WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 12 |

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский ...»

-- [ Страница 5 ] --

Согласно [3] в изолированных сетях и в сетях с глухозазем ленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства прини мается 4 Ом с учетом отходящих линий.

Рассмотрим двухпроводную сеть с одним фазным и рабочим нулевым (глухозаземленным) проводниками, в которой корпус элек троприемника (ЭП) зануляется (рис. 1,а). Такая сеть в настоящее время предлагается большинством производителей электротехниче ского оборудования. Она имеет известные недостатки:

- невозмож ность подключения устройства защитного отключения, реагирую щего на дифференциальный ток (УЗО-Д);

- в случае замыкания фаз ного проводника на корпус аварийная сеть должна отключиться максимальной токовой защитой. К достоинствам сети относятся простота устройства и дешевизна. В современных условиях такой степени электробезопасности недостаточно. Это связано с тем, что в нормальном режиме работы корпус ЭП находится под напряжением U ab = I Н Z ab (рис. 2).

Ток через сопротивление исправной изоляции сети R2, C крайне мал и им пренебрегают.

При прямом прикосновении к заземленному проводу на рас стоянии ab от заземляющего устройства до места прикосновения (в предельном случае – к корпусу ЭП в нормальном режиме работы) где I Н – ток нагрузки, А;

Z ab – сопротивление провода на участке ab, Ом;

RЧ – сопротивление человека, Ом;

RЗ – сопротивление заземляющего устройства, Ом.

Если же человек прикоснулся к незаземленному проводу, то величина тока составит где UФ – фазное напряжение сети, В;

Вычислим ток через человека ( RЧ = 1000 Ом) в сети с за земленным проводником (табл. 1).

Таблица 1. Ток через человека в сети с заземленным проводником Расчетный случай Длина воздушной линии (ВЛ), м Полученное значение тока превышает неотпускающий ток, поэтому сеть не может считаться безопасной.

В двухпроводной изолированной сети с двумя фазными про водниками, один из которых соединен с заземляющим устройством через пробивной предохранитель, корпус ЭП изолирован от земли (рис. 1,б). Такая сеть применяется в помещениях с высокой пожаро и взрывоопасностью (маловероятно искрообразование при повреж дении изоляции токоведущих частей сети), либо когда необходимо обеспечить бесперебойность питания ЭП даже при замыкании одно го из проводников на землю. При этом между фазными проводами и заземляющим устройством подключается устройство контроля изо ляции сети (УКИ). УКИ обычно имеет две уставки сопротивления:

первая действует на сигнал об аварийном снижении сопротивления изоляции, вторая на отключение сети. Замыкание второго проводни ка на землю, а также двойные замыкания на землю отключаются максимальной токовой защитой. Пробивной предохранитель нужен для сигнализации пробоя изоляции между обмотками высшего и низшего напряжений трансформатора установленной на питающей подстанции защитой от замыканий на землю. Сеть должна быть под постоянным надзором электротехнического персонала.

Может случиться так, что человек окажется под потенциа лом проводника ВЛ и через него неопределенно долго будет проте кать часть емкостного тока ВЛ (рис. 3), поскольку УКИ будет дейст вовать только на сигнал.

Определим предельную длину ВЛ, при которой ток через че ловека равнялся бы 6 мА. Параметры линии электропередачи можно вычислить по [4]. В расчетах принимается, что ВЛ выполнена про водом А-35, провода расположены один над другим, высота крепле ния верхнего и нижнего проводов к опоре 7,5 м и 7,0 м соответст венно удельная проводимость земли 10-4 (Ом·см)-1.

Рис. 3. Протекание тока через человека при повреждении изоляции Ток, А, через человека по [5]:

где rИЗ = R1 = R2 – активная составляющая сопротивления изоля ции фаз, Ом;

– угловая частота переменного тока, рад/с;

С – удельные емкости фаз относительно земли, Ф/км;

L – длина линии, км.

Удельная емкость фазных проводов, Ф/км:

где Y1,1 и Y2, 2 – удельные емкостные проводимости фазных прово дов относительно земли (элементы матрицы проводимостей в [4]), См/км.

Выразим длину линии из уравнения (3):

Если принять, что rИЗ = 0,5 10 6 Ом по [6] и RЧ = 100 Ом, то предельная длина ВЛ составит L = 9,4 км. Эффективный радиус передачи электрической энергии на напряжении 0,22 кВ не превы шает 1 км, и в большинстве случаев количество присоединенных фидеров не более трех, поэтому можно утверждать, что прикоснове ние к фазному проводу безопасно для человека. Но при ухудшении состояния изоляции второго провода необходимо обеспечить авто матическое отключение линии при замыканиях провода на землю или корпус ЭП.

При некоторой доработке сети возможно применение УЗО Д, реагирующего на все виды повреждений: короткое замыкание, замыкание на землю и обрыв проводника.

Вычислим ток через человека в изолированной сети при тех же условиях, что и в сети с заземленным проводником (табл. 2).

Таблица 2. Ток через человека в изолированной сети Расчетный случай 1. Выполнен анализ наиболее распространенных типов за земления однофазных сетей с приведением формул расчета тока че рез человека.

2. Доказано, что зануление корпуса ЭП в двухпроводной се ти не обеспечивает должной степени электробезопасности.

3. К безопасной можно отнести изолированную двухпровод ную сеть с устройством контроля изоляции.

1. ГОСТ 12.1.038-82. Система стандартов безопасности труда. Электро безопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосно вения и токов. – Введ. 1983–07–01.

2. Халин Е.В., Стребков Д.С., Липантьева Н.Н., Коструба С.И. Основы электрической безопасности / Под ред. Е.В. Халина. – М.: ГНУ ВИ 3. Правила устройства электроустановок. Издание 7. – Утв. приказом Минэнерго России от 08.07.2002 №204.

4. Моделирование параметров К-фазных линий электропередачи в фаз ных координатах. /Солдатов В.А., Попов Н.М. / Костромская государ ственная сельскохозяйственная академия. - Кострома, 2003. - 27 с., библ. 5. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 08.07.2003, № 1306-В2003.

5. Справочник судового электротехника. Т. 1. Судовые электроэнергети ческие системы и устройства / Под ред. Г.И. Китаенко. – 2-е изд., пере раб. и доп. – Л.: Судостроение, 1980. – 528 с.

