CC BY
31
Електричнi станцп, мережi i системи
УДК 621.316.11 doi: 10.20998/2074-272X.2016.5.10
А.В. Волошко, Я.С. Бедерак
МЕТОД АВТОМАТИЧНОГО ВИЗНАЧЕННЯ К1ЛЬКОСТ1 ОДНОЧАСНО ПРАЦЮЮЧИХ В ГРУП1 ЕЛЕКТРОДВИГУН1В
Метою достджень е розробка методу автоматичного визначення ктькост1 працюючих електродвигун1в високоТ на-пруги в груп1 однотипных на основ1 визначення та анал1зу облшових даних електроспоживання, як1 отримат з прила-die обтку електроенергй, встановлених на приеднаннях електродвигужв. Розроблений алгоритм програми автоматичного визначення ктькост1 працюючих електродвиг^в в груш однотипних. Одержан результати можуть бути ви-користан для впровадження автоматизованого ведення обтку пробку кожного електродвигуна, розрахунку парамет-рiв е^валентного асинхронного (АД) або синхронного двигуна (СД), як в свою чергу в подальшому можуть застосову-ватися для ощнки ефективностг роботи групи однакових електродвиг^в, проведення розрахункш статичноТ та ди-намiчноТсmiйкосmi електропостачальноТсистеми промислового шдприемства, що мiстыть АД або СД. Бiбл. 7, рис. 2. Ключовi слова: асинхронний та синхронний електродвигуни, група однотипних електродвигушв, npo6ir.
Целью исследований является разработка метода автоматического определения количества работающих электродвигателей высокого напряжения в группе однотипных на основе определения и анализа учетных данных электропотребления, полученных с приборов учета электроэнергии, установленных на присоединениях электродвигателей. Разработан алгоритм программы автоматического определения количества работающих электродвигателей в группе однотипных Полученные результаты могут быть использованы для внедрения автоматизированного ведения учета пробега каждого электродвигателя, расчета параметров эквивалентного асинхронного (АД) или синхронного двигателя (СД), которые в свою очередь в дальнейшем могут применяться для оценки эффективности работы группы одинаковых электродвигателей, проведение расчетов статической и динамической устойчивости системы электроснабжения промышленного предприятия, содержащей АД или СД. Библ. 7, рис. 2.
Ключевые слова: асинхронный и синхронный электродвигатели, группа однотипных электродвигателей, пробег.
Вступ. В практичнш дiяльностi визначити ш-льшсть шдключених до мережi асинхронних (АД) або синхронних (СД) електродвигушв в груш електродвигушв одного типу неможливо без вiзуально-го контролю.
Часто в електроустановках до шин 6-10 кВ шд-ключено дешлька АД, в загальному випадку рiзних за типом i потужшстю. При оцшщ результуючого впли-ву вах двигушв на струм короткого замикання в мсщ пошкодження доцшьно вс двигуни або окремi групи !х замшити одним екивалентним АД. Вихщними для екшвалентування асинхронного двигуна е наступш параметри: номшальш значения номшально! потуж-носп Рпот; вщносне значення пускового струму 1п; кратносп пускового тп i максимального ттах момен-пв. В формулах для розрахунку екшвалентного АД застосовуеться кшьшсть однотипних п !х в груш АД [1]. Наприклад, номшальне значення активно! потуж-носп еквiвалентного АД Рпот.еку. групи, що складаеть-ся з п електродвигушв номшальною потужнiстю Рпот кожен визначаеться за формулою [1]:
п
Рпот.еку. = ^^ Рпот.
] =1
Тому для отримання точного значення парамет-рiв еквiвалентного АД необхщно точно визначити к1льк1сть !х. Аналогiчна задача сто!ть i для групи СД.
Метою роботи е розробка методу автоматичного визначення шлькосп працюючих електродвигушв напругою 6 кВ в груш однотипних на основi визначення та аналiзу облшових даних електроспоживання, яш отримаш з приладiв облiку електроенергй, встано-влених на приеднаннях електродвигунiв. Особливiстю роботи електродвигушв е те, що навантаження на валу !х коливаеться в широких межах. Тому коли пра-цюе дешлька АД або СД одночасно, просте визначен-
ня споживання електроенергй групою електродвигушв не дае можливосп визначити кшьшсть працюючих електродвигунiв.
