CC BY
27
УДК 621.314
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ
ПОДСТАНЦИЙ
В. С. Климаш, А.М. Константинов
Рассмотрена проблема загрузки электропередачи реактивной мощностью и нестабильного напряжения у потребителей электроэнергии. Предложено построение устройства со звеном повышенной частоты для формирования и четырехквадрантно-го амплитудно-фазового регулирования добавочного напряжения на выходе трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ для улучшения качества напряжения и комплексного повышения энергетических показателей в ЛЭП, силовых трансформаторах и у потребителей. Получены аналитические соотношения для основных характеристик устройства со звеном повышенной частоты. Приведены результаты моделирования силовой схемы устройства с двухконтурной системой подчиненного регулирования в составе подстанции в среде MatLab. Численными экспериментами показана целесообразность применения устройства в системах электроснабжения.
Ключевые слова: трансформаторная подстанция, силовой трансформатор, устройство регулирования амплитуды и фазы добавочного напряжения, звено повышенной частоты.
В настоящее время в распределительных сетях напряжением 10 кВ и ниже зачастую остаётся нерешенной проблема, при которой потребители получают питание напряжением не соответствующим, действующим показателям качества электроэнергии в Российском стандарте [1]. На качество электрической энергии в системах электроснабжения значительное влияние оказывают наличие протяженных линий электропередач, резкопере-менные по характеру нагрузки и нелинейные потребители современных промышленных предприятий. Вследствие некачественного напряжения, питающего потребителей происходят сбои в ходе производственных процессов, выход из строя электрического оборудования и снижение периода его эксплуатации. В частности, одним из показателей качества электроэнергии, характеризующий питающее напряжение является отклонение напряжения.
Проведенный анализ показал, что трансформаторно-тиристорным устройствам, поддерживающим требуемое неизменное качество напряжения на выходе промышленных понизительных трансформаторных подстанций, присущи недостатки, к которым относятся невысокий коэффициент полезного действия, низкое быстродействие, значительная несинусоидальность кривой выходного напряжениия. В частности, эти устройства, содержащие вольтодобавочные трансформаторы, осуществляют преобразование на частоте 50 Гц, что приводит к завышению их установленной мощности и массогабаритных параметров.
Серийно выпускаемые промышленностью в нашей стране стабилизаторы напряжения либо частично компенсируют реактивную мощность без её регулирования, либо потребляют её дополнительно, что снижает коэффициенты мощности и энергетическую эффективность электрической сети.
Отмеченные недостатки предопределяют создание устройств, выполняющих в автоматическом режиме функции стабилизации напряжения с одновременной компенсацией реактивной мощности для понизительных трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ, с разработкой алгоритмов их управления, что является актуальной научно-технической задачей.
В данном исследовании предложено устройство для повышения качества напряжения и энергетических показателей понизительных трансформаторных подстанций напряжением 10/0,4 кВ посредством компенсации отклонений напряжения на нагрузке и реактивной мощности на входе подстанции.
Блочная схема подключения устройства для повышения качества напряжения нагрузки и энергетических показателей трансформаторной подстанции представлена на рис. 1.
Рис. 1. Блочная схема подключения устройства для повышения качества напряжения и энергетических показателей
Устройство (рис. 1) состоит преобразовательных блоков: двухмо-стового реверсивного выпрямителя (РВ), подключенного на выходе вторичной обмотки СТ, инвертор напряжения, выполненный на базе однофазной мостовой схемы (ИН), однофазно-трёхфазный циклоконвертор напряжения (К) и однофазный высокочастотный трансформатор с рабочей частотой 450 Гц (ОВТ). Выход циклоконвертора напряжения пофазно подключен в рассечку вторичной обмотки силового трансформатора (СТ) подстанции. На входе подстанции подключена батарея косинустных конденсаторов (БКК). Преобразователь ПЧ1 в данной схеме выполняет преобразование напряжения промышленной частоты сети /1 = 50 Гц (напряжения ин) до напряжения с повышенной частотой /2 = 450 Гц. Далее высокочастотное напряжение и2и после промежуточного преобразования в понижающем ОВТ преобразуется ПЧ2 до уровня напряжения ид частоты /1 = 50 Гц. В полуобмотках высокочастотного трансформатора токи ИН протекают в противоположных направлениях, и при подключении к циклоконвер-теру напряжения К они формируют двухполярное напряжение [3].