6. ГОСТ Р 50571.16-99 (МЭК 60364-6-61-86). Электроустановки зданий.

Часть 6. Испытания. Глава 61. Приемо-сдаточные испытания. – Введ.

1999–07–01.

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЗОНОВОЙ КОНЦЕПЦИИ

ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ В СЕТЯХ ДО 1 кВ

канд. техн. наук Н.Е. Шевчик, асп. Д.И. Протосовицкий В настоящее время существует множество причин возникно вения перенапряжений в сетях электроснабжения, которые могут привести не только к выходу из строя выпрямителей, электрических кабелей, распределительных щитов, но и к повреждению питаемого оборудования и сбоям в его работе. Всё это вызывает повышение требований к защищенности электропитающих установок (ЭПУ) объектов и сооружений связи.

Для агропромышленного комплекса наиболее сложная сис тема защиты должна создаваться для объектов с воздушным вводом или находящихся на открытой местности и имеющих в своем соста ве высоко расположенные элементы конструкции в которые с боль шей вероятностью возможен прямой удар молнии. К таким объектам относятся крупные сельскохозяйственные комплексы, объекты связи с антенно-мачтовыми сооружениями (АМС), коттеджи в сельской местности и т.п. При этом высокая стоимость оборудования, под ключенного к защищаемой электроустановке, может стать важным критерием для усложнения схемы защиты и наоборот.

Опыт эксплуатации показывает, что без применения специ альных защитных устройств невозможна надёжная эксплуатация многих устройств. Исходя из оценки риска прямого удара молнии или наводок от удаленного разряда, необходимо выбрать тип при меняемых защитных устройств и схему их установки, чтобы система внутренней молниезащиты для сетей электроснабжения до 1 кВ, со стоящая из разного типа устройств защиты от импульсных перена пряжений (УЗИП), была способна осуществить отвод грозовых то ков или их большей части без повреждения самих защитных уст ройств и защищаемого оборудования.

В качестве элементной базы для защитных устройств, спо собных выдерживать большие значения импульсных токов и напря жений, в настоящее время используют искровые разрядники и ок сидно-цинковые варисторы [1, 2]. Согласно требований данных стандартов, устройства защиты от перенапряжений, в зависимости от места установки и способности пропускать через себя различные импульсные токи, делятся на следующие классы: I, II, III.

Среди систем внутренней молниезащиты для сетей электро снабжения до 1 кВ на сегодняшний день самой эффективной при знана зоновая концепция молниезащиты [3]. Ее базовый принцип состоит в том, чтобы поэтапно снижать перенапряжения до безопас ного уровня прежде, чем они достигнут потребителя и вызовут по вреждения.

Стандарт [4] определяет зоны молниезащиты с точки зрения прямого и непрямого воздействия молнии:

Зона 0А: Зона внешней среды объекта, все точки которой могут подвергаться воздействию прямого удара молнии (иметь не посредственный контакт с каналом молнии) и возникающего при этом электромагнитного поля.

Зона 0В: Зона внешней среды объекта, точки которой не под вергаются воздействию прямого удара молнии (ПУМ), так как нахо дятся в пространстве, защищенном системой внешней молниезащиты.

Однако в данной зоне имеется воздействие неослабленного электромагнитного поля.

Зона 1: Внутренняя зона объекта, точки которой не подвер гаются воздействию прямого удара молнии. В этой зоне токи во всех токопроводящих частях имеют значительно меньшее значение по сравнению с зонами 0А и 0В. Электромагнитное поле также сниже но за счет экранирующих свойств конструкций.

Последующие зоны (Зона 2, и т.д.). Если требуется дальней шее снижение разрядных токов или электромагнитного поля в мес тах размещения чувствительного оборудования, то необходимо про ектировать последующие зоны защиты. Критерий защиты для по следующих зон определяется общими требованиями по ограниче нию внешних воздействий, влияющих на защищаемую систему.

Описанное выше разделение объекта на условные зоны по зволяет на практике эффективно решать вопросы защиты сетей электроснабжения до 1 кВ, а также линий связи, линий передачи данных, компьютерных сетей и других коммуникаций, входящих в объект, с помощью применения различного типа устройств защиты от импульсных перенапряжений (или так называемой внутренней системой молниезащиты).

Защитные устройства класса I устанавливаются на вводе в здание (во вводном щите, ГРЩ или же специальном боксе) после вводного автомата (на границе Зоны 0 и Зоны 1). Защитные устрой ства класса II - во вторичных распределительных щитах (например, в щитах в выпрямительной, этажных или других щитах). Желатель но размещать их до групповых автоматов. Точка размещения этого класса устройств может находиться на границе Зоны 1 и Зоны 2.

Возможно размещение этих устройств в Зоне 1 вместе с устройства ми класса I. Защита класса III может устанавливаться также в рас пределительных щитах или непосредственно возле потребителя (за щитная Зона 3). При расстояниях более 10-15 метров от места уста новки УЗИП до потребителя желательно установить дополнительное устройство III класса в непосредственной близости от защищаемого оборудования, чтобы гарантированно устранить возможные наводки на указанных длинах кабеля.

При необходимости и для удобства монтажа и обслуживания устройства защиты могут размещаться в отдельном щитке. Причем в одном щитке могут быть установлены ограничители перенапряже ния всех трех классов.

При установке защитных устройств, особенно если в первой ступени применяются УЗИП на базе разрядников, а во второй на ба зе варисторов, необходимо, чтобы расстояние между соседними ступенями защиты было не менее 10 метров по кабелю электро снабжения.

В случае необходимости размещения УЗИП I и II ступени на более близком расстоянии или рядом друг с другом необходимо ис пользовать дополнительную индуктивность в виде импульсного раз делительного дросселя, подобранного в соответствии с номиналь ным током. Выбор величины индуктивности зависит от того, каким образом осуществляется ввод в объект.

Это объясняется разным временем срабатывания разрядни ков и варисторов.

