ПЗ (1228604)
Текст из файла
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
Кафедра «Локомотивы»
К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ
Заведующий кафедрой
__________А.К. Пляскин
«___»__________2016 г.
РАЗРАБОТКА КОМПЕНСАТОРА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
НА БАЗЕ ЭКСТРЕМАЛЬНОГО РЕГУЛЯТОРА
Пояснительная записка к дипломному проекту
ДП 23.05.03.03.153.ПЗ
Студент гр.153 В.А. Деткин
Руководитель
(профессор, д.т.н., профессор) Ю.М. Кулинич
Консультант по безопасности
жизнедеятельности
(профессор, д.т.н., профессор) В.Д. Катин
Консультант по экономике
(доцент, к.э.н., доцент) О.Б. Лазарева
Нормоконтроль
(доцент, к.т.н.) Ю.С. Кабалык
Хабаровск – 2016
ABSTRACT
It proposed and developed a device for reactive power compensation electric, made on the basis of extreme control. Compensator is controlled by extreme control. Mathematical modeling of electric and so compensator has proven its effectiveness and feasibility of application.
СОДЕРЖАНИЕ
| ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………… | 8 |
| 1 РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОВОЗА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА……….. | 10 |
| 1.1 Общие сведения и основные преимущества электрифицированных железных дорог ……………………………………………………………….. | 10 |
| 1.2 Создание и анализ модели электровоза в программе Multisim ……….. | 12 |
| 2 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ КОМПЕНСАТОРА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ………………………………………………… | 22 |
| 2.1 Потери, вызванные протеканием реактивной мощности………………. | 23 |
| 2.2 Структурная схема электровоза с компенсатором ……………………… | 23 |
| 2.3 Расчёт параметров компенсатора реактивной мощности………………. | 25 |
| 2.4 Проверка работоспособности компенсатора реактивной мощности….. | 28 |
| 3 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ КОМПЕНСАТОРА С ЭКТРЕМАЛЬНЫМ РЕГУЛЯТОРОМ…………………………………………………………………. | 31 |
| 3.1 Общие понятия и структура управления………………………………… | 32 |
| 3.1.1 Управление ………............................................................................ | 32 |
| 3.1.2 Экстремальное управление………………………………………… | 33 |
| 3.1.3 Структура управления ……………………………………………... | 35 |
| 3.2 Типы управления………………………………………………………… | 37 |
| 3.2.1 Жесткое управление ……….............................................................. | 37 |
| 3.2.2 Регулирование……………………………………………………….. | 39 |
| 3.2.3 Настройка (экстремальное управление) ………………………….. | 40 |
| 3.3 Задачи и объекты экстремального управления …………………………. | 42 |
| 3.3.1 Классификация задач экстремального управления……………… | 42 |
| 3.3.2 Классификация объектов экстремального управления…………… | 43 |
| 3.3.3 Постановка задачи экстремального регулирования………………. | 44 |
| 3.4 Структурная схема компенсатора с системой управления……………... | 45 |
| 4 МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КРМ…………………….. | 48 |
| 4.1 Программные средства National Instruments…………………………….. | 48 |
| 4.2 Создание модели экстремального регулятора и вольтодобавочного устройства……………………………………………………………………… | 52 |
| 4.2.1 Работа блоков Mean и RMS…………………………………………. | 53 |
| 4.2.2 Работа блока Delay | 56 |
| 4.2.3 Работа блока Signum relay…………………………………………. | 58 |
| 4.2.4 Организация системы вольтодобавки……………………………… | 60 |
| 5 АНАЛИЗ РАБОТЫ КОМПЕНСАТОРА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ РАЗРАБОТАННОГО НА ОСНОВЕ ЭКСТРЕМАЛЬНОГО РЕГУЛЯТОРА…… | 64 |
| 5.1 Анализ работы экстремального регулятора……………………………… | 64 |
| 5.2 Результат работы экстремального регулятора…………………………… | 66 |
| 6 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РЕГУЛИРУЕМОГО КОМПЕНСАТОРА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ НА ЭЛЕКТРОВОЗАХ ПРЕМЕННОГО ТОКА……………………………………… | 68 |
| 6.1 Теоретические основы при расчете экономической эффективности….. | 68 |
| 6.2 Определение стоимости регулируемого КРМ и расходов на оплату труда рабочим……………………………………………………………......... | 72 |
| 6.3 Затраты на расход электроэнергии и определение экономического эффекта от внедренного компенсатора реактивной мощности……….............. | 76 |
| 7 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ НА ЭЛЕКТРОВОЗЕ И ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ЧЕЛОВЕКА……………… | 79 |
