CC BY
27
Key words: load device, mechanical characteristics, DC generator, current regulator, modular principle.
Novakov Alexander Viktorovich, master, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,
Dubalsky Vyacheslav Evgenievich, candidate of technical sciences, docent, rinick@,tula.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.31
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ С УЧЕТОМ НИЗКОГО КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ
Д.С. Мирхаликова
Проведен детальный анализ проблемы, возникющей во время работы электрооборудования насосных станций с системой электроснабжения низкого качество, в частности, сделан анализ негативного влияния отклонения напряжения сети на пусковые и рабочие режимы работы насосных агрегатов, а также на примере насосных станций Согдийской области Республики Таджикистан показаны причины и количество отключений насосных станций районов области.
Ключвые слова: отклонение напряжения, насосные станции, система электроснабжения, синхронный двигатель, пусковые токи.
Почти 25 % всей вырабатываемой электроэнергии в развитых странах расходуется электроприводами, характер нагрузки которых является вентиляторным. К данным механизмам в основном относят турбомеханиз-мы, такие как насосы, вентиляторы, компрессоры и т.д. [4]. Обычно, эти механизмы в своем составе имеют синхронные или асинхронные электродвигатели, которым требуется высокое качество электроэнергии в питаемой сети [1]. К примеру, отклонение напряжения является одним из основных и важнейших показателей качества электрической энергии. В соответствии с ГОСТ 13109-97 предел установившегося отклонения напряжения на входе электрических приемников равен ±10 % (табл. 1). Отклонение напряжения негативно влияет на работу всех приемников системы электроснабжения (СЭС), в частности, ухудшается работа энергетического оборудования электроэнергетических систем, увеличиваются потери мощности, увеличивается пережог топлива для компенсации этих потерь, падает производительность двигателей собственных нужд, что может привести к снижению выработки электроэнергии [7]. Кроме того, в электродвигателях увеличивается скорость старения изоляции обмоток, что может стать причиной аварийных ситуаций. В трансформаторах увеличиваются потери
в стали, что, в свою очередь, ведет к повышению температуры стали. В воздушных линиях электропередачи увеличивается генерация реактивной мощности, которая может привести к большим подъемам напряжения в сети и тем самим увеличить риск пробоя изоляции электрооборудования или всего электротехнического и энергетического комплекса в целом. Поэтому исследование влияния качества напряжения сети на работу электроприводов насосных станций является весьма актуальным вопросом.
Таблица 1
Нормы и погрешности измерений показателей качества
электроэнергии (ПКЭ) по ГОСТ 13109-97
Параметры Значения
Свойства электроэнергии Отклонение напряжения
ПКЭ, единица измерения Установившиеся отклонения напряжения на входе электроприемника <ШУ, %
Интервал усреднения, с 60
Допустимые значения нормальные +5
предельные + 10
Погрешность измерения по- абсолютный ±0,5
казателей КЭ относительный
В качестве объекта исследования были приняты насосные станции Согдийской области Республики Таджикистан. График потребления электроэнергии в Согдийской области за последние три года показан на рис. 1 [6].
600000 500000 400000 300000 200000 100000 о
■ 2016г. ■ 2017г. 2018г.
Рис. 1. График потребления электроэнергии Согдийской области
за последнее три года
Как видно из графика (рис. 1), потребление электроэнергии в Согдийской области имеет максимальные значения в период летних месяцев г. Это связано с тем, что в данный период основными потребителями элек-
353
трической энергии в Согдийской области являются насосные станции, служащие для орошения поливных земель дехканских хозяйств [3]. Подача этих насосов в основном регулируется способом дросселирования трубопроводов, осуществляемого путем введения в нагнетающую магистраль различных заслонок, диафрагм или задвижек [2, 5].
В табл. 2 и рис. 2 приведены классы напряжений питающих сетей насосных станций Согдийской области и график потребления электроэнергии за последние три года.
Таблица 2
№ Наименование районов 10 кВ 6 кВ 0,4 кВ 6/0,4 кВ
1 Б. Гафуров - 20 17 -
2 Пенджикент 2 10 7 -
3 Исфара 1 6 4 -
4 Ашт 4 18 18 1
5 Айни - 2 8 -
6 Истаравшан - - 1 -
7 Зафаробод 10 4 - -
8 Спитамен - - 6 -
9 КВД Ходжабакирган - 2 2 -
10 Дж. Расулов - 8 5 -
11 Конибодом - 4 15 -
12 Мастчох - 16 2 1
13 Гончи - 4 1 -
Итого 17 94 86 2
160000 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0
1
/ / ^ / ^ ^ ^ / / / / / 61 2016г. ■ 2017г. ■ 2018г. °
Рис. 2. График потребления электроэнергии насосными станциями
в области за последнее три года
Основная часть насосных агрегатов Согдийской области снабжена синхронными электродвигателями большой мощности. Эти электрические машины имеют высокий коэффициент загрузки и большой пусковой ток
354
[9]. Каждый пуск высоковольтного СД сопровождается многократными скачками токов и моментов двигателя, отклонением напряжения, нагревом двигателя и дополнительными потерями, которые уменьшают технический ресурс насосных агрегатов и другого оборудования [3]. Сбои и аварии в работе насосной станции могут возникнуть по причине нарушения динамической устойчивости синхронных электродвигателей, которая в свою очередь возникают из-за сбоев в работе системы электроснабжения и автоматики ввода резерва [1, 8]. В табл. 3 приведена статистика отключений насосных станций в районах Согдийской области Республики Таджикистан в период сезона орошения сельхозземель в 2018 году.
