Аналіз впливу електроприводу головних насосів сухого доку на роботу електричної мережі

Автор(и)

  • Pavel Khristo Одеський національний політехнічний університет пр. Шевченка, 1, м. Одеса, Україна, 65044, Україна https://orcid.org/0000-0001-7275-0044

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.177837

Ключові слова:

асинхронний двигун, каталожні дані, постійний струм, ПІ-регулятор, питома ємність, фільтро-компенсуючий пристрій

Анотація

Досліджено вплив нерегульованого електроприводу змінного струму і регульованого електроприводу постійного струму головних насосів сухого доку на мережу суднобудівельного заводу «Океан» (Україна) в середовищі MatLab SimPowerSystems.

Задля точного моделювання глибокопазних асинхронних двигунів було застосовано власну методику визначення параметрів Т-подібної схеми заміщення і коефіцієнту в’язкого тертя віртуального двигуна за каталожними даними. Ця методика спирається на формули, які відповідають Т-подібній і уточненій Г-подібній схемі заміщення. Запропоновано ввести в розрахунок скореговані значення кратності початкового пускового і критичного моменту. Номінальний коефіцієнт потужності визначається опосередковано та порівнюється із каталожним значенням. Залежності роторних опорів апроксимовані елементарними функціями, які забезпечують майже сталі значення цих параметрів при докритичних значеннях ковзання.

В результаті моделювання стало зрозуміло, що навіть при почерговому пусканні нерегульованих електронасосних агрегатів відбувається істотне падіння напруги в мережі.

Математичну модель електроприводів постійного струму було побудовано зі спільною двоконтурною системою автоматичного керування частотою обертання. На вході кожного генератору імпульсів керування включено резонансний фільтр, чим виключаються можливі помилки в роботі.

Результати моделювання переконують у тому, що підчас роботи електроприводів постійного струму в мережі виникають комутаційні перепади напруги, споживаний струм виявляється суттєво несинусоїдальним та відбувається споживання реактивної енергії. З урахуванням паразитної ємності кабельної лінії виникають високочастотні коливання напруги, що створює небезпеку для роботи електрообладнання.

Завдяки використанню фільтро-компенсуючого пристрою перераховані негативні явища можуть бути виключені, тоді електропривод постійного струму за багатьма показниками переважатиме нерегульований асинхронний електропривод. Для мінімізації споживання реактивної енергії може слугувати система автоматичного керування з інтегральним регулятором потужності реактору зі змінним коефіцієнтом підсилення

Біографія автора

Pavel Khristo, Одеський національний політехнічний університет пр. Шевченка, 1, м. Одеса, Україна, 65044