Аналiз останшх досл1джень та публiкацiй. Параметри екывалентного АД або СД (коефщент поту-жностi, коефiцiент завантаження, максимальний та пусковий моменти, параметри схеми замщення тощо) використовуються для оцшки ефективносл роботи групи однакових АД або СД, проведення розрахуншв статично! та динамiчноi стiйкостi електропостачаль-но! системи промислового пвдприемства, що мютить АД або СД, перiодичноi складово! пускового струму, визначення залишково! напруги на шинах джерела живлення шд час самозапуску АД та СД та шших задач [1]. Теоретичш засади режимiв роботи АД i СД розробленi Сиромятнiковим 1.А. в роботi [2]. Пробле-ми забезпечення стшкосл роботи як одного СД або АД, так i !х групи розглянутi в роботах Гуревича Ю.£. [1]. Питания шдвищення стiйкостi АД та СД при ко-роткочаснiй втратi живлення розглянуп в роботах Фiшмаиа В. [3], Тщжиева М.О. [4], Мiхалева С.В. [5].
Матерiал i результати дослщжень.
АД або СД можуть працювати в широкому дiа-пазонi потужносп вiд потужиостi неробочого ходу до номшально!. Тому необхвдно обрати мшмальне значення в вiдсотках ввд номiнальноi' потужиостi, яке б сввдчило про ввiмкиений стан кожного двигуна. Зпд-но [2] струм неробочого ходу АД Is розраховуеться за формулою:
т _ т / • COS фпот >
Iis ~ 1 nom '(sin Фпот I 2
bnom bnom ~1
де 1пот - номшальний струм електродвигуна; cosq>nom -номшальний коефiцiент потужиостi; bnom - ввдношен-ня максимального обертаючого моменту до номшаль-
© А.В.Волошко, Я.С.Бедерак
ного на валу АД. Розрахунки, виконаш за каталожными даними АД (cospnom = 0,8...0,92; bnom = 2...2,7), сввдчать, що мiнiмальне значения Iis знаходиться в iнтервалi ввд 25 % до 40 % вщ номiнального струму електродвигуна. Мшмальне значення навантаження на валу СД знаходиться в межах ввд 35 % до 50 % ввд номшального струму електродвигуна [2]. Ц ствввд-ношення використанi для визначення працюючого стану АД або СД.
Для визначення шлькосп АД або СД пропону-еться встановити в релейному ввдсшу на кожному приеднанш високовольтних електродвигунiв (рис. 1) електронш багатофункцiональнi лiчильники електроенергй, що вимiрюють в режимi реального часу струм, напругу, потужнiсть, частоту та iншi парамет-ри режиму електроспоживання, та забезпечити збiр, обробку та передачу даних в автоматизовану систему контролю та облшу електроенергй' (АСКОЕ) в режимi реального часу.
До шин 6 кВ шдстанци (рис. 1) шдключено три однакових АД високо! напруги. На кожному приеднанш АД встановлений електронний лiчиль-ник електроенергй. Уи лiчильники пiдключенi до АСКОЕ шдприемства. Значення активно! потужно-стi кожного електродвигуна одержуються в режимi реального часу.
ваеться з кожним наступним електродвигуном. Коли i = m, то процедура зак1нчуе свою роботу i на виходi одержуеться розрахована шльшсть працюючих електродвигушв в групi однотипних.
п - к1льк1СТь працюючих електродвигшв "I - эагальна ктьшсть електродвигушв i - л мил ьн ик к!лькосг1 елаетродвигунш Pi ■ активна потужнють i-го електродвигуна
п = п + 1
i = +1
М2
Рис. 1
Вимiрянi значення тсля перевiрки на промахи використовуються в спешально розробленiй програмi контролю включеного стану АД або СД. Коли навантаження на кожному АД або СД перевищуе 25 % ввд номшально! потужностi Рпот електродвигуна, то вш вважаеться включеним.
