Антиплагиат (1231543), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Особенно это необходимо в тех отраслях промышленности, гдеповторяемость и точность[2]высокоскоростных технологических операц ий является основополагающ им фактором создания качественной продукц ии.Отклонения, колебания (флуктуац ии) и мерц ания (фликер) напряж ения трансформаторных подстанц ий инапряжения питания нагрузки наносят миллионные убытки потребителям и зачастую являются причиной выходаиз строя дорогостоящего оборудования.[2]Применение стабилизаторов диктуется тем, что современные э лектропотребители автоматизированных производств немогут нормально функц ионировать при нестабильном питающ ем напряж ении.
Особенно э то имеет значение в техпроизводствах, где повторяемость и точность техпроц ессов является решающ им фактором для производительности икачества выпускаемой продукц ии.В настоящ ее время в стране сущ ествует проблема качества и э кономии э лектрической э нергии. Она отраж ена вФедеральной государственной программе «Энергосбереж ение России», ряде отраслевых программ, включена в списокваж нейших тематик Министерства э лектроэ нергетики РФ.В настоящ ее время трансформаторные подстанц ии не оснащ ены стабилизаторами напряж ения.Это приводит к потерям электроэнергии на станциях, в сетях и у потребителей, снижению[2]качества выпускаемой продукц ии, э ксплуатац ионной надеж ности и срока служ бы многих дорогостоящ их технологическихсистем и комплексов предприятий, увеличению материалоемкости э лектрооборудования в системах э нергоснабж ения иросту дефиц ита пропускной способности э лектропередачи для полезной активной э нергии.Одним из приоритетных направлений в области э лектротехники является создание на основе силовой э лектроникипринц ипиально новых,конкурентоспособных зарубеж ным, устройств стабилизац ии напряж ения на высокой стороне трансформаторныхподстанц ий предприятия и питающ его потребителей напряж ения со сниж ением величины и фазы токсети с ц ельюэ кономии э лектрической э нергии в системах ее производства, передачи, распределения и потребления.
На э то, вчастности, нац елена «Энергетическая стратегия России на период до 2020 года».Дипломный проект посвящ ен решению вопросов э той проблемы, связанных со стабилизац ией трехфазного напряж ения навходе трансформаторных подстанц ий с одновременным устранением искаж ений тока и напряж ения.Целью работы является создание быстродействующ его и малогабаритного, надеж ного и простого в э ксплуатац ииустройства для стабилизац ии напряж ения с автоматическим регулированием на входе сразу несколькихтрансформаторных подстанц ий и у потребителей объектовпромышленности,агропромышленногоэлектронагревательных элементов для отоплениякомплекса,предусматривающихподключение[12]помещ ения, нагрева воды и т.п.В результате проекта ож идается э кономия э лектрической э нергии до 15% в зависимости от конкретных условий.Учитывая постоянный рост стоимости э лектроэ нергии, э кономия на оплате за э лектроэ нергию при внедрении э тогоустройства, например на промышленном предприятии, будет весьма сущ ественной.1 ОБЗОР И АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙВЛИЯНИЕ НАПРЯЖ ЕНИЯ НА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫНагрузка большинства потребителей непрерывно изменяется в течение суток и года.
Изменение нагрузки приводитк изменению потерь напряжения в сетях и отклонению напряжения у приемников электрической энергии.[15]Изменение напряж ения относительно номинального значения Uном оказывает неблагоприятное влияние на реж имыработы, производительность и технико-э кономические показатели всех э лементов э лектрической системы.Зависимости активной и реактивной нагрузок от напряж ения при постоянной частоте называют статическимихарактеристиками нагрузки по напряж ению, рисунки 1.1 - 1.4.
Статические характеристики отраж ают свойство нагрузкиизменять потребляемую активную и реактивную мощ ность при изменении подводимого напряж ения.Рисунок 1.1 - Статические характеристики осветительной лампы.Для ламп сниж ение напряж ения вызывает резкое уменьшение светового потока F: сниж ение напряж ения на 5% вызываетсниж ение светового потока на 10%, а при сниж ении напряж ения на 10% световой поток сниж ается более чем на 30%[5].
Это вызывает ухудшение зрения, сниж ение производительности труда, повышает вероятность травматизма.Повышение напряж ения на 10% увеличивает световой поток примерно на 30%, но срок служ бы ламп T сниж ается в 3раза, что, естественно, ведет к материальным и трудовым затратам на замену ламп. Потребляемая лампами мощ ностьсильно зависит от напряж ения:.Асинхронные и синхронные двигателипри изменении подводимого напряж ения изменяют скорость вращ ения n, э топриводит к изменению производительности механизмов, приводимых в движ ение двигателями, рисунок 1.2.
