Управление процессами компенсации реактивной мощности в системе электроснабжения с электродвигательной нагрузкой Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ

УДК 621.316. 621.313 Е.К.Ещин УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКОЙ

Электротехническая промышленность выпускает ряд устройств компенсации реактивной мощности (КРМ). К ним относятся, например, регулируемые конденсаторные установки (КРМТ, КРМТФ) на базе тиристорных ключей для резко переменной нагрузки с мощностью установок в диапазоне 20^1500 кВАр, числом ступеней регулирования до 12 и временем переключения ступе- компенсации реактивной мощности (уровня величины соє(ф)) (Т Л Т п ^ п 12 (со®(фг )г - со^(фі ))2 Ж vc ; 1=х V ь У

где СОБ(фг- )^, СОБ(фг-) - необходимые (задавае-

ней до 0,02 сек. мые) и мгновенные значения косинусов ф. Управляющими воздействиями будем считать компенсирующие емкости конденсаторных установок, учитывая, что их величины могут изменяться дискретно. Математическая модель СЭС с индивидуальными устройствами КРМ приведена в [2].

При эксплуатации систем электроснабжения (СЭС) с электродвигательной нагрузкой в виде асинхронных электродвигателей (АД), работающих с переменным моментом сопротивления, где существенно влияние изменения состояния одного электродвигателя на состояние остальных, про-

блема КРМ в СЭС заслуживает особого внимания. Рассмотрим примеры по рис.1, 2. На этих

В этой связи представляет интерес определение возможного характера изменения необходи- схемах параметры АД как в [2] - АВР280Ь4. Сечения кабелей по уровням: 120, 95, 75 мм2 (см.

мых величин компенсирующих емкостей конден- рис.3,4).

саторных установок в варианте индивидуальной Воспользовавшись идеологией управления,

КРМ АД, эксплуатируемых в упомянутых выше условиях. Объект (СЭС) будем описывать по [1]. Цель основанной на использовании скользящих режимов [3] получим ряд результатов для расчетных условий, приведенных на рис.3,4.

управления - обеспечение требуемого уровня

Рис. 2 Расчетная схема СЭС с 2-мя АД

Рис. 2 Расчетная схема СЭС с 4-мя АД

136

Е.К.Ещин

Рис. 3 Условия расчета КРМ для схемы по рис.1

Тпкл. С Tnrf.ii. С*

Д^лымы каїійлвй по ур-пг.нлн. км

& аз ас ат

3 і ■

Л .'И лл? “ лд

'-•о ЕЗ

ІаЦІ : і а

ИВ п :: и

АКТНИНЫИ ШІІ|іиіНН.і|ЬЧНН киПыпнй. Он

иегш

_ 'Л и

- и

Єикииіи мім інні Яфунмдої уі :і ри-ні :і к. ічкФ

-:ц |л.п я |-уп,і І П.і- ЕЯ: ~ ~ Щ

і;н- |іу.ді)‘-аі-іміда-яа=

ІІ-арпнстри эпоктрплснгптслсй и нагрузки

Йг.Ом Ыс.Ом Хг.Он ІЙП Ом ІкгмЙІис.ІІнІр Іиі.ІІм П.І д ЙП.ры 02 їм Й.Ги І82.рщ □3.1 їм 1 Ш

ли 1 и.1411 ІІ.НГС і.-іиь і-і.ни І.Л 1ІШ* І2 'їй* її и ЇЬИ У и іии І111І

АРІЇ II 1Н1 II 1 ПТ и к и;-1 п й*Р О 4І1Н 14 НИ ?. А а 4ІІН 14 НІІ РА іьии НІІП і 1 1 н ? ? П 4 Я 14 и н и ь/ ЗЕП Н 114 ь ля 1В 1Я

а да

АД 4 П 1 Я1 л ЯВР • 405 Н.ЕО М ІЯПГ 2 \2Ш Е 4 ї 1 Гі П 1 71 ІП її;

Сс-чения кчС-слсй па ! іраон ям. ко.мм.

=Р-0 Ш—

=і:1 г. її

=рї ;Ь Л і'Ь

і 1

І Іужиис: значення І.:і.І'і-|І і|

Ід Е

іГТт| и и

Шї !■-< і

аг™: зія: неіз

Рис. 4 Условия расчета КРМ для схемы по рис.2

На рисунках ниже приведены результаты расчетных процессов изменений косинусов ф и емкостей компенсирующих конденсаторных установок при последовательном пуске и дальнейшей работе с периодической нагрузкой асинхронных электродвигателей АВР280Ь4 номинальной мощностью 160 кВт.

Включение КРМ происходило через 1.5 С после пуска первого АД. Опорные значения компенсирующих емкостей принимались одинаковыми - 72.2 мкФ. Значения косинусов ф вычислялись как значения косинусов углов между мгновенными значениями векторов напряжений и токов электродвигателей.

Время, С

Рис. 5 Изменение значений сов(ф) и компенсирующих емкостей С^д для схемы по рис.1 (до 1.5 с -

неуправляемый режим)

Изменение величины компенсирующей емкости

Рис. 6 Изменение значений сов(ф) для схемы по рис.2 (до 1.5 с -неуправляемый режим)

1.6 1.Т 1.3 1.9

Рис. 7Характерное дискретное изменение величины компенсирующей емкости конденсаторной установки для АД1, работающего с переменным моментом сопротивления на валу -Мс = 1000 + 400зіп{ія5І) + 250зіп{ія9І) + 100зіп{ія18і + я/2)

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ещин Е.К. Модель асинхронного электродвигателя в системе электроснабжения // Электротехника. - 2002. -№1. C.40-43.

2. Ещин Е.К. Моделирование процессов компенсации реактивной мощности в системе электроснабжения с электродвигательной нагрузкой // Вестник КузГТУ, 2012. №2 С.48-52.

3. Utkin V.I., Guldner J., Shi J. Sliding mode control in electromechanical systems. Taylor & Francis, 1999. - 325 c.

□ Автор статьи:

Ещин

Евгений Константинович, докт.техн.наук., проф. каф.прикладных информационных технологий КузГТУ, email: eke@kuzstu.ru