Добавочное напряжение подстанции формируется с учётом общей степени регулирования устройства:
И^ Р Р Р • р^ е _ д _ св СМ ск с (1)
д И к ' ^ н "га
где ев = ис1 / ин - степень регулирования выпрямителя по амплитуде; Ри _ Г2и / и Рк — Г/2к / Г/1к - соответственно степень регулирования инвертора и циклоконвертора по амплитуде и фазе; ¥ - фаза добавочного напряжения, являющаяся общим аргументом векторных степеней регулирования Ри и Рк; кш - коэффициент трансформации ОВТ.
Процесс стабилизации напряжения, как следует из выражения (1) при фазе ¥ = 0 определятется только амплитудной (скалярной) степенью регулирования.
Векторные диаграммы при действии устройства в режиме стабилизации напряжения нагрузки представлены на рис. 2 а, б и в режиме стабилизации напряжения на нагрузке с компенсацией реактивной мощности приведены на рис. 2, в, г.
а б в г
Рис. 2. Векторные диаграммы работы устройства: а, б - при стабилизации напряжения на нагрузке; в, г - при компенсации реактивной мощности со стабилизацией напряжения на нагрузке
На диаграммах работы устройства (рис. 2) введены следующие обозначения векторов: ин, 1н - напряжение и ток нагрузки, 1в - ток выпрямителя, 1к - ток батареи косинусных конденсаторов, 11,12 - токи в первичной и вторичной обмотке СТ, и2, ид - напряжения на вторичной обмотке СТ и добавочное напряжение от предложенного устройства, Аи2 - отклонение от напряжения сети, ф1, фн - фаза тока сети и фаза тока нагрузки.
Представленные на рис. 2, а векторные диаграммы показаны при Ди2 < 0 и характеризуют процесс вольтоприбавления - суммирования добавочного напряжения с напряжением во вторичной обмотке Г2 СТ. Процесс вольтовычетания (Ди2 > 0) при стабилизации, показанный рис. 2, б характеризуется переводом устройства в инверторный режим посредством сдвига фазы выходного напряжения инвертора на величину полупериода.
Векторные диаграммы (рис. 2, в) при компенсации реактивной мощности со стабилизацией напряжения показаны при значении фазы добавочного напряжения ¥ = уаг, Ди2 < 0, фн > 0 (принято среднестатистическое значение угла нагрузки составляет фн ~ 30 эл. град), а векторные диаграммы (рис. 2, г) отображают процесс генерации реактивной мощности со стабилизацией напряжения и показаны при условиях Ди2 > 0, фн ~ 0, ¥ = уаг. В системе часть реактивной мощности подстанции с нагрузкой компенсируется при помощи установленных на входе подстанции (рис. 1) БКК, а другая часть регулируемой реактивной мощности - посредством предложенного устройства.
На рис. 2, в приведена диаграмма для случая недостаточной компенсации реактивной мощности, когда БКК (вектор тока 1к) не обеспечивает требуемой величины реактивной мощности для подстанции с нагрузкой. Тогда устройство производит генерацию необходимой для полной компенсации величину реактивной мощности смещением вектора добавочного напряжения ид и изменением угла вектора ин в сторону опережения. Вектор ин вращаясь на угол фн/2, обеспечивает полную компенсацию реактивной мощности с углом ф1 ~ 0. От такого действия устройства, векторы токов выпрямителя 1в и напряжения нагрузки ин совпадают, а с вектором напряжения и2 совпадают по фазе векторы токов первичной 11 и вторичной 12 обмоток СТ.
В случае, когда происходит изменение характера и величины реактивной мощности на входе подстанции (угол тока нагрузки фн примерно равен нулю), тогда значение мощности от БКК становится избыточным, следовательно происходит перекомпенсация. Для устранения образовавшейся реактивной мощности устройство формирует добавочное напряжение (вектор ид) с такой фазой и амплитудой, которое перенаправляет вектор напряжения ин относительно вектора напряжения и2 с отстающей фазой (рис. 2, г). В результате этого угол фазы тока сети ф1 становится приблизительно равен нулю, тем самым утраняя возникшую перекомпенсацию реактивной мощности.
Регулирование устройством вектора добавочного напряжения ид может осуществляться в 4-х квадрантах, выполняя при этом стабилизацию напряжения нагрузки (при которой Ди2 ~ 0) и одновременно либо компенсируя реактивную мощность (рис. 2, в), либо производя её генерацию (рис. 2, г).