Старший викладач

Кафедра електромеханічної інженерії

Посилання

  1. Grigor'ev, V. N., Marchenko, D. V., Simakov, G. V., Smelov, V. A. (1976). Sudospusknye i sudopodemnye sooruzheniya (proektirovanie i stroitel'stvo). Leningrad: Stroyizdat, 176.
  2. Bugaev, V. T., Dubrovskiy, M. P., Yakovlev, P. I., Shtefan, A. V. (2001). Konstruktsiya suhih dokov i ih vzaimodeystvie s gruntom. Moscow: OOO «Nedra-Biznestsentr», 372.
  3. Hristo, P. E. (2015). Energy-saving control of a dry dock dewatering pumps. Electrotechnic and computer systems, 19 (95), 154–159. doi: https://doi.org/10.15276/eltecs.19.95.2015.36
  4. Khristo, P. (2018). Experimental study into optimal interdependence of energy-time costs for emptying a dry dock. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (2 (94)), 35–55. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.139674
  5. Neyman, Z. B., Pekne, V. Z., Moz, L. S. (1974). Krupnye vertikal'nye ehlektrodvigateli peremennogo toka. Moscow: Energiya, 376.
  6. Talib, M. H. N., Ibrahim, Z., Rahim, N. A., Hasim, A. S. A. (2013). Characteristic of Induction Motor Drives Fed by Three Leg and Five Leg Inverters. Journal of Power Electronics, 13 (5), 806–813. doi: https://doi.org/10.6113/jpe.2013.13.5.806
  7. Singh, B., Kumar, G. (2008). Battery Energy Storage System Based Controller for a Wind Turbine Driven Isolated Asynchronous Generator. Journal of Power Electronics, 8 (1), 81–90.
  8. Jo, G.-J., Choi, J.-W. (2018). A Novel Method for the Identification of the Rotor Resistance and Mutual Inductance of Induction Motors Based on MRAC and RLS Estimation. Journal of Power Electronics, 18 (2), 492–501. doi: https://doi.org/10.6113/JPE.2018.18.2.492
  9. Wang, M., Wang, D., Dong, G., Wei, H., Liang, X., Xu, Z. (2019). Simplified Rotor and Stator Resistance Estimation Method Based on Direct Rotor Flux Identification. Journal of Power Electronics, 19 (3), 751–760. doi: https://doi.org/10.6113/JPE.2019.19.3.751
  10. Sivokobylenko, V. F., Pavlyukov, V. A. (1979). Raschet parametrov shem zameshcheniya i puskovyh harakteristik glubokopaznyh asinhronnyh mashin. Elektrichestvo, 10, 35–39.
  11. German-Galkin, S. G. (2001). Komp'yuternoe modelirovanie poluprovodnikovyh sistem v MATLAB 6.0. Sankt-Peterburg: KORONA print, 320.
  12. Chernyh, I. V. (2008). Modelirovanie ehlektrotehnicheskih ustroystv v MATLAB, SimPowerSystems i Simulink. Moscow: DMK Press; Sankt-Peterburg: Piter, 288.
  13. Tuganov, M. S. (1978). Sudovoy beskontaktnyy ehlektroprivod. Leningrad: Sudostroenie, 288.
  14. Jannati, M., Idris, N. R. N., Aziz, M. J. A. (2016). Performance Evaluation of the Field-Oriented Control of Star-Connected 3-Phase Induction Motor Drives under Stator Winding Open-Circuit Faults. Journal of Power Electronics, 16 (3), 982–993. doi: https://doi.org/10.6113/jpe.2016.16.3.982
  15. Zhu, R.-W., Wu, X.-J. (2014). Simplified SVPWM that Integrates Overmodulation and Neutral Point Potential Control. Journal of Power Electronics, 14 (5), 926–936. doi: https://doi.org/10.6113/jpe.2014.14.5.926
  16. Sun, C., Ai, S., Hu, L., Chen, Y. (2015). The Development of a 20MW PWM Driver for Advanced Fifteen-Phase Propulsion Induction Motors. Journal of Power Electronics, 15 (1), 146–159. doi: https://doi.org/10.6113/jpe.2015.15.1.146
  17. Daigavane, M., Suryawanshi, H., Khan, J. (2007). A Novel Three Phase Series-Parallel Resonant Converter Fed DC-Drive System. Journal of Power Electronics, 7 (3), 222–232.
  18. Singh, B., Bist, V. (2013). Improved Power Quality IHQRR-BIFRED Converter Fed BLDC Motor Drive. Journal of Power Electronics, 13 (2), 256–263. doi: https://doi.org/10.6113/jpe.2013.13.2.256
  19. Klyuchev, V. I. (2001). Teoriya elektroprivoda. Moscow: Energoatomizdat, 704.
  20. Kolesnik, G. P. (2017). Kabel'nye i vozdushnye linii ehlektroperedachi. Vladimir: Vladim. gos. un-t, 126.
  21. Azarh, D. N.; Zelenova, S. P., Eyfelya, A. I. (Eds.) (1953). Nasosy. Katalog-spravochnik. Moscow: Gos. Nauch.-teh. izd. mash.-stroit. i sud.-stroit. lit., 428.
  22. Bulhar, V. V. (2006). Teoriya elektropryvodu. Odessa: Polihraf, 408.
  23. Kravchik, A. E., Shlaf, M. M., Afonin, V. I., Sobolenskaya, E. A. (1982). Asinhronnye dvigateli serii 4A. Moscow: Energoizdat, 504.
  24. Gaysarov, R. V., Shchelkonogov, A. E., Kayukov, S. I., Loktyushin, K. N. (2004). Spravochnik po vysokovol'tnomu oborudovaniyu ehlektroustanovok. Versiya: 2.0. Yuzhno-Ural'skiy gosudarstvennyy universitet.
  25. Eliseev, V. A., Shinyanskiy, A. V. (Eds.) (1983). Spravochnik po avtomatizirovannomu ehlektroprivodu. Moscow: Energoatomizdat, 616.
  26. Kopylov, I. P., Klokov, B. K. (Eds.) (1988). Spravochnik po ehlektricheskim mashinam. Vol. 2. Moscow: Energoatomizdat, 456.
  27. Evzerov, I. H., Gorobets, A. S., Moshkovich, B. I. et. al.; Perel'muter, V. M. (Ed.) (1988). Kompletnye tiristornye ehlektroprivody. Moscow: Energoatomizdat, 319.
  28. Gerasimyak, R. P. (1992). Povyshenie kachestva sistem avtomaticheskogo upravleniya. Kyiv: UMK VO, 100.
  29. Zimenkov, M. G., Rozenberg, G. V., Fes'kov, E. M. (Eds.) (1983). Spravochnik po naladke ehlektrooborudovaniya promyshlennyh predpriyatiy. Moscow: Energoatomizdat, 480.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-09-10

Як цитувати

Khristo, P. (2019). Аналіз впливу електроприводу головних насосів сухого доку на роботу електричної мережі. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(8 (101), 15–35. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.177837

Номер

Том 5 № 8 (101) (2019): Енергозберігаючі технології та обладнання

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Pavel Khristo

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.