У зональной – трехступенчатой защиты сетей напряжением до 1 кВ и присоединенного оборудования часто подчеркивается зна чение первых двух уровней защиты. Это приводит к тому, что на практике с целью экономии затрат в проекте могут быть только пер вые два уровня и полностью отсутствовать третий уровень защиты, т.е. УЗИП 3 класса, устанавливаемые на уровне розеток непосредст венно перед защищаемым потребительным прибором, что не всегда является оптимальным решением, т.к. уровень остаточного напря жения в линии, который обусловлен техническими характеристика ми установленными УЗИП первых 2-х ступеней не всегда безопасен для защищаемого оборудования.

В данной работе предложено устройство (рис. 1), устанавли ваемое через разделительный дроссель совместно со II ступенью, способное решить выше поставленный вопрос, за счет удешевления устройств III ступени защиты.

Устройство содержит последовательно соединенные нели нейные резисторы, подключенные одним выводом в фазу сети, а другим – к земле, причем между фазой сети и землей подключаются три нелинейных резистора, к которым подключены два полупровод никовых ограничительных диодов, при этом первый полупроводни ковый ограничительный диод подключен параллельно соединенным последовательно верхнему и среднему нелинейному резистору, а второй полупроводниковый ограничительный диод подключен па раллельно соединенным последовательно среднему и нижнему не линейному резисторам [5].

Рис. 1. Комбинированное устройство для защиты электрооборудования В соответствии с предложенной схемой устройство работает следующим образом в установившемся режиме (при отсутствии им пульсного напряжения, постоянных значениях напряжения питания и тока нагрузки защищаемого электрооборудования 15) напряжение в фазах сети 14 равно номинальному, ОПН 1 и диоды 2, 3, 4, 5, 6, заперты, ток через в цепи защитного устройства не протекает, так как к полупроводниковым ограничительным диодам и ОПН не при ложено достаточного для их открытия напряжения.

При появлении перенапряжения (1,1 Uраб) в положительной полуволне любой из фаз открываются соответствующие диоды 2, 3, 4 и через ОПН 1 гасится возникшее перенапряжение. После сниже ния напряжения по синусоиде до номинального значения, ток через ограничительные диоды 2, 3, 4 и ОПН 1, вследствие их нелинейных характеристик, протекать не будет.

При появлении перенапряжения (1,1 Uраб) в отрицательной полуволне любой из фаз открываются соответствующие диоды, процесс гашения перенапряжения происходит аналогично, как и в положительной полуволне.

В случае достижения импульсным током, протекающем по защитному устройству, значений недопустимых для ограничитель ных диодов 2, 3, 4, 5, 6, 7 плавкая вставка предохранителей 8, 9, 10, 11, 12, 13 перегорает, разрывая цепь до достижения током опасных значений, что предохраняет ограничительные диоды от разрушения и вывода устройства для защиты электрооборудования от коммута ционных перенапряжений из строя в целом.

Технический результат, достигаемый при использовании, за ключается в повышении надежности и эффективности защиты элек трооборудования от коммутационных перенапряжений за счет сни жения возможности выхода защитного устройства из строя путем применения защитных токоограничивающих аппаратов, уменьше ние стоимости, благодаря снижению капиталовложения необходи мых для монтажа и эксплуатации устройства.

1. IEC -61643-1 (1998): «Устройства защиты от перенапряжений для низ ковольтных систем распределения электроэнергии. Часть 11. Требова ния к эксплуатационным характеристикам и методы испытаний».

2. IEC -61643-12 (2002): «Устройства защиты от перенапряжений для низковольтных систем распределения электроэнергии. Часть 12. Выбор и принципы применения».

3. IEC 62305-4 (2006/2010) «Защита от атмосферного электричества.

Часть 4. Электрические и электронные системы внутри зданий и со оружений».

4. IEC 62305-1 (2006/2010) «Защита от атмосферного электричества.

Часть 1. Общие принципы».

5. Патент на полезную модель РБ №7864 «Комбинированное устройство для защиты электрооборудования от коммутационных перенапряже

class='zagtext'> ФИЗИКА ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

ПО ОДНОМУ ПРОВОДУ

Академик Россельхозакадемии Д.С. Стребков, Изучение вопросов передачи электроэнергии по одному про воду имеет довольно длинную историю. Несмотря на это и несмотря на актуальность вопроса со все возрастающей остротой в теории описания явления нет единодушия. В данной аннотируемой работе предпринята попытка понять причину проблемы и привнести ма ленький вклад в копилку существующих моделей.

Начнем с того, что такое собственно понимание. Авторы придерживаются собственной версии определения понимания как ощущения достаточно тесного соответствия (говоря математически, гомеоморфизма) между тем, что надо понять, и тем, что уже понят но. Как авторам кажется, такое определение прослеживается и в том, как возникла теория электромагнетизма. Классики оперировали по нятными им образами гидродинамики.

Прибегнем к такому методу и мы. Дело в том, что работа од нопроводной линии в значительной степени связана с поверх ностными процессами. Однако многие попытки понять ее функцио нирование базируются на интуиции выработанных на изучении вол новой передачи энергии в толще среды. Поверхностные волны име ют другую природу во многих аспектах физики процесса.

Представим, что мы находимся на границе двух сред, так как это имеет место, когда мы купаемся, и на поверхности воды на неко тором расстоянии произошел небольшой взрыв или иное возмуще ние. Если мы внимательны, то должны признать, что об этом собы тии мы получим сигнал, а следовательно, и некоторую энергию, как минимум шестью волнами. А именно: две акустические по двум средам, две электромагнитные по двум средам и две поверхностные – акустическую и электромагнитную. Это утверждение ново и дос тойно осмысления. Те, кто изучал школьную физику с увлечением, вспомнят качественную задачу о спасающемся из терпящего круше ние корабля, который, нырнув в воду и вынырнув, был уверен, что взрыва было два.

Заметим, как разительно отличается от двух акустических волн поверхностная волна по физике процесса. Так же сильно по физике процесса отличается поверхностная электромагнитная волна от свободных волн в однородной среде.

Простые аналогии с гидродинамикой находятся и для волно водного характера единичного провода для цилиндрической по верхностной волны вдоль провода. Дачники и деревенские жители к стоку под краем крыши привязывают либо провод, либо веревку для придания более фокусированного характера стекающей струе дож девой воды и уменьшить ее разбрызгивание. Провод и веревка, хотя и не пропускают воду через себя, смачиваясь, однако, служат как направляющие для потока. Тем самым просто и эффективно обеспе чивают сфокусированность потока, каналируя его в бочку. Эта функция аналогична роли однопроводной линии для электромаг нитного поля. Несмотря на наивность гидродинамических моделей, они помогают понять физику процесса.