Действующее значение фазного напряжения нагрузки ин в общем
виде определяется как среднеквад
ин (0) =
ратичное по формуле
1 Г 2
- \ и 2(еуе, (2)
- 0
где и(0) - мгновенное значение исследуемого напряжения, 0 = Ш.
Действующее значение первой гармоники напряжения нагрузки ин(1) определяется по формуле
ин(1)(0)-V а2 + Ь, (3)
где а\ и Ъ\ - коэффициенты тригонометрического ряда.
Коэффициенты тригонометрического ряда определяются по выражениям
2
p/2
a1 = — JM(0)sin(Xe) de, T -p/2
2
p/2
b =_ jM(e)cos(^e) de
T
(4)
(5)
-p/2
Здесь - номер гармоники.
При частоте модуляции, кратной числу фаз и частоте сети, производится пофазное симметричное управление, тогда Ъ1 = 0, при котором действующее значение первой гармоники напряжения нагрузки ин^) будет
ин(1)(0) = ^ (6)
Аналитические выражения для схемы с нулевым проводом в режиме стабилизации напряжения методом широтно-импульсного регулирования (ШИР) инвертором напряжения на основании формул (2), (4) и (6) для напряжения на нагрузке ин и его первой гармоники ин(1у.
1
U н =
4
p
•(c
cos a и-Uд-U 2m + 2-U2-(p-2-a и-N) + U.
r2
2m
p)
4
p
•(U д •U2m - sinaи • (cosb +1)/ sinb)
2
(7)
где аи - угол регулирования инвертора напряжения; U2m - амплитудное значение напряжения сети; N - количество коммутаций тиристоров инвертора в течение полупериода добавочного напряжения; в = n/N - переменная замены.
U^i) = [U2m + 4- Щ - (sinаи •(-cosb-1) + sinb- cosаи)/p- sinb], (8)
Аналитические выражения для схемы без нулевого провода в режиме стабилизации напряжения методом широтно-импульсного регулирования (ШИР) инвертором напряжения на основании формул (2), (4) и (6) для напряжения на нагрузке U и его первой гармоники U^y.
*
U* =
1 61 6
72- Uд • U2m (cosb- sin аи - sin b- cos аи + sin аи)
sin bp
8-U¡ -(2-аи • N-sinb-(1 -p) +18-U^m-p-sinb)
sin bp
(9)
и
н (1)
- 4 • ид - (^т аи - сов Ь + зт аи - зт Ь • еоз аи))
+
+
и2т ' $'аи ' N 8Ш ЬР
(10)
Регулировочные характеристики устройства в режиме стабилизации зависят от степени регулирования инвертором гд = / (ги). В этом случае частота коммутации запираемых тиристоров принимается /и = сош1. Зависимости коэффициента несинусоидальности напряжения на нагрузке от степени регулирования инвертором Ки = /(ги) являются энергетическими характеристиками устройства. Значения величин кт, еи, /и и ¥ определяют основные показатели при амплитудном и фазовом регулировании напряжения.
На основании полученных аналитических выражений при регулировании напряжения по схеме с нулевым проводом по формулам (7) и (8) и без него по формулам (9) и (10) определяются регулировочные свойства и энергетические характеристики устройства при амплитудном регулировании, причём установлено, что величины кт и ги влияют на требуемый диапазон выходной величины добавочного напряжения ид в процессе стабилизации, а также влияют на энергетические показатели устройства. Для оценки этого влияния принимались одинаковые коэффициенты трансформации кт (к*т) = 16, 18, 20, 22 для схемы с нулевым проводом (пунктирная линия на рис. 1 от нагрузки к ОВТ) и для схемы без него.
Полученные регулировочные характеристики для режима стабилизации напряжения на нагрузке показаны на рис. 3, а и 3, б, а энергетические характеристики - на рис. 3, в и 3, г.
кт = 16 кт=18\ кт =20 Ч кт=22\
\
Ки,%
х =
16 кт =20
к =18 / V -11
/ т / / т
а
в
0.2 0.3 0.4 0.5
—
к;=16 к;=1в\ 1 _к* = 20 к* =
[
0.8 0.9
б г
Рис. 3. Зависимости ед = /(ги) и Ки = /(ги) при регулировании напряжения: а, в - схема с нулевым проводом; б, г - схема без нулевого
провода
575
*
При построении зависимостей (рис. 3) необходимо учитывать взаимосвязь степени регулирования инвертора еи углом регулирования аи в рамках каждой зоны при ШИР, который определяется выражением
(1 -еи )• N
a
и 2
(11)
В выражении (11) изменение угла регулирования инвертора аи осуществляется в пределах от 0 до n/2N.
