CC BY
5
5. Тонконог В.Г., Бакоуш А.М. Моделирование условий зарождения паровой фазы в потоке жидкости. //Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. - 2006. - № 4. - С. 47-49.
6. Мисбахов Р.Ш., Мизонов В.Е. Ячеечная модель фазового перехода в сферической капле при охлаждении. // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2015. Т. 58. № 8. С. 71-74.
7. Лаптев А.Г., Мисбахов Р.Ш., Лаптева Е.А. Численное моделирование массопереноса в жидкой фазе барботажного слоя термического деаэратора. // Теплоэнергетика. 2015. № 12. С. 76.
УДК 621.316.71
Кувшинов Н.Е.
инженер научно-исслед. лаборатории «ФХПЭ» Казанский государственный энергетический университет
Россия, г. Казань
Kuvshinov N.E., engineer laboratory "FHPE" Kazan State Power Engineering University
Russia, Kazan
СИСТЕМЫ КОМПЕНСАЦИИ РЕКАТИВНОЙ МОЩНОСТИ В
ЭНЕРГЕТИКЕ
Аннотация: в статье рассматриваются способы компенсации реактивной энергии в энергетике
Ключевые слова: реактивная мощность, компенсация реактивной мощности, коэффициент мощности.
SYSTEM OF COMPENSATION OF RECEIVE POWER IN ENERGY
Brief abstract: In the article are considered ways of compensation of reactive energy in power engineerin.
Keywords: reactive power, reactive power compensation, power factor.
По оценкам специалистов доля электроэнергии составляет 30-40% в стоимости продукции. Поэтому энергосбережение является весьма существенным фактором в экономии ресурсов и достижении конкурентного преимущества.
Одним из направлений по энергосбережению является снижение реактивной мощности (увеличение соэф), т.к. реактивная мощность приводит к росту потерь электроэнергии. При отсутствии устройств компенсации реактивной мощности, потери могут составить от 10 до 50% от среднего значения.
Основные потребители реактивной мощности - асинхронные электродвигатели, которые потребляют совместно с бытовыми и собственными нуждами 40% всей мощности; электрические печи 8%;
преобразователи 10%; трансформаторы всех ступеней трансформации
35%; линии электропередач 7%.
В электрических машинах переменный магнитный поток, создаваемый за счет протекания тока в сетевых обмотках, существенно зависит от напряжения сети и нагрузки, которая имеет переменный характер.
Вследствие этого в обмотках при протекании переменного тока индуктируются реактивные э.д.с. обуславливающие сдвиг по фазе (ф) между напряжением и током. Этот сдвиг по фазе обычно увеличивается, а cosф уменьшается при снижении нагрузки. Например, если cosф двигателей переменного тока при полной нагрузке составляет 0,75-0,85, то при малой нагрузке он уменьшится до 0,20-0,40. Малонагруженные трансформаторы также имеют низкий коэффициент мощности (cosф).
Применение систем компенсации реактивной мощности обеспечивает снижение потребляемого из сети тока при одной и той же потребляемой активной мощности, соответственно уменьшается нагрев проводящих проводов и старение изоляции. Кроме этого, реактивная мощность наряду с активной мощностью учитывается поставщиком электроэнергии, а, следовательно, подлежит оплате по действующим тарифам, поэтому составляет значительную часть счета за электроэнергию.
Существующие устройства и методы компенсации реактивной мощности эффективно используются для систем с высокой мощностью.
Компенсация реактивной мощности маломощных, особенно однофазных нагрузок (до 5 кВт) является более сложной задачей, так как динамика изменения нагрузки значительно выше, соответственно системы компенсации реактивной мощности требуют более высокого быстродействия, кроме того однофазные фильтры менее эффективны, чем многофазные.
В данной статье представлены результаты разработки активной системы компенсации реактивной мощности на примере электропривода постоянного тока с питанием от однофазной сети переменного тока, так как этот вариант является наиболее сложной задачей, с точки зрения обеспечения устойчивости и быстродействия системы, сложности фильтрации тока, а результаты исследований достаточно просто использовать при разработке систем с другими типами нагрузок.