Алгоритм програми, що контролюе включений стан АД або СД, наведений на рис. 2.
Програма працюе таким чином.
Вихвдними даними е кшьшсть встановлених т та працюючих п електродвигушв, вимiряне лiчильником значення потужностi /-го електродвигуна, номшальна потужнiсть його. Лiчильник програми розпочинае пвдрахунок з 0. Коли навантаження на першому елек-тродвигунi перевищуе 0,25Рном електродвигуна, то вiн вважаеться включеним. Аналогiчна процедура вщбу-
Рис. 2. Алгоритм програми, що контролюе включений стан АД або СД
Аналiз показав, що знання юлькосп включе-них АД або СД може бути використано ще для од-ше! задачi - оргашзаци технiчного обслуговування та ремонту електродвигушв (обчислення пробку кожного електродвигуна, розрахунку мiжремонтно-го перiоду його).
Журнал пробку АД або СД дозволяе одержати точний час роботи його, що забезпечуе дотримання мiжремонтного перюду. Для своечасно! оргашзаци ремонту основного електроустаткування необх1дно вести журнал проб^ електродвигунiв на виробницт-вi. В [6] запропоновано вести журнал пробку в елект-ронному виглядi, але не визначено шляхiв вирiшення цього завдання. Обчислення кiлькостi включених електродвигушв в режимi реального часу дае можливють вирiшити цю задачу з мшмальними затратами працi обслуговуючого персоналу.
Для розрахунку пробiгу кожного електродвигуна необхвдно знати, працюе вш в поточний момент часу або ш Тому коли в режимi реального часу е шформа-щя про включений стан кожного АД або СД можливо визначити кшьшсть напрацьованих 1м годин за будь-який iнтервал часу (мiсяць, рж). Завдяки цим даним розраховуеться мiжремонтний перiод. Мiжремонтним перiодом називаеться штервал напрацювання устат-кування мiж черговими поточними ремонтами, який вимiрюеться шльшстю вiдпрацьованих годин [7].
Висновки.
1. Розроблений метод визначення кшькосп працюючих АД або СД в груш однотипних електродвигушв шляхом контролю навантаження на кожному приеданш електродвигуна приладами облшу електроенергй, який враховуе широкий дiапазон змiнювання навантаження на валу електродвигуна.
2. Одержане значения кшькосп працюючих АД або СД може бути використане для автоматизованого ведения обл1ку ироб1гу кожного електродвигуна, визна-чення иараметр1в екывалешного АД та СД, яш вико-ристовуються для розрахуншв статично! або динам1ч-но! спйкосп в електропостачальних системах проми-слових шдириемств, оцшки ефективносп роботи гру-пи однакових електродвигушв, пер1одично! складово! пускового струму, визначення залишково! напруги на шинах джерела живлення шд час самозапуску тощо.
СПИСОК ШТЕРАТУРИ
1. Гуревич Ю.Е., Либова Л.Е., Хачатрян Э.А. Устойчивость нагрузки электрических систем. - М.: Энергоиздат, 1981. - 208 с.
2. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 240 с.
3. Фишман В.С. Провалы напряжения в сетях промпред-приятий. Минимизация последствий // Новости электротехники. - 2004. - № 6. - Режим доступа: http://www.news.elteh.ru/arh/2004/30/05.php.
4. Тиджиев М.О. Повышение устойчивости технологических процессов непрерывных производств при кратковременных нарушениях электроснабжения // Всероссийская научно-техническая конференция «Электропотребление, энергосбережение, электрооборудование». Тез. докл. -Оренбург, 2003. - С. 28-29.
5. Поляхов Н.Д., Михалев С.В. Повышение устойчивости синхронных двигателей при кратковременной потере питания // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». - 2012. - №10. - С. 62-68.
6. Волошко А. В., Бедерак Я.С. Система мониторингу ре-жим1в електроспоживання промислового тдприемства // Енергетика: економжа, технологи, екологш. - 2014. - № 4. -С. 50-59.