Анализ характеристик £д=f (еи), представленных на рис. 3, а, б показал, что регулирование добавочного напряжения методом ШИР носит линейный характер, независимо от соединения нулевого провода нагрузки. Такой вид полученных характеристик обеспечивает точность при стабилизации напряжения на нагрузке. Зависимости Ku = f( еи), приведенные на рис. 3, в, г, характеризуют оказываемое влияние устройства на энергетические характеристики в виде коэффициента несинусоидальности напряжения на нагрузке. Можно убедиться, что рассчитанные значения Ku для двух вариантов включения нагрузки подстанции не превышают значений 5,3 %, что не превышает показатель Ku = 8 % [1]. При компенсации реактивной мощности вектор добавочного напряжения ид по амплитуде отличается от этого же вектора, но при стабилизации напряжения, поэтому характеристики ед=f (еи) и Ku = f (еи) могут быть пропорционально увеличены на значение этой разницы для получения искомых параметров в режиме компенсации.
Для оценки эффективности применения предложенного устройства разработана имитационная модель трансформаторной подстанции напряжением 10/0,4 кВ с устройством, управляемым по способу ШИР в программе Matlab/Simulink [4 - 6]. Эта модель системы включает в себя перечень элементов из библиотеки SimPowerSystems (SPS), некоторые из них представленны в таблице.
Перечень элементов модели из библиотеки SimPowerSystems
Элемент системы Элемент модели в SPS Параметры
Трехфазный источник напряжения Three-phase voltage source Uc = 10 кВ; zc = 0,027 Ом
Силовой трансформатор подстанции Three-phase transformer (2 windings, Y/Y) Sox = 1000 кВА, Uin = 10 кВ; U2n = 0,4 кВ f = 50 Гц
Однофазный высокочастотный трансформатор Linear transformer (Implement 2 or 3 winding) Sox = 250 кВА, и1ф = 660 В; и2ф = 133В kx = 8, f = 450 Гц
Трёхфазный мостовой реверсивный выпрямитель Universal Bridge (3x2 arms, SCR-thyristors ) Ron = 0,001 Ом; Uf = 0,8 В
Однофазный мостовой инвертор напряжения Universal Bridge (2 arms, GTO/Diodes) Ron = 0,001 Ом
Однофазно-трёхфазный цикло-конвертор напряжения Thyristor model (4x3 arms, SCR) Ron = 0,001 Ом; Uf = 0,8 В
Блок нагрузки Three-phase RLC-load Rh = 0,127 Ом, Lh = 0,2 мГн
Моделировались пуск подстанции, который выполнялся по специальному способу, а также квазиустановившиеся и динамические процессы подстанции с разработанным устройством. Квазистационарные электромагнитные процессы подстанции с устройством исследовались для схем с нулевым проводом и без него. Электромагнитные процессы в устройстве с наличием нулевого провода цепи нагрузки были получены при частоте ШИР однофазного мостового инвертора напряжения = 4 кГц, коэффициенте трансформации ОВТ ктк = 8; сопротивлении нагрузки 7н = 0,265 Ом, напряжении в сети = уаг.
Смоделированные временные диаграммы процесса стабилизации напряжения с компенсацией реактивной мощности при наличии в схеме нулевого провода при фазе ¥ = 70° показаны на рис. 4.
Ц.к» !
4 - 200
-400 .кА 400
400 1„Л 1а,А
600" 400
400- 200
О- 0
-400Ь -200 и...В
1„,,А
-200
400 200 0 -200 -400
рт1
г"
V
/
\
\
ц,
\
1111II ГШ I» ГII М II I
11!
ГШ
1
'Ов _
1|,,кА2м
и„,в"
-100 1_ -200
Рис. 4. Временные диаграммы стабилизации напряжения нагрузки с компенсацией реактивной мощности сети
На приведенных временных диаграммах (рис. 4) обозначены: U1, / U2 - напряжения первичной и вторичной обмоток СТ; I1, I2 - токи первичной и вторичной обмоток СТ; I0c, 10в - токи намагничивания СТ и ОВТ; ин, 1н -напряжение и ток нагрузки; If - ток на входе РВ; Ud, Id - выпрямленное напряжение и выпрямленный ток РВ; U1u, I1u -напряжение и ток на входе ИН; U2u, I2u - напряжение и ток на выходе ИН; Ui4, Ii4 - напряжение и ток на входе циклоконвертора К; U24 - напряжение на выходе циклоконверто-ра К (или добавочное напряжение Ud подстанции); I24 - ток на выходе цик-локонвертора напряжения К.