Часто дискуссия об энергопередаче затруднена еще из-за ба нальной подмены понятий. Волна чего? Что является носителем?

Как с ними связана энергия? Передается ли она? А если волна стоя чая, переносится ли энергия, и т. д. В год юбилея Михаила Василье вича Ломоносова уместно будет упомянуть, что законы сохранения не содержат суждений о количестве каналов переноса энергии материи. Их может быть от нуля до скольких угодно. И, например, возможно, что ни один из них не представляет собой металлический провод. Причем, если требуется поиск второго провода, то им явля ется остальная часть Вселенной (на Земле - Земля).

Из методических соображений уместно сказать несколько слов о толковании самого термина энергия. Здесь также поможет аналогия как инструмент понимания. Энергия аналогична деньгам.

Как известно, попытки применить деньги не как инструмент мены и меры, а для практического применения, может привести к досадно му фиаско. То есть деньги очень бесполезный объект, если пытаться их применить напрямую, как физический объект. Другое дело, их можно обменять на товар или услугу. Так и с энергией. Она не есть наше самое ценное. Мы ее тратим для совершения работы, прибли жающей нас к цели [2]. Текущая задача человечества заключается в том, чтобы вписаться в поток поступающей от Солнца и рассеи вающейся в космос энергии, переставая пользоваться запасами при родных ресурсов, а ограничиваясь только запасами буферного ха рактера для надежного энергообеспечения. Поэтому неправильно от однопроводной линии добиваться лишь высокого КПД передачи (еще одно понятие дискурса, нуждающееся в методической очистке) как ее единственного достоинства. Основное ее достоинство в том, чтобы решать проблему последней мили (снова аналогия, теперь с интернетизацией или с проводной телефонизацией).

Для описания функционирования однопроводной линии пе редачи электроэнергии предложены:

1) упомянутая выше много-, например, трехволновая модель (все три компоненты электромагнитные), 2) модель акустического гофрирования, основанная на взаи модействии акустической, электронно-токовой и электромагнитно полевой волн.

Среди выводов такого рассмотрения: направляющим, может служить цилиндрическая (точнее – осесимметричная с еще одной дискретной симметрией) граница, т.е. металличность провода не обязательна. Ток можно пропускать вдоль границы двух сред. Если эффективность контура обеспечивается резонансной настройкой умной сети. Это совершенно новый канал повышения энергоэффек тивности.

Электрическая сеть всегда ранее строилась как система однонаправленной передачи. Она состояла из одной или несколь ких очень мощных генерирующих станций, связанных с потреби телями энергии при заданных заранее параметрах. Переход к во зобновляемым источникам энергии и появление новых интеллек туальных устройств позволяют, точнее, диктуют иного подхода строительства самонастраивающейся интеллектуальной сети (Smart Grid). К примеру, сегодня на крышах домов чаще устанав ливаются солнечные батареи, а многие домовладельцы все чаще пользуются собственными небольшими генераторами. Это зна чит, что генераторы и потребители то и дело могут меняются мес тами в зависимости где и кому в текущий момент нужна энергия, и энергия и информация должны идти в обоих направлениях. Ин фраструктура энергообеспечения приобретает новые компоненты.

Заметно, что кроме обеспечения энергоэффективности и эконо мии мы получаем новые требования на систему с точки зрения безопасности, мониторинга и принятия решений (автоматизиро ванных и не автоматизированных).

Таким образом, например, коммунальные службы могли бы превратиться частично в информационные компании и передавать не только электричество, но и данные. Нужна сильно разветвлённая, как бы капиллярная, сеть, резко повышающая востребованность од нопроводной линии с экономией металла. Автоматизированные сис темы оценки ситуации энергопотребления и принятия оптимального решения участниками рынка энергопотребления должны были бы в реальном времени оценивать спрос и адаптировать к нему свое предложение, если они экономически поставлены в такие условия, если их благополучие зависело бы от экономии. При этом они могли бы в реальном времени передавать пользователям ценную информа цию, чтобы регулировать спрос, а точнее предлагать им разнообра зие тарифных планов. Используемая с однопроводной линией резо нансная технология позволяет использовать предсказываемые авто ром на основе многоволнового описания дополнительные «окна прозрачности» как информационный канал. Так мы делаем еще один шаг к экономике знаний.

Данные методические соображения являются аннотацией к дополнительному методическому приложению к отчету техническо го характера с целью объяснения явления более широкому кругу лиц, таких как, например, инвесторы, а также как вводный материал для студентов, желающих пройти на кафедре ЮНЕСКО ознакоми тельную практику.

1. Стребков Д.С., Некрасов А.И. Резонансные методы передачи элек трической энергии. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2008. – 3-е издание, доп. – 2. Нургалиев И.С. Вихри новых рисков требуют стратегий развития. // «Экономические стратегии». 2011. №6. C. 56-60.

3. Нургалиев И.С. Геометрический подход в теории принятия диагно стических решений. // Тезисы докладов Международной научной конференции «Лобачевский и современная геометрия». Казань, 18- августа 1992 г. Часть 2. C. 44-45. Казань: Изд. КГУ им. В.И.Ленина,

ТРАНСФОРМАТОР СО СХЕМОЙ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК

На кафедре «Электроснабжение» УО БГАТУ разработана схема соединения обмоток трансформатора «звезда-треугольник с зигзагом» (Y/ с зигзагом) [1], представленная на рис. 1.

Рис. 1. Схема соединения обмоток трехфазного трансформатора 1 - первичные фазные обмотки;

2, 3 – половины вторичных Первичные фазные обмотки 1 трансформатора соединены в звезду без нулевого провода. Вторичные обмотки состоят из двух одинаковых половин 2 и 3. Причём на каждом из стержней магнито провода 4 размещены половины вторичных обмоток двух разных фаз. Вторичные обмотки соединены в треугольник.

Такой трансформатор обладает способностью компенсировать магнитные потоки высших гармоник нулевой последовательности при нелинейном характере нагрузки, снижая несинусоидальность напряже ний. Теоретически и экспериментально доказано, что при работе на нелинейную нагрузку коэффициенты искажения синусоидальности первичных напряжений трансформатора со схемой соединения обмо ток Y/ с зигзагом практически равны нулю, а вторичных не превы шают 2-3%, что в 1,5-2 раза меньше, чем у трансформаторов с другими применяемыми схемами соединения обмоток [2, 3].