Активный метод заключается в том, что моменты отпирания и запирания силовых элементов усилителя мощности формируются в более ранние моменты времени (при активно-индуктивном характере нагрузки), таким образом, чтобы с учётом сдвига по фазе тока вносимого нагрузкой, ток потребляемый из сети совпадал с напряжением, а потребление реактивной энергии стремилось к нулю.
Активная система компенсации реактивной мощности предназначена для управления маломощными однофазными потребителями мощностью, так как количество однофазных потребителей постоянно растет и задача компенсации реактивной энергии принимает более актуальный характер.
Существующие методы повышения cosф основанные на
использовании конденсаторных батарей, приводят к увеличению стоимости и габаритов устройства и разрабатываются для конкретного типа потребителя. Данная система может быть использована для достаточно широкого спектра нагрузок: от активно-емкостных до активно-индуктивных.
Настоящая статья посвящена разработке активной системы компенсации реактивной мощности, которая не требует использования реактивных элементов (ёмкостей, индуктивностей). Снижение потребляемой реактивной энергии обеспечивается за счёт применения усилителя мощности, реализованном на полностью управляемых активных элементах, который уже имеется в любой системе управления, и изменении закона управления силовыми элементами усилителя мощности. Дополнительные аппаратные затраты определяемые введением новых элементов системы вполне окупаются снижением потребления реактивной энергии до уровня близкому к нулю.
Рис. 1. функциональная схема активной системы компенсации реактивной мощности
На рис. 1. представлена функциональная схема активной системы компенсации реактивной мощности. Первый контур представляет собой классическую систему автоматического регулирования скорости вращения электродвигателя и содержит следующие блоки: УЗ - устройство задания;
ЭС - элемент сравнения;
Ра - регулятор выходной координаты системы, в качестве которой может быть скорость вращении электропривода, температура
объекта управления и т.п.;
СИФУ - система импульсно-фазового управления усилителем
мощности, отличительной особенностью которой является то, что имеет два управляющих входа иф и Ua;
УМ - усилитель мощности, выполненный на полностью управляемых активных элементах; Н - нагрузка, объект управления, в качестве которого может быть электродвигатель постоянного, переменного токов и т.п.;
УОС - устройство обратной связи, предназначено для преобразования выходной координаты (скорости вращения двигателя постоянного тока) в пропорциональный сигнал - напряжение обратной связи.
Второй контур - компенсации реактивной энергии содержит: ДТ -датчик тока, в качестве которого может быть использован трансформатор тока; БС - блок синхронизации; ГИ - генератор импульсов; ДНФС - датчик нулевого фазового сдвига, который включает в себя М - модулятор, И -интегратор с ключом КЛ в обратной связи, УВХ - устройство выборки и хранения; Рф - регулятор контура стабилизации коэффициента мощности. На основе функциональной схемы активной системы компенсации реактивной мощности была разработана модель в среде Matlab, результаты исследования которой подтвердили высокую точность стабилизации коэффициента мощности на уровне близком к нулю.
Использованные источники: 1. Сафин А.Р., Мисбахов Р.Ш., Гуреев В.М. Обоснование рациональной схемы управления тяговым электроприводом трамвая на основе разработки имитационной модели. // Электроника и электрооборудование транспорта. 2014. № 3. С. 19-22.
УДК 1082
Кувшинов Н.Е.
инженер научно-исслед. лаборатории «ФХПЭ» Казанский государственный энергетический университет
Россия, г. Казань
Kuvshinov N.E., engineer laboratory "FHPE" Kazan State Power Engineering University
Russia, Kazan
ИНФОРМАЦИОННАЯ ТРЕХМЕРНАЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ЧИСЛЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
Аннотация: В данной статье приведены результаты разработки алгоритмов и модуль программного продукта трехмерной визуализации данных.
Ключевые слова: подземное выщелачивание, полезный компонент, скважина, концентрация, критерия оптимизации, управления.
INFORMATION THREE-DIMENSIONAL VISUALIZATION OF NUMERICAL RESULTS
Abstrakt: This article presents the results of developing algorithms and a