Зависимости коэффициентов несинусоидальности KU = f(AU2) и искажения тока Ки = f(AU2) для процесса стабилизации (при регулировании только величины Ud) полученные в ходе моделирования и расчётов представлены на рис. 5, а, а также зависимости коэффициента несинусоидальности Ки = fII), коэффициента мощности Км = fI/IH), коэффициента энергетической эффективности Кэ = fI/IH), коэффициента полезного действия п = fI/IH), cos91 = f(I/IH) от относительного значения тока IH (при регулировании величины Ud и фазы Y) представлены на рис. 5, б.
0.999
0.99К
0.997
К„ ю
[К.,,% лтт,
№ -W) V
/
к < ,=16 íT =22 к* =16 \ к; - 22
\
Y
К,- - f(ÄU2)
0.85 0.9 0.95 I 1.05 1.1 1.15 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
а б
Рис. 5. Расчётные зависимости: а - при стабилизации напряжения; б - при компенсации со стабилизацией
Представленные на рис. 5 расчётные зависимости представляют собой энергетические характеристики подстанции оборудованной устройством.
В режиме стабилизации напряжения (рис. 5, а) коэффициент Ки при минимальном коэффициенте трансформации кт = 16 не превысил значения 5,3 %, а коэффициент искажения Ки - не более 0,9988.
В режиме стабилизации напряжения с компенсацией реактивной мощности при номинальной загрузке силового трансформатора подстанции, коэффициент Км составил не менее 0,97 (что согласуется приказом Мин-промэнерго РФ (№ 49 от 22.02.07 г. где установлено значение коэффициента мощности не менее 0,93 для сети 10 кВ) при этом коэффициент Ки составил не более 8,25 %, коэффициент Кэ достиг значения 0,87, коэффициент цс составил не менее 0,89, а составляющая коэффициента мощности соБф1 достигла максимального значения 0,97.
578
Динамические процессы исследовались в сответствии с разработанной программой при изменении действующего значения напряжения и2, характера нагрузки, а также при резком или плавном изменении величины нагрузки.
Модель включала в себя замкнутую двухконтурную систему автоматического управления (САУ) с двумя обратными связями по отклонению напряжения нагрузки и по фазе тока сети. В качестве регуляторов в системе управления устройством были применены пропорционально-интегральные звенья (ПИ-регуляторы).
В ходе работы производилась оценка количественных показателей качества регулирования. При стабилизации напряжения статическая ошибка регулирования напряжения составила 1,2 % при быстродействии не превышающим 0,018 с. В режимах стабилизациии с компенсацией реактивной мощности статическая ошибка регулирования напряжения нагрузки составила 1,5 % при быстродействии не более 0,021 с и точности регулирования фазы тока сети не более ± 1,5°.
Физические принципы работы устройства проверялись на разработанном экспериментальном блоке для комлектных подстанций 10/0,4 кВ номинальной мощностью 400 кВА. Основными параметрами которого являлись: установленная мощность блока 8бл = 100 кВА и коэффициент перегрузки блока кпер = 1,5. В ходе эксперимента выполнялась проверка функционирования отдельных блоков устройства, а именно силовой части, системы управления, а также всего устройства и осциллографирование напряжений и токов на элементах схемы при регулировании амплитуды и фазы добавочного напряжения.
Разработанный блок функционировал в режиме стабилизации напряжения нагрузки и в режиме компенсации реактивной мощности сети со стабилизацией напряжения нагрузки. Результаты экспериментальных исследований позволяют подтвердить работоспособность предложенного устройства.
Заключение
1. Предложена структурная схема устройства из соединенных преобразовательно-трансформаторных блоков, сочетающая в единой структуре функции пуска, компенсации реактивной мощности и/или стабилизации напряжения.
2. Применение звена повышенной частоты (450 Гц) обеспечивает снижение массы и габаритов устройства, а в качестве вольтодобавочного трансформатора (ВДТ) возможно использовать непосредственно силовой трансформатор подстанции.
3. Управление устройством методом ШИР обеспечивает повышение качества напряжения и быстродействия, а управление фазой повышает энергетические характеристики.
4. Получены аналитические соотношения для определения характеристик регулирования устройства и показателей качества напряжения на нагрузке.