Предлагаемая схема относится к одиннадцатой группе со единения обмоток. Вторичная обмотка трансформатора не имеет нейтральной точки. Его распределительные сети могут работать только в режиме с изолированной нейтралью (система электриче ской сети IT [4]). Поэтому он не может быть использован в сущест вующих распределительных общего назначения сетях в качестве силового трансформатора для электроснабжения потребителей, где низковольтные сети напряжением 0,38 кВ работают в режиме глухо заземленной нейтрали.

Однако трансформаторы со схемой соединения обмоток Y/ с зигзагом могут применяться в существующих электроустановках для питания различных нелинейных электроприемников понижен ным трехфазным напряжением: выпрямительных схем, полупровод никовых преобразователей, электрического инструмента и прибо ров, ламп местного освещения.

Для использования в электроустановках в качестве преобра зовательного трансформатор со схемой соединения обмоток Y/ с зигзагом мы рекомендуем выполнять с естественным воздушным охлаждением. Отсутствие в системе охлаждения масла, которое яв ляется горючим материалом, в значительной мере повышает пожар ную безопасность. Применение в качестве твердой изоляции обмо ток стекловолокна и кремнийорганических материалов позволяет получить практически пожаробезопасную электроустановку, что дает возможность использовать сухой трансформатор в тех случаях, когда обеспечение пожарной безопасности является решающим об стоятельством.

В конструктивном отношении трансформатор состоит из магнитной системы и системы обмоток с их изоляцией. Принят наи более распространенный в практике трансформаторостроения пло ский трехстержневой тип магнитной системы со ступенчатой фор мой поперечного сечения стержня, вписанной в окружность, и с об мотками в виде круговых цилиндров. Система обмоток трансформа тора включает в себя первичные обмотки, вторичные обмотки, а также главную и продольную изоляцию обмоток.

На рис. 2 представлены основные размеры и изоляционные расстояния трансформатора: диаметр стержня магнитной системы d, высота обмоток l, диаметр осевого канала между обмотками d12, расстояние между осями стержней магнитопровода c, ради альный размер вторичных обмоток первичных – изоляционные расстояния между ярмами и обмотками l0, между вторичной обмоткой и стержнем магнитопровода a01, между пер вичной и вторичной обмоткой a12, между первичными обмотками разных фаз a 22.

Рис. 2. Основные размеры трансформатора:

Электротехническая промышленность выпускает следующие серии сухих трансформаторов [5, 7], в которых возможно примене ние схемы соединения обмоток Y/ с зигзагом: ТС (трехфазные, су хие), ТСЗ (трехфазные, сухие, защищенные), ТСМ (трехфазные, су хие, многоцелевые), ТСЗМ1 (трехфазные, сухие, защищенные, мно гоцелевые), ТСР (трехфазные, сухие, разделительные), ТСЗР (трех фазные, сухие, защищенные, разделительные), ТСП (трехфазные, сухие, преобразовательные), ТСЗП (трехфазные, сухие, защищен ные, преобразовательные) и другие.

Вышеперечисленные серии трансформаторов применяются в выпускаемых промышленностью полупроводниковых преобразова телях. Следовательно, для повышения качества электроэнергии воз можно применение трансформаторов со схемой соединения обмоток Y/ с зигзагом в серийно выпускаемых выпрямителях различного назначения [5-7]: ВАЗП, УЗА, В-ТПЕД, М-Т4ПЕ, В-ТПЕ, ВГ-ТПЕ, В-ТПП, КВПП, ВАК, УП, УПМ, ТЕ, ТЕР, ТВ, ТВР, В-ТППД, ВАСТ и других.

В современных электроустановках находит все более широ кое применение частотное регулирование электроприводов пере менного тока. Промышленно выпускается множество серий преоб разователей частоты [5].

При работе преобразователя частоты генерируется ряд гар моник напряжений и токов. Для их подавления преобразователи частоты подключаются к питающей сети через сетевые дроссели. Но полной отфильтровки в большинстве случаев достигнуть не удается – высшие гармоники проникают в сеть [8]. Для более эффективного подавления высших гармоник целесообразно сетевые дроссели за менить трансформатором со схемой соединения обмоток Y/ с зиг загом с коэффициентом трансформации равным единице.

Трансформатор со схемой соединения обмоток Y/ с зигза гом также может применяться в электроустановках с глухозазем ленной нейтралью в качестве разделительного трансформатора для обеспечения электробезопасности.

Трансформатор со схемой соединения обмоток Y/ с зигза гом может быть использован как силовой трансформатор для элек троснабжения специальных потребителей, насыщенных нелинейны ми и несимметричными электроприемниками, электроустановки ко торых работают в режиме изолированной нейтрали исходя из требо ваний электробезопасности. К ним относятся мобильные электроус тановки, электроустановки предприятий торфоразработки и анало гичные им.

Изготовлены опытные образцы трансформатора со схемой соединения обмоток Y/ с зигзагом и внедрены в действующие электроустановки. Производственные испытания показали способ ность трансформатора снижать искажение синусоидальности формы кривой напряжения за счет компенсации высших гармоник, что обеспечивает уменьшение дополнительных потерь энергии в элек троустановках и увеличение срока службы электрооборудования.

1. Трёхфазный трансформатор: патент 2244 Респ. Беларусь, МКП7 H 01F 30/12 / А.П. Сердешнов, Г.И. Янукович, Е.А. Сердешнов, Д.Г. Януко вич;

заявитель УО «БГАТУ». - № 950299;

заявл. 09. 06. 95;

опубл. 30.

09. 98 // Афiцыйны бюл. / Нац. цэнтр iнтэлектуал. уласнасцi. 1998.

№3(18). С. 216-217.

2. Збродыго В.М. Анализ работы трансформатора / с зигзагом при не линейном характере нагрузки // Агропанорама. 2005. № 6. С. 10-14.