| 7.1 Действие электрического тока на человека…………………………… | 79 |
| 7.2 Оказание первой помощь пострадавшему от электрического тока…..... | 83 |
| 7.3 Безопасность труда при работе на электровозе…………………………. | 84 |
| 7.3.1 Защитные меры и средства…………………………………………. | 85 |
| 7.3.2 Меры безопасности при работе с оборудованием электровоза….. | 88 |
| 7.3.3 Меры безопасности при устранении неисправностей электровоза в пути следования………………………………………………………… | 89 |
| 7.3.4 Обеспечение пожарной безопасности……………………………... | 92 |
| ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………...……….... | 94 |
| Список использованных источников…………………………………................. | 95 |
| Уменьшенные копии демонстрационных листов……………..…………….…. | 97 |
ВВЕДЕНИЕ
Большая часть современного эксплуатируемого парка России состоит из электровозов переменного тока, на которых установлены выпрямительно-инверторные преобразователи. Недостаток электроподвижного состава такого рода в том, что в процессе работы преобразователя, его выпрямительная часть, потребляет реактивную мощность в результате фазового сдвига. В следствии этого такие электровозы имеют достаточно низкие топливно-энергетические показатели.
Коэффициент мощности электровозов с ВИП в среднем составляет 0,7–0,9, что ведет к повышенному потреблению электрической энергии из-за потерь в сети.
В соответствии с принятой в ОАО «РЖД» программой «Стратегия развития железнодорожного транспорта до 2030 года», целью которой является увеличение энергоэффективности электроподвижного состава, вопрос о понижении расходов топливно-энергетических ресурсов, за счёт повышения коэффициента мощности, в настоящее время является актуальным и выходит на первый план развития энергосберегающих технологий.
Увеличение коэффициента мощности возможно за счёт компенсации реактивной составляющей электровоза. Данную функцию выполняет пассивный компенсатор-реактивной мощности, который устанавливается на электроподвижной состав. Но проблема в том, что такие КРМ эффективно работают только при номинальных нагрузках, а во время работы электровоза часто происходит недокомпенсация, либо перекомпенсация, так как параметры компенсатора рассчитаны в номинальном режиме. Для того что бы полностью компенсировалась реактивная мощность, необходимо использование системы управления КРМ, которая позволяет высчитывать реактивную энергию электровоза во время его работы и подстраивать КРМ под определенные нагрузки, тем самым избегая недокомпенсации, либо перекомпенсации.
Недостатком такой системы управления является то, что реализация на практике такой схемы управления достаточна сложна, так как необходимо оборудование для подсчёта параметров электровоза.
В связи с этим предложен способ управления КРМ, который не нуждается в непосредственном вычислении реактивной мощности электровоза, а, следовательно, схема управления компенсатором значительно упрощается. Данный способ опирается на теорию экстремального управления, а система управления КРМ создаётся на базе экстремального регулятора.
Целью данной работы является разработка компенсатора реактивной мощности на базе экстремального регулятора. В проекте необходимо смоделировать электровоз, компенсатор реактивной мощности и его систему управления, это происходит с использованием программ Multisim и LabView компании National Instruments. Для того что бы убедится в эффективности данного способа управления, после успешного моделирования, необходимо сравнить значение коэффициента мощности без системы управления и с ней, а затем сделать вывод о целесообразности применения КРМ, созданного на базе экстремального регулятора.
Так же, одна из сторон данного вопроса, это экономическая эффективность применения управляемого компенсатора, которая рассматривается в экономическом разделе дипломного проекта.
1 РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОВОЗА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
В данном разделе освещаются вопросы создания модели электровоза переменного тока, а также расчёт основных параметров схемы в программной среде NI Multisim.
1.1 Общие сведения и основные преимущества электрифицированных железных дорог
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
