Автореферат (1144093)
Текст из файла
На правах рукописиБарданов Алексей ИгоревичОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕСПЕРЕБОЙНОЙ РАБОТЫ ЧАСТОТНОРЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПРИ ПРОВАЛАХНАПРЯЖЕНИЯ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИПРЕДПРИЯТИЯСпециальность 05.09.03 –Электротехнические комплексы и системыАвторефератдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукСанкт-Петербург – 2018Работа выполнена на кафедре общей электротехники федеральногогосударственного бюджетного образовательного учреждения высшегообразования «Санкт-Петербургский горный университет»Научный руководитель:Официальные оппоненты:Ведущая организация:Шклярский Ярослав Элиевичдоктор технических наук, доцентАртюхов Иван Ивановичдоктор технических наук, профессор,профессор кафедры «Электроснабжение иэлектротехнология»ФГБОУВО«Саратовский государственный техническийуниверситетимениГагаринаЮ.А.»(г. Саратов)Синюкова Татьяна Викторовнакандидат технических наук, доцент кафедрыэлектропривода ФГБОУ ВО «Липецкийгосударственный технический университет»(г.
Липецк)Федеральное государственное унитарноепредприятие «Крыловский государственныйнаучный центр» (г. Санкт-Петербург)Защита состоится «27» декабря 2018 г. в 16 часов на заседаниидиссертационного совета Д212.229.20 при федеральном государственномавтономном образовательном учреждении высшего образования «СанктПетербургский политехнический университет Петра Великого» поадресу: 195251, г. Санкт-Петербург, ул.
Политехническая, д. 29, главныйучебный корпус, аудитория 150.С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотекеФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет ПетраВеликого» и на сайте www.spbstu.ru.Автореферат разослан «____»_______________2018 г.Ученый секретарь диссертационногосовета Д 212.229.20Иванов Дмитрий Владимирович3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫАктуальность работы.
Согласно ГОСТ 523144-2013 провалнапряжения – это кратковременное снижение действующего значениянапряжения питающей сети не ниже 5% от номинального значения,длительностью до двух секунд. По данным Российской и мировойстатистики в распределительных сетях предприятий преобладают провалынапряжения глубиной не менее 20% величины питающего напряжения идлительностью порядка сотен миллисекунд, что составляет несколькопериодов питающего напряжения.Неотъемлемой частью современных промышленных предприятий снепрерывным производственным процессом, в том числе предприятийгорной промышленности, являются технологические установки с частотнорегулируемым электроприводом (ЧРП).
Кратковременные снижениянапряжения часто приводят к прерыванию их работы и простоюоборудования, что влечет за собой брак и недовыпуск продукции. Внекоторых случаях аварийная остановка электропривода может привести кповреждению установки.Для решения проблемы в литературе предлагается:- оптимизировать топологию распределительной сети для снижениявлияния явлений, снижающих качество электроэнергии, на комплекстехнологического оборудования;- переводить ответственных потребителей на питание от собственныхгенераторов;- устанавливать в распределительную сеть предприятия устройства,обеспечивающие динамическую компенсацию провалов напряжения;- подключать накопители электроэнергии к ответственным узламэлектросети предприятия;- включать накопители электроэнергии непосредственно в составуязвимых ЧРП.Также предлагаются методы, позволяющие электроприводупреодолеть провал напряжения с сохранением режима приводногомеханизма собственными силами, без использования дополнительныхнакопителей и преобразователей.
Результат достигается путем изменениястратегии управления преобразователями в составе электротехническогокомплекса электропривода. В зависимости от глубины проваланапряжения, можно продолжить работу с текущей мощностью в режимеослабленного поля, снизить потребляемую электроприводом мощность,4или, в отсутствие возможности продолжать работу, оптимизироватьусловия автоматического повторного пуска устройства.Для успешной реализации стратегий управления, обеспечивающихбесперебойную работу электропривода во время провалов напряжения,сформировать новое задание необходимо до снижения напряжения звенапостоянного тока (ЗПТ) до критического уровня. Известно, что времясрабатывания реле защиты минимального напряжения составляет от 20 до40 миллисекунд после начала провала напряжения.В качестве средства преодоления провалов напряжения такжерассматривается включение в состав электротехнического комплексаэлектропривода активного выпрямителя (АВ), ввиду способностиустройства поддерживать напряжение звена постоянного тока на уровнезадания.
Однако, при несимметричных провалах напряжения (в 80%случаев провалы напряжения несимметричны), для достижения заданныхвходных токов требуется вносить корректировку в систему управленияпреобразователем, учитывающую несимметрию питающих напряжений.Разработке способов повышения устойчивости электротехническихкомплексов и систем к провалам напряжения посвящены работы многихроссийских и зарубежных ученых: А.С. Денисевича, С. Пирога,Т.Р. Храмшина, С.В.