5. В программе MATLAB/Simulink на иммитационной модели системы проведены исследования пуска подстанции и при этом определено, что устройство снижает ток при пуске в 3 раза, а также значительно уменьшается значение постоянной времени переходного процесса намагничивающего тока СТ почти в 25 раз, чем в схеме подстанции без устройства. Исследования переходных электромагнитных процессов работы устройства подтвердили способность устройства выполнять точную и плавную компенсацию реактивной мощности с одновременной стабилизацией напряжения нагрузки обеспечивая при этом высокую энергетическую эффективность.
6. Сравнительный анализ результатов экспериментальных исследований на лабораторном макете устройства подтвердил адекватность разработанной иммитационной модели, при этом расхождение результатов моделирования и эксперимента не превысило значения относительной погрешности 7,4 %.
Список литературы
1. ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения - принят Межгосударственным советом по стандартизации, методологии и сертификации (протоколом №55-П от 25 марта 2013г.). М.: Стандартинформ, 2014. 16 с.
2. Патент 2316875 РФ. Устройство для компенсации отклонений напряжения и реактивной мощности трансформаторной подстанции / Кли-маш В.С., Власьевский С.В., Константинов А.М. Опубл. 10.02.08. Бюл. № 4.
3. Климаш В.С., Константинов А.М. Преобразователи электроэнергии для систем электроснабжения промышленных предприятий: монография. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2012. 106 с.
4. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ: Математическая модель системы компенсации отклонений напряжения и реактивной мощности трансформаторной подстанции для среды MATLAB / Климаш В.С., Константинов А.М. № 2006613778; Заявка № 2006613022 06.09.2006. Бюл. № 1 (58). 1 с.
5. Черных И.В. Sim Power Systems: Моделирование электротехнических устройств и систем в Simulink [Электронный ресурс]. URL: http://Matlab.exponent.ru (дата обращения: 10.03.2019).
6. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, Sim Power Systems и Simulink. М.: ДМК Пресс, 2008. 288 с.
Климаш Владимир Степанович, д-р техн. наук, профессор, klimash@yandex. ru, Россия, Комсомольск-на-Амуре, Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет,
Константинов Андрей Михайлович, канд. техн. наук, доцент, ens@festu.khv.ru, Россия, Хабаровск, Дальневосточный государственный университет путей сообщения
580
DEVICE FOR INCREASING VOLTAGE QUALITY AND ENERGY INDICATORS OF TRANSFORMER SUBSTATIONS
V.S. Klimash, A.M. Konstantinov
This article describes a device for improving the quality of voltage and energy indicators of step-down transformer substations with a voltage of 10 / 0.4 kV by compensating for voltage deviations at the load and reactive power at the input of the substation. The device allows you to control the amplitude and phase of the additional voltage of the substation. In the course of the work, a simulation of the power circuit of the device with an automatic control system as part of the substation was carried out, as well as experimental studies were performed. The results of calculations and modeling are presented, conclusions on the work are made.
Key words: transformer substation, power transformer, additional voltage regulation device, high frequency link.
Klimash Vladimir Stepanovich, doctor of technical sciences, professor, klimash ayandex. ru, Russia, Komsomolsk-on-Amur, Komsomolsk-on-Amur State Technical University,
Konstantinov Andrey Mikhailovich, candidate of technical sciences, docent, ensafestu. khv. ru, Russia, Khabarovsk, Far Eastern State Transport University
УДК 62-52
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ
Д.В. Ишутинов, Н.С. Сластихин
Рассматривается математическая модель электропривода центробежного насоса на основе асинхронного двигателя с частотным регулированием скорости. Предлагается с помощью модели проводить оценку эффективности применения асинхронного частотно-регулируемого электропривода насосной установки.
Ключевые слова: центробежный насос, график отбора, Q-H характеристика, математическая модель, эффективность внедрения, асинхронный электропривод.
Внедрению мероприятий, направленных на энергосбережение и повышение качества электрической энергии, должен предшествовать предварительный мониторинг текущих значений показателей качества электроэнергии и энергоэффективности, а также прогноз их состояния. На основании данного анализа можно оценить экономический эффект от планируемых энергосберегающих мероприятий.
На водоснабжающих предприятиях коммунального хозяйства мониторинг показателей качества электроэнергии и энергоэффективности, а также технический учет потребления активной и реактивной мощности не получили широкого распространения. В то же время традиционно ведется учёт и контроль отбора и уровня давления воды в гидросистеме. На рис. 1 показан типичный для жилого сектора график отбора воды [1, 2].
581