7. Система технического обслуживания и ремонта технологического и теплоэнергетического оборудования химических предприятий Министерства промышленной политики Украины. Утверждена Первым заместителем Министра промышленности Украины А. Г. Голубовым 25 апреля 1996 г. - К., 1998. - 432 с.
REFERENCES
1. Gurevich I.E., Libova L.E., Khachatrian E.A. Ustoichivost' nagruzki elektricheskikh system [Resistance load of electrical systems]. Moscow, Energoizdat Publ., 1981. 208 p. (Rus).
2. Syromiatnikov I.A. Rezhimy raboty asinkhronnykh i sink-hronnykh dvigatelei [Modes of operation of asynchronous and synchronous motors]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1984. 240 p. (Rus).
3. Fishman V.S. Voltage dips in the grids of industrial enterprises. Minimizing the consequences. Electrical Engineering News, 2004, no.6. Available at: http://www.news.elteh.ru/arh/2004/30/05.php. (accessed 18.05.2016). (Rus).
4. Tidzhiev M.O. Improving of the sustainability of continuous production processes during short power failure. Tez. dokl. Vse-rossiisk. nauk.-tekhn. konf. «Elektropotreblenie, energosberez-henie, elektrooborudovanie» [Abstracts of All-Russia Sci.-Techn. Conf. «Power consumption, energy saving, electrical equipment»]. Russia, Orenburg, 2003. pp. 28-29. (Rus).
5. Poliakhov N.D., Mikhalev S.V. Enhancing of the stability of synchronous motors with a short-term power loss. Proceedings of ETU «LETI», 2012. no.10, pp. 62-68. (Rus).
6. Voloshko A.V., Bederak Ya.S. The monitoring system of mode power consumption of the industrial enterprise. Energy: economics, technology, ecology, 2014, no.4, pp. 50-59. (Rus).
7. Sistema tekhnicheskogo obsluzhivaniia i remonta tekhnologicheskogo i teploenergeticheskogo oborudovaniia khimicheskikh predpriiatii Ministerstva promyshlennoi politiki Ukrainy. Utverzhdena Pervym zamestitelem Ministra pro-myshlennosti Ukrainy A. G. Golubovym 25 aprelia 1996 g. [System of maintenance and repair of heat and power technology equipment on chemical enterprises in the Ministry of Industrial Policy of Ukraine. Approved by the First Deputy of Minister of Industry of Ukraine A.G. Golubov on 25 April 1996]. Kyiv, 1998. 432 p. (Rus).
Надтшла (received) 25.05.2016
Волошко Анатолт Васильович1, д.т. н., проф., Бедерак Ярослав Семенович2, тженер,
1 Нацюнальний техшчний ушверситет Укра!ни «Ки!вський полггехшчний ушверситет», 03056, Ки!в, пр. Перемоги, 37.
2 Публiчне акцюнерне товариство «АЗОТ», 18014, Черкаси, вул. Першотравнева, 72, тел/phone +380 47 2392979, e-mail: ei@uch.net
A.V. Voloshko1, Ya.S. Bederak2
1 National Technical University of Ukraine «Kyiv Polytechnic Institute»,
37, Prospect Peremohy, Kyiv-56, 03056, Ukraine.
2 PJSC «AZOT»,
72, Pervomayskaya Str., Cherkassy, 18014, Ukraine. A method of automatic determination of the number of the electrical motors simultaneously working in group.
Purpose. Propose a method of automatic determination of the number of operating high voltage electric motors in the group of the same type based on the determination and analysis of the account data of power consumption, obtained from of electric power meters installed at the connection of motors. Results. The algorithm of the automatic determination program for the number of working in the same group of electric motors, which is based on the determination of the motor power minimum value at which it is considered on, was developed. Originality. For the first time a method of automatic determination of the number of working of the same type high-voltage motors group was proposed. Practical value. Obtained results may be used for the introduction of an automated accounting run of each motor, calculating the parameters of the equivalent induction motor or a synchronous motor. References 7, figures 2. Key words: induction and synchronous motors, group of the same type of electric motors, running.