3. Янукович Г.И. и др. Трансформатор / с зигзагом как источник пита ния нелинейных электроприемников // Энергообеспечение и энерго сбережение в сельском хозяйстве: Труды 5-ой международной научно технической конференции (Москва, 16-17 мая 2006 г.). М.: ГНУ ВИ ЭСХ, 2006. Ч. 1. С. 274-277.

4. Правила устройства электроустановок. – 6-е изд. перераб. и доп. – Вильнюс: ЗАО «Ксения», 2009. – 640 с.

5. Каталог выпускаемой продукции// ООО «Завод низковольтной аппара туры» [Электронный ресурс]. – 2010. – Режим доступа: http://zavod nva.com/index.php?id=pr_1_59. - Дата доступа: 01.05.2010.

6. Каталог выпускаемой продукции// ООО «Россеть» [Электронный ре сурс]. – 2010. – Режим доступа: http://www.rosseti.ru/pr-8503-8703. - Да та доступа: 30.04.2010.

7. Каталог выпускаемой продукции// ПРУП «МЭТЗ им. В.И. Козлова»

[Электронный ресурс]. – 2010. – Режим доступа: www.metz.by. - Дата доступа: 01.05.2010.

8. Медведев К.М. Электромагнитная совместимость преобразователей регулируемого электропривода промышленных предприятий с систе мой электроснабжения: автореф. дисс. … канд. техн. наук. Минск,

ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ

ШИМ-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

ДЛЯ ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ

ОБЪЕКТОВ

Асп. Д.В. Александров, канд. техн. наук Л.Ю. Юферев Современная силовая электротехника призванная обеспечи вать электропитанием различные в том числе сельскохозяйственные объекты, в настоящее время может быть разделена на две основные области:

1 - стандартные 50Гц ЛЭП и преобразователи;

2 - импульсные (высокочастотные) ЛЭП и преобразователи.

Эта классификация, конечно, является краткой, в ней приве дены только основные направления, не учтен весь спектр электро систем, например системы постоянного тока.

Последняя область (импульсная электротехника) получает всё большее распространение в последние десятилетия и в области низковольтной электротехники серьёзно вытеснила и продолжает вытеснять стандартные 50-Гц системы Импульсные (ВЧ) преобразователи и блоки питания продол жают вытеснять старые 50Гц-трансформаторные преобразователи во многих областях: вся компьютерная и сетевая техника и периферия, мобильная техника, домашняя техника, сварочные аппараты, авто мобильные зарядные устройства и др.

Основной недостаток импульсной техники – меньшая на дёжность (например, высокая чувствительность к температуре, росе, влажности).

Другой недостаток – отсутствие высоковольтных полупро водниковых решений (выше десятков киловольт.).

Наряду с этим недостатком импульсная техника обладает следующими преимуществами:

– сильная экономия металла и др. компонентов, снижение массы, и, следовательно, цены на приборы преобразования электро энергии, на перевозку, на установку. Например, массы импульсного и 50 Гц преобразователей одной мощности различаются в 4-6 раз;

- не жёстко заданные а регулируемые параметры в т.ч. вход ного и выходного напряжения, что делает такие системы идеально совместимыми с современными энергосистемами ВЭС СЭС ГЭС и др, имеющими разные стандарты частот и напряжений. Так же гиб ким является выбор напряжения ЛЭП для систем дальней передачи энергии (например, от ВЭС) например в пределах 1-10 кВ для малых энергосистем, вместо жёстко заданных 0,4-6,0-10,0 кВ. Это ведёт к росту КПД;

- следствием предыдущего пункта является также и повыше ние безопасности, так как для дальней передачи энергии без потерь в электросистеме небольшого сельского региона может быть доста точно напряжения дальних ЛЭП 1-3 кВ, что в несколько раз безо паснее и проще по установке, ремонту, обслуживанию, эксплуата ции, безопасности при сравнении со стандартными решениями в 6 и 10 кВ;

- КПД импульсных преобразователей достигает 97% то есть практически не уступает стандартным системам. Кроме того много блочные импульсные системы при недогрузке могут автоматически выключаться поблочно, тем самым увеличивая КПД в то время как стандартный трансформатор всегда имеет номинальную мощность и следовательно при низкой загрузке имеет низкий КПД;

- проблема меньшей надёжности (например, высокая чувст вительность к температуре, росе, влажности и др.) так же имеет ре шения: отказ от электролитов, заливка электронных блоков гермети ком-компаундом, создание дублированных систем с резервировани ем мощности N+X. Эти и другие методы приводят к возможности создания электронных преобразователей могущих работать, не только в условиях климата России, но и вообще в тяжёлых климати ческих условиях;

- сниженная материалоёмкость делает данный вид оборудо вания безальтернативным в условиях удорожания и исчерпания природных ресурсов;

- существует множество других преимуществ носящих спе циальный характер, например выигрыш по весу делает импульсные системы незаменимыми везде где важен вес – системы ТП быстрого развертывания (в нефтедобыче, при чрезвычайных ситуациях и ава риях), бортовые системы и системы питания/обслуживания мобиль ного транспорта и высотных сооружений и др;

- импульсные преобразователи AC/AC могут полностью за менить стандартные 50Гц трансформаторы.

Основные причины медленного внедрения ВЧ систем:

1 - отсутствие доступных компонентов силовой электроники;

2 - сильная неоднородность по областям применения. Во многих областях современные ИП просто отсутствуют, примером являются малые, в том числе сельскохозяйственные, энергосистемы, которым и посвящена данная статья.

В современной электротехнике импульсные преобразователи строят по двум основным схемам:

1 - резонансная схема, например сварочные аппараты и резо нансные системы передачи электроэнергии;

2 - схема с ШИМ генерацией синусоиды (например, ИБП).

Обе схемы имеют преимущества и недостатки, но основа схемы – полупроводниковый ВЧ ключ (ключи) остаётся без измене ний. Причина разделения на эти два типа в том, что транзистор (ос новной пример ключа) может работать как в резонансном, так и в силовом (ШИМ) режиме.

В связи с эффективностью данных систем, исследования в этой области проводятся как за рубежом, так и в отечественных НИИ, например исследования ВИЭСХ. Особенностью этих исследо ваний являлось использование резонансных систем передачи элек троэнергии.

