Математичне моделювання автоматичної стабілізації тиску магістральних насосних станцій з асинхронним електроприводом відцентрових насосів

Анотація

Стаття присвячена розробці математичної моделі керованої насосної станції великої потужності з автоматичною стабілізацією напору. Розроблена модель дозволяє досліджувати режими роботи потужних насосних станцій без необхідності проведення фізичних експериментів на дорогому діючому обладнанні. Це дозволить уникнути збоїв у його роботі та перебоїв у транспортуванні рідин, що виключить ризик аварій та фінансових втрат. Потужні насосні станції магістральних та великих розподільчих трубопроводів мають стратегічне значення. Вони забезпечують переміщення великих обсягів рідини та складаються з нерозривно пов’язаних між собою електромеханічної та гідравлічної підсистем. Перевитрати електроенергії внаслідок неоптимальності режимів окремих потужних агрегатів, неоптимальної кількості одночасно працюючих менш потужних агрегатів, а також під час перебігу перехідних процесів є досить значними. Метою роботи є підвищення ефективності процесу транспортування рідини магістральними та великими розподільчими трубопроводами. Запропонована модель зі співставним рівнем деталізації описує електромеханічну та гідравлічну підсистеми як єдине ціле. Параметри моделі відцентрового насоса обчислюються за геометрією та розмірами його елементів з урахуванням впливу фізичних властивостей робочої рідини. Це дає можливість комплексного дослідження таких об’єктів без фізичного впливу на них з урахуванням взаємної залежності обох підсистем та змін параметрів елементів гідравлічної підсистеми. Модель може бути інтегрована з системами автоматизації проектування потужних насосних станцій і використовуватися при пошуку оптимальних проєктних рішень. Перспективним напрямком удосконалення математичної моделі може бути її трансформація в гібридну модель шляхом доповнення фізичною системою автоматичного керування