Введение к работе
Актуальность темы. Главными задачами проектирования и эксплуатации современных систем электроснабжения (СЭС) промышленных предприятий является правильное определение электрических нагрузок, рациональные передача и распределение электрической энергии, обеспечение необходимой степени надежности электроснабжения, обеспечение необходимого качества электрической энергии на зажимах электроприемников, обеспечение электромагнитной совместимости приемников электроэнергии с питающей сетью, экономия электроэнергии и других материальных ресурсов.
Совершенствование существующей и внедрение новой передовой технологии связано с широким использованием мощных полупроводниковых преобразователей, электродуговых печей, сварочных установок и других устройств, которые при всей технологической эффективности оказывают отрицательное влияние на качество электроэнергии в электрических сетях.
Уменьшить это влияние можно путем создания и промышленного освоения быстродействующих многофункциональных средств компенсации реактивной мощности, улучшающих качество электроэнергии сразу по нескольким параметрам и одновременно способствующих снижению потерь электроэнергии в элементах электрических сетей.
Поэтому разработка перспективных регулируемых устройств компенсации реактивной мощности с высоким быстродействием и улучшенными технико-экономическими характеристиками является актуальной задачей.
Целью диссертационной работы является разработка и создание комбинированного источника реактивной мощности для цеховых сетей промышленных предприятий
Для достижения поставленной цели в работе были решены следующие задачи:
проведена классификация средств регулирования напряжения п
электрических сетях;
проведены анализ и сравнительная оценка компенсирующих устройств
различных типов для цеховых сетей;
предложена схема комбинированного компенсирующего источника (ККИ)
реактивной мощности;
разработан алгоритм регулирования мощности реактора и переключения
ступеней конденсаторной батареи;
проведено физическое моделирование элементов предлагаемого ККИ:
создан макетный образец предлагаемого ККИ;
проведены экспериментальные исследования источника в установившемся
режиме и при переходных процессах.
Методы исследования. Для решения поставленных в работе задач использовались методы, принятые в теории электрических ценен, электротехнике, полупроводниковой электронике, а также положения оснон электроснабжения, применялось теоретическое и физическое моделирование.
Обоснованность и достоверность научных положений и выводов. Справедливость теоретических положений подтверждена результатами экспериментальных исследований на специально созданном макетном образце и совпадением теоретических и опытных данных.
Научная новизна работы заключается в следующем:
предложена классификация способов и средств регулирования напряжения в
цеховых сетях трехфазного тока;
предложен критерий сравнения источников реактивной мощности;
разработана схема комбинированного компенсирующего источника (ККИ)
реактивной мощности, работающего по специальному алгоритму;
предложена система управления с позиционным регулированием,
обеспечивающая получение астатических характеристик регулирования
реактивной мощности;
предложены критерии для определения быстродействия датчиков уровня
напряжения и скорости переключения позиций комбинированного
компенсирующего источника; - полученный предел регулирования напряжения в цеховой сети в пределах
±1%, позволяет минимизировать потери электрической энергии в
распределительной сети предприятия от передачи реактивной мощности; Основные практические результаты.
-
Предложен принцип многоступенчатого регулирования генерируемой ККИ реактивной мощности при минимальном числе конденсаторных батарей.
-
Выработаны рекомендации по конструктивному выполнению элементов ККИ, обеспечивающие меньшие массу и габариты, а также потери мощности в элементах устройства.
-
Создан макет ККИ мощностью 75 кВА на напряжение 380 В.
-
Разработаны принципиальная и функциональная схемы системы управления ККИ.
-
Получены экспериментальные данные, подтверждающие эффективность разработанного ККИ: пределы изменения напряжения сети при работе ККИ ±1%, практически плавное регулирование реактивной мощности (16-ти
позиционное), высокое быстродействие при переключении 40 квар/с,
относительные потери в ККИ 7кВт/квар, массогабаритпый показатель 12
кг/квар.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались автором и обсуждались
на 18-ой научно-технической конференции "Актуальные проблемы
электроэнергетики" (г. Нижний Новгород, 1008г.);
на Всероссийской научно-технической конференции "Эдектропогреблепие.
энергоснабжение, электрооборудование" (г. Оренбург, 1009г.);
на научно-технических семинарах кафедры Электроснабжения
промышленных предприятий МЭИ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ Материалы диссертации использовались п 2-х отчетах по научно-исследовательским работам.
Структура и объем работе. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Список литературы насчитывает 69 наименований. Общий объем 145 страниц, из них 84 страниц машинного текста, 46 рисунка на 45 страницах, 8 таблиц на 7 страницах, список литературы на 7 страницах.