Изменениенапряж ения от –5 до +10% вызывает изменение скорости примерно на 2,5%, э то сказывается на качестветехнологических проц ессов. От подводимого напряж ения зависят вращ ающ ий момент на валу двигателя и потребляемаяактивная мощ ность [5]:;.Рисунок - 1.2. Статические характеристики асинхронного двигателяПотребляемая асинхронным двигателем реактивная мощ ность намагничивания Qµ и рассеяния Qs такж е зависят отнапряж ения,соответственносуммарнаяпотребляемаяреактивнаяhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.12453481&repNumb=1мощ ностьQимеетслож нуюзависимостьот5/1830.05.2015Антиплагиатнапряж ения, рисунок 1.3.Рисунок 1.3 - Статическая характеристика реактивной мощ ности асинхронного двигателяПри повышении подводимого напряж ения возрастает ток статора, что вызывает неж елательную перегрузку обмотки иувеличение потребления из сети реактивной мощ ности за счет роста Qµ.
Пониж ение напряж ения ниж е Uкр приводит ксниж ению вращ ающ его момента, недостаточного для вращ ения механизмов, скольж ение растет и двигатель тормозится.При э том возрастает потребление реактивноймощ ности за счет роста Qs, э то мож ет стать причиной массовой аварии,называемой лавиной напряж ения. Для э лектропечей и э лектролизных установок сниж ение напряж ения приводит кувеличению длительности технологических проц ессов, что связано с убытками. Показанные на рисунке 1.4 статические характеристики комплексного узла нагрузки, содержащего различныепотребители, среди которых 60-80% составляют электродвигатели, которые и определяют поведение всейнагрузки, показывают, что активная нагрузка обладает положительным регулирующим эффектом, т.е.
приснижении напряжения активная нагрузка снижается, а при повышении возрастает:[3]Рисунок 1.4 - Статические характеристики узла нагрузки по напряж ениюЗначениекритического напряжениясоставляетдляразных узловнагрузкиUкр=(0,6-0,85)Uном, и еслинапряжение на шинах нагрузки снижается до такого значения ( на рисунке 1.5 точка а), то появляются условиядля возникновения лавины напряжения, т.е. лавинообразного снижения напряжения вследствие нарастающегодефицита реактивной мощности.
В [3]таком случае рост потребляемой реактивной мощ ности приводит к увеличению потери напряж ения в сети, к которойподключена нагрузка, и напряж ение снова сниж ается. Если в течение нескольких секунд не повысить напряж ение вц ентре питания, то двигатели начинают тормозиться и отключаться (саморазгрузка), после чего напряж ение повышается(точка бРисунок 1.5 - Предотвращ ение лавины напряж енияВ отличие от лавины частоты, которая возникает в местной или даж е в объединенной э нергосистеме, лавина напряж ениямож ет возникнуть в отдельной части э нергосистемы. Для предотвращ ения э того явления в э лектрических системахприменяются меры по регулированию напряж ения, и если все возмож ности регулирования и средства устранениядефиц ита реактивной мощ ности исчерпаны, то используют автоматическую разгрузку по напряж ению (АРН), т.е.отключение наименее ответственных потребителей.
Чтобы избеж ать лишних отключений, разгрузка выполняется в виденескольких очередей, первая очередь срабатывает при минимально допустимом напряж ении: U ≤ Umin доп с выдерж койвремени ∆t, чтобы отстроиться от возмож ных колебаний напряж ения.Напряж ение оказывает влияние не только на работу потребителей, но и на э лементы самойэ лектрической системы.
Влиниях э лектропередачи с возрастанием напряж ения увеличиваются потери на корону и зарядная мощ ность (исниж аются нагрузочные потери активной и реактивной мощ ности. В трансформаторах повышение напряж ениянеж елательно, т.к. с ростом напряж ения растет ток намагничивания, это приводит к искривлению кривой тока намагничивания и появлению[16]токов высших гармоник. Они вызываютувеличение потерь активной мощности в сердечнике и его дополнительный нагрев. В [16]то ж е время повышение напряж ения способствует сниж ению нагрузочных потерь.
Сниж ение напряж ения приводит кповышению токов в обмотках трансформатора и в ряде случаев, если трансформатор сильно загруж ен, мож ет вызвать егоперегрузку [5].АНАЛИЗ СУЩ ЕСТВУЮЩ ИХ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖ ЕНИЯ В СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРАХРегулирование напряж ения трансформаторов осущ ествляется изменением числа витков первичной или вторичнойобмотки путем переключения контактными или бесконтактными устройствами регулировочных ответвлений обмоток.Силовые трансформаторы оснащ аются различными устройствами регулирования: простейшими, для использованиякоторых необходимо отключение трансформатора от э лектрической ц епи, или более слож ными, обеспечивающ иерегулирование под нагрузкой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