Ершова, Ю. Ванга, Ю.А. Сергунова, Дж. Барроса,А.А. Гурова,Э. Переса,Т. Дж. Бессельмана,Б.Н. Абрамовича,А.А. Николаева,Ф. Б. Косты,О.Б. Шонина,Н.Г. Новожилова,М.М. Тухваттулина, Д.С. Крубцова. Однако в работах перечисленныхавторов не решены проблема предиктивного определения параметровпитающего напряжения для выбора режима электротехническогокомплекса ЧРП при провалах напряжения.В связи с этим для обеспечения бесперебойной работы ЧРП припровалах напряжения актуальной является задача максимально быстрогоопределения величины питающего напряжения и предсказания динамикиизменения напряжения ЗПТ в случае неуправляемого выпрямителя, либокорректировка системы управления с учетом полученных о питающемнапряжении данных в случае активного выпрямителя.Цельработы.Повышениеэффективностиработыэлектротехнического комплекса частотно-регулируемого электроприводапутем обоснованного выбора алгоритмов управления приводом в режимепровала напряжения.Для реализации поставленной цели необходимо решить следующиезадачи:51.
Анализ практики и обобщение передового опыта по определениюпараметров напряжения сети при провалах напряжения, сравнительнаяоценка известных способов решения задачи по быстродействию,требуемому количеству исходных данных и точности определяемыхпараметров.2. Разработка алгоритма предиктивного определения параметровнапряжения ЗПТ ЧРП с пассивным выпрямителем на основе наименьшегоколичества измерений питающего напряжений.3. Компьютерное моделирование работы ЧРП с неуправляемымвыпрямителем для определения динамики изменения напряжения ЗПТпри провалах напряжения различных типов и оценки точности работыпредлагаемого алгоритма.4.
Оценка точности вычислений параметров напряжениях ЗПТ путемсравнения их с величинами, измеренными на натурной модели, приискусственном создании в сети провалов напряжения различной глубины.5. Исследование работы электропривода, включающего в свой состав АВнапряжения для определения влияния на его работу несимметричныхпровалов напряжения различного типа.6.
Разработка системы управления АВ, учитывающей параметрынапряжения сети и сравнение влияния преобразователя на сеть при работес классической системой управления и с предложенной в условияхпровала напряжения.Объект и предмет исследования. Объектом исследования являетсяэлектропривод с преобразователем частоты, работающий в трехфазнойсети. Предметом исследования являются: режимы электротехническогокомплекса ЧРП в условиях провалов напряжения; алгоритмыпредиктивного определения питающего напряжения.Методы исследования и достоверность результатов. Припроведении компьютерного моделирования и для обработкиэкспериментальных данных, полученных на натурной модели,использовался программный пакет MATLAB и среда разработки Simulink.Экспериментальные исследования проведены с использованиемсовременных, откалиброванных и сертифицированных средствизмерения: осциллографов ПрофКИП С8 23М и осциллографамультиметра FLUKE 125 B.Достоверность результатов обеспечена обоснованным использованиемтеоретических зависимостей, допущений и ограничений, корректностьювыбранных методов исследования, применением известных численных6методов и подтверждается качественным и количественнымсогласованием результатов расчетов с экспериментальными данными.Научная новизна1.
Доказано теоретически и подтверждено данными эксперимента, чтосредняя за период площадь секторов, откладываемых обобщеннымвектором напряжения сети, через равные промежутки времени вустановившемся процессе постоянна и ошибка определения частоты спомощью этого параметра может быть использована в качестве критериядля оценки ошибки расчета динамики изменения напряжения ЗПТ ЧРП.2. Разработаны критерии формирования входных токов сетевогопреобразователя таких, чтобы при несимметричном питающемнапряжении сохранялось постоянство потока мощности.3.
Предложен новый подход к управлению электротехническимкомплексом ЧРП, основанный на предиктивном определении параметровпитающего напряжения ЗПТ во время провалов напряжения и выборенаиболее рационального режима, для преодоления провала напряжения.4. Предложен оригинальный подход к управлению АВ принесимметрии питающего напряжения, заключающийся в определениипараметров годографа входных токов устройства на основании данных огодографе питающих напряжений.Теоретическая значимость работы:1. Изложеныосновныеположенияразработаннойтеорииформирования токов активного преобразователя для достиженияэлектромагнитнойсовместимостиустройствассетьюпринесимметричных напряжениях питающей сети.2. Проведена модернизация итерационного алгоритма определенияпрямой и обратной компонентов напряжения питающей сети,позволившая при минимуме исходных данных достигать заданнойточности вычислений.3.
Выявлена проблема возникновения искажений во входных токахактивного выпрямителя напряжения при несимметричном питающемнапряжении и причины ее возникновения.Практическая значимость работы:1. Разработанный алгоритм предиктивного определения параметровнапряжения звена постоянного тока частотно-регулируемого привода сзаданной точностью по минимуму исходных данных реализован ивнедрен в виде программного продукта для ЭВМ (подтверждено справкойо внедрении на АО «Новая ЭРА»).72. Разработан способ управления активным выпрямителем в условияхнесимметрии питающего напряжения.3.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
