСПОРТНИМИ СИСТЕМАМИ
Суворова Н.О.
старший викладач Факультету транспорту, менеджменту i логiстики
Укра'ша, Hацiональний авiацiйний унiверситет
ANALYSIS OF GIS APPLICATION IN TRANSPORT SYSTEMS MANAGEMENT
Suvorova N.
Senior Lecturer Faculty of Transport, management and logistics
Ukraine, National aviation university
Анотащя
В стати розглянуто особливосп застосування геошформацшних систем (Г1С). Визначеш основш тра-нспортш завдання, як можуть ефективно виршуватися за допомогою Г1С. Сформульоваш базовi прин-ципи Г1С технологш на транспортi. Обгрунтовано питання необхiдностi застосування Г1С в процесах прийняття рiшень при управлшш об'ектами транспортно1 системи.
Abstract
The article considers the peculiarities of the application of geographic information systems (GIS). The main transport tasks that can be effectively solved with the help of GIS are identified. The basic principles of GIS technologies in transport are formulated. The question of the need to use GIS in decision-making processes in the management of transport system facilities is substantiated.
Ключов1 слова: геошформацшш системи, транспортш системи, транспортне шдприемство, управ-лшня, ефективнють.
Keywords: geographic information systems, transport systems, transport company, management, efficiency.
Геошформацшш системи (Г1С) довгий час було прийнято вважати системами, яш призначеш, перш за все, для створення i публжацп карт. Вщпо-вщно до цього було визначено коло прикладних за-вдань: зонування i картографування територiй, гео-логiчнi дослщження, пов'язанi з видобутком кори-сних копалин, тощо. Ситуацiя на ринку Г1С технологiй почала стрiмко змiнюватися в дев'яно-стi роки минулого сторiччя, коли ринок усвiдомив, що велика частина зовнi рiзнорiдних даних та шфо-рмацii мають дещо загальне, а саме - географiчну прив'язку, отже можуть бути вщображеш на мапi для подальшо! обробки, аналiзу та використання в багатьох прикладних системах.
Просторова складова стала свого роду «спшь-ним знаменником» для роботи з шформащею, в той час як Г1С - це системи, яш допомагають стввщне-сти тi або iншi процеси i подiï на основi просторово-часових вiдносин i з yрaxyвaнням додаткових фак-торiв (фiнaнсовиx, соцiaльно-економiчниx, природ-них та шш^.
Для реaлiзaцiï цього шдходу на прaктицi роз-робники почали розширювати можливостi Г1С, до-даючи новi фyнкцiï, якi вирiшyють не пльки класи-чнi зaдaчi створення карт, а виконують просторо-вий aнaлiз, що забезпечують рiзнi способи вiзyaлiзaцiï та iнтегрaцiю з корпоративними систе-