Таблица 3
Отключение насосных станций за 2018 год_
Основные причины остановки насосных
Наименование районов Общие откл. станций
№ Период откл. Линия питания отключена Перенапряжение Изменение напряжения
1 Ашт Май-Сентябрь 10 2 5 2
2 Спитамен Май-Сентябрь 3 - 1 3
3 Б. Гафуров Май-Сентябрь 17 3 3 1
4 Конибодом Май-Сентябрь 8 1 3 5
5 Зафаробод Май-Сентябрь 2 2 - 4
6 Дж. Расулов Май-Сентябрь 3 1 1 1
7 Исфара Май-Сентябрь 1 1 - 2
8 Мастчох Май-Сентябрь 4 2 - 3
Итого 48 12 13 23
На основе анализа приведенных в табл. 3 данных можно сделать вывод, что скачки напряжения питающей сети насосных станций области, вызвали множество аварийных отключений за короткий период. Как известно, для каждого электродвигателя по рекомендации завода-изготовителя указывается допустимое число пусков в год. Кроме этого, каждый пуск высоковольтных электродвигателей может привести к отклонению напряжения сети, что еще более усугубляет качество напряжения сети. Исходя из вышеизложенного, отклонение напряжения сети негативно влияет на работу электрооборудования насосных станций, и для решения данной проблемы необходимо предпринять соответствующие меры.
Список литературы
1. Вохидов А.Дж., Дадабаев Ш.Т., Разоков Ф.М. К вопросу о задачах повышения надежности системы электроснабжения насосной станции первого подъема // Надежность. 2016. Т. 16. № 4 (59). С. 3639.
2. Дадабаев Ш.Т. Обзор и оценка способов управления насосными установками // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2013. № 12. С. 28-30.
3. Дадабаев Ш.Т. Оптимизация пусковых режимов работы высоковольтных электроприводов оросительной насосной станции с учетом жаркого климата // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2018. Т. 61. № 2. С. 86-91.
4. Дадабаев Ш.Т. Особенности механических характеристик электроприводов с вентиляторным характером нагрузки // Электро-оборудова-ние: эксплуатация и ремонт. 2013. № 11. С. 29-34.
5. Лезнев Б.С. Энергосбережение и регулируемый привод в насосных и воздуходувных установках. М.: Энергоатомиздат, 2006. 360 с.
6. Мирхаликова Д.С. Анализ состояния системы электроснабжения и перспективы электроэнергетики республики Таджикистан // Региональная энергетика и электротехника: проблемы и решения сборник научных трудов. Чебоксары, 2015. С. 161-167.
7. Мирхаликова Д.С. Мероприятия по обеспечению качества электроэнергии // Региональная энергетика и электротехника: проблемы и решения сборник научных трудов. Чебоксары, 2015. С. 186-193.
8. Тошходжаева М.И. Анализ повреждений воздушных линий электропередач 35-220 кВ на примере согдийской электрической сети // Вестник Чувашского университета. 2016. № 1. С. 105-111.
9. Тошходжаева М.И., Ходжиев А. А. Особенности диагностирования ВЛЭП - 110 кВ в условиях резко континентального климата // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. № 2. С. 364-369.
Мирхаликова Дилафруз Сайдуллоевна, старший преподаватель, noza l0l0amail.ru, Таджикистан, Худжанд, Худжандский политехнический институт таджикского техничесогоуниверситета имени академикаМ.С. Осими
RESEARCH OF PUMP STATIONS ELECTRICAL EQUIPMENT OPERA TING MODES TAKING INTO ACCOUNT THE LOW QUALITY OF THE NETWORK VOLTAGE
D.S. Mirkhalikova
The article provides a detailed analysis of the problems that arise during the operation of electrical equipment of pumping stations with a low-quality power supply system, in particular, the analysis of the negative impact of the voltage deviation on the start-up and operating modes of pumping units is made, as well as the example of pumping stations in the Sughd region of the Republic of Tajikistan, the causes and number of shutdowns of pumping stations in the regions.
Key words: voltage deviation, pumping stations, power supply system, synchronous motor, starting currents.
Mirkhalikova Dilafruz Saidulloevna, senior lecturer, mirkhalikova. damail. ru, noza_l0l0@mail. ru, Tajikistan, Khujand, Khujand Polytechnic Institute of the Tajik Technical University named after academician M.S. Osimi