В настоящее время предпринята попытка создания ВЧ ШИМ преобразователя и сравнение его характеристик с резонансным ана логом, выявление преимуществ и недостатков каждой из схем, из мерение параметров, в т.ч. КПД. Основным преимуществом ШИМ преобразователя по сравнению с резонансным является возможность работы с широким спектром нагрузки как по типу нагрузки (КНИ тока, КМ) так и по загрузке самого инвертора (0...100%).

Основная цель работы – разработка эффективной системы электропитания станций катодной защиты сельскохозяйственных объектов (СКЭЗ) и электропитания др. сельскохозяйственных объ ектов.

Коррозия приводит ежегодно к миллиардным убыткам, и разрешение этой проблемы является важной задачей.

1950-1960 гг. - в результате коррозии ежегодно теряется от 1 до 1,5% всего металла, накопленного и эксплуатируемого челове чеством.

Ежегодные потери от коррозии составили:

США за 1955-76 гг. ……….……5,5 млрд. долларов США за 1990-е гг. ………………..100 млрд. долларов Франция за 1959 г. ……….………250 млрд. франков.

СССР за 1960-70-е гг. …………….5…6 млрд. рублей.

- прямые потери составляют..…2-5% национального дохода;

- потери металла составляют….10-20 % годового производ ства стали.

Современные потери от коррозии в России:

- за период 1944-2003 гг.: доля аварий и обрушений строи тельных конструкций, произошедших от воздействия коррозии, со ставляет 30–50 %.

- за период 1994-2003 гг.: 30-35% от общего числа аварий и 75% из числа аварий на промышленных объектах произошли вслед ствие коррозии строительных конструкций.

Среди всех отраслей, согласно статистике, наибольшие поте ри от коррозии несут топливно-энергетический комплекс (ТЭК), сельское хозяйство, химия и нефтехимия. Так, потери металла от коррозии составляют: в ТЭК—30%, химии и нефтехимии — 20 %, сельском хозяйстве — 15%, металлообработке — 5 %.

Металлоёмкость сельскохозяйственных объектов всего в 3- раз ниже металлоёмкости тяжёлой промышленности.

В 2002 г. из всего металлофонда Российской Федерации, со ставляющего 1,6 млрд. т, на долю сельского хозяйства приходилось 150 млн. т;

до 80% техники и сооружений требуют защиты от корро зии.

Примером эффективного применения ЭХЗ в сельском хозяй стве являются системы защищённого грунта (промышленные тепли цы, рис. 1, 2): фундамент, системы канализации, водоснабжения, подпочвенного отопления, тепловых насосов и др.

Рис. 2. Стальная арматура фундамента под когенера тор для промышленной Рис. 3. Испытательные осциллограммы выходного напряжения для различных режимов загрузки инвертора:

а - Нагрузка 1,10 кВт 1,34 кВар ёмк. (1,64 кВА);

Характеристики создаваемого ШИМ преобразователя:

- входное напряжение 290 -340 В, - выходное напряжение 950 В (СКЗ), форма сигнала – сину соида (рис. 3), - выходная частота 10 кГц, - номинальная мощность нагрузки 2 кВт, - коэффициент мощности нагрузки: индуктивной от 0,5 до 1,0, ёмкостной от 0,5 до 1,0.

1. Семёнова И.В. Коррозия и защита от коррозии. М.: ФИЗМАТЛИТ 2. Юферев Л.Ю., Стребков Д.С., Рощин О.А. Экспериментальные модели резонансных систем передачи электрической энергии. – М.: ГНУ ВИ

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРО- И ТЕПЛО

ОБЕСПЕЧЕНИЯ АВТОНОНОМНЫХ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Электро- и теплоснабжение автономных сельскохозяйствен ных потребителей осуществляется в основном по двум схемам:

электроснабжение с помощью моторгенераторов на жидком или га зовом топливе, теплоснабжение с помощью котлов, печей и тепло агрегатов на твердом, жидком и газообразном топливе.

Тепловые двигатели моторгенераторов мощностью 0,5… кВт работают на бензине, дизельном топливе или газе. При этом ко эффициент использования топлива невелик и не превышает 25…28%. Значительное количество энергии топлива отводится в атмосферу с выхлопными газами и рассеивается системой охлажде ния двигателя. Учитывая данное обстоятельство многие фирмы энергомашиностроения, такие как "Energie Services" (Франция), "HONDA" (Япония), "Nedal B.V." (Нидерланды), "HOBEC" (Вели кобритания) и другие выпускают установки комбинированной вы работки электроэнергии и тепла (когенераторы) на базе моторгене раторов электрической мощностью 30…400 кВт и тепловой мощно стью соответственно 58…650 кВт. При этом коэффициент полезного использования топлива достигает 85…90 %.

Когенератор состоит из дизельного или газового двигателя, генератора, системы отбора тепла и системы управления. Тепло от бирается от выхлопных газов, масляного холодильника и охлаж дающей жидкости двигателя. При этом в среднем на 100 кВт элек трической мощности потребитель получает 150-160 кВт тепловой мощности в виде горячей воды (до 90 0С) для отопления и горячего водоснабжения.

В табл. 1 представлены основные технические характеристи ки когенераторов серий Premi и Sento (Чехия), работающие на газе.

Основные технические характеристики когенераторов Premi S22 AP 2x twin Premi S22 AP 4x twin данные параметры действительны для природного газа с низшей теплотворной способностью 34 МДж/м3.

В табл. 2 приведены характеристики когенераторных уста новок с дизельными, газовыми и биогазовыми двигателями, выпус каемых компанией SPARK ENERGY (Италия). Их ориентировочная стоимость, включая шеф-монтажные и пуско-наладочные работы составляет 550-650 долл. США за 1 кВт установленной мощности.

Основные характеристики когенераторов фирмы SPARK ENERGY установки электрическая тепловая Выбор типа когенераторной установки осуществляется по электрической мощности, аналогично выбору дизель- или бензо электрической установки и электростанции.

В ГНУ ВИЭСХ была разработана автономная система элек тро-теплоснабжения сельского потребителя с небольшим энергопо треблением, удаленного от источников централизованного энерго снабжения [2]. Экспериментальный образец системы был исследо ван в производственных условиях.

Основным элементом этой системы является термоэлектри ческий генератор на газовом топливе, который выполняет прямое преобразование теплоты от сгорания газа в электрическую энергию.

Отработанное тепло, снимаемое с "холодных" спаев термоэлемен тов, используют для отопления помещений и подогрева воды.

Электрическая мощность термоэлектрогенератора [3]:

где М =R/rт ;

R – сопротивление цепи;

rтэ – сопротивление термоэле мента;

Епп – э.д.с. полупроводникового преобразователя;

Rпп – со противление полупроводникового преобразователя;

Количество тепла, проходящее через элементарное сечение термоэлектрогенератора,

TГТ Т ХТ

где Тгт и Тхт - температура горячего и холодного теплоносителя;

г, пп, пп - термические сопротивления между источником тепла и горячими спаями, полупроводникового преобразователя, между хо лодными спаями и окружающей средой.

Экспериментальные исследования проводили с термоэлек трогенератором электрической мощностью 100 Вт и тепловой мощ ностью 650 Вт, которые показали, что такая система наиболее пер спективна для автономных объектов, доставка газового топлива на которые наиболее экономична.

В ВИЭСХе была разработана и испытана система электро теплоснабжения небольшого объекта на основе преобразования сол нечной энергии.

Система представляет собой солнечную установку с парабо лоцилиндрическим концентратором солнечного излучения, в фокусе которого расположена труба квадратного сечения. На внешней стен ке трубы, обращенной к фокусной линии концентратора, наклеены фотопреобразователи, соединенные в батарею. Протекающая по трубе вода охлаждает нагретую стенку трубы под фотоэлементами и нагревается до заданной температуры, которую можно задать вели чиной напора в трубопроводе. Фотопреобразователи преобразуют энергию солнечного излучения в электрическую, которая поступает в систему электропитания потребителя. Нагретую воду можно ис пользовать на бытовые и производственные нужды непосредственно из системы или накапливать ее в тепловом аккумуляторе.

Конструктивные размеры установки и ее элементов зависят от требуемой производительности теплового контура и количества вырабатываемой электроэнергии.

Конструктивные размеры установки и ее элементов зависят от требуемой производительности теплового контура и количества вырабатываемой электроэнергии.

Годовое количество электроэнергии, вырабатываемое уста новкой, где Кр= 0,5-0,7;

Тсол.- годовое число пикового солнечного излучения;

Рс. пик. - пиковая мощность солнечного излучения.

Как правило, солнечную установку оснащают буферным ак кумулятором и блоком автоматики.

Часовая теплопроизводительность комбинированной сол нечной установки где с – теплоемкость воды;

Gг – среднечасовой расход воды в конту ре;

tг ;

tх - температура воды на выходе и входе контура;

Основное преимущество данной системы - отсутствие вред ных выбросов в окружающую среду, бесшумность работы, удобство эксплуатации.

1. Combined production of heat and electrical power. Bergbau. 1988, v.39, 2. Прищеп Л.Г., Антонов Ю.М. Энергообеспечение автономных потреби телей. // Механизация и электрификация соц. сельского хозяйства.

3. Охотин А.С. и др. Термоэлектрические генераторы. М.: Атомиздат,

СИСТЕМА АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

МОБИЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Канд. техн. наук Н.И. Богатырев, В.Н. Темников, Электрификация мобильных процессов в сельском хозяйстве представляет собой сложную проблему в связи со специфическими особенностями распределения и потребления электроэнергии. Это, прежде всего: сезонность работ, преобладание нестационарных про цессов, территориальное рассредоточение производственных объек тов предъявляют особые требования к системе электроснабжения, допуская ее реализацию в некоторых случаях лишь на основе ис пользования электроустановок с автономным питанием.

За последние годы расширились масштабы интенсификации сельскохозяйственного производства, появились новые электротех нологические установки и средства электромеханизации, что создает предпосылки для успешной электрификации мобильных процессов растениеводства. В связи с огромной важностью изыскания спосо бов экономии и замены жидкого топлива, а также необходимостью принятия эффективных мер по охране и защите окружающей среды, возобновлены исследовательские работы по созданию мобильных электроагрегатов децентрализованного электроснабжения.

Система автономного электроснабжения (САЭ), в нашем по нимании, предусматривает задачу разработать: генераторы (с при водными двигателями внутреннего сгорания, ветро- гидро- или комбинированным приводом) для питания параллельно включённых электроприёмников;

систему регулирования механических парамет ров приводных двигателей и электрических параметров генераторов, обеспечивающую требуемый уровень, частоту и постоянство на пряжения у электроприёмников;

защиту элементов системы элек троснабжения от перегрузок и КЗ;

приборы учёта и контроля каче ства электроэнергии и параметров приводных двигателей.

Задачи защиты и контроля САЭ в настоящее время успешно решены. Это связано с тем, что такие же элементы ранее разработа ны для централизованных энергетических систем. В промышленно сти используются разнообразные высокоэффективные автоматиче ские выключатели с универсальными и интеллектуальными защита ми, современные измерительные прибор контроля и учета электри ческой энергии которые с успехом используются и в САЭ.

Много нерешенных задач в области создания генераторов и систем их управления совместно с приводными двигателями, по причине соизмеримости электрической мощности генератора с на грузкой и соизмеримости механической мощности приводного дви гателя с генератором. Прежде чем рассматривать эти проблемы, рас смотрим области применения САЭ в сельскохозяйственном произ водстве. Подробный анализ сельскохозяйственных электротехноло гических установок (рис. 1) и классификация широко распростра ненных средств электромеханизации (рис. 2) подробно даны в [1].

Анализируя потребляемую мощность, уровень напряжения и часто ту питающего тока различных электротехнологических установок можно сделать следующие предварительные выводы.

Применение электропропольщика типа «Lasco» (40 – 100 кВт) и электрическая дезинфекция почвы (10 – 60 кВт) (практически прямой нагрев) энергетически и экономически не оправдано.

Ряд электротехнологий требует высокого напряжения (10 – кВ): различные высоковольтные установки для уничтожения сорня ков и предуборочной обработке табака и подсолнечника, озонаторы различных типов, СВЧ установки. В этом случае используются по вышающие трансформаторы соизмеримой с генератором мощно стью. Для снижения габарита и массы трансформатора эффективнее применять частоту тока генератора 200 Гц. В этом случае масса вы соковольтного блока снижается практически в три раза.

Электроактиваторы воды с выпрямителями не критичны к частоте. В тоже время при частоте тока 200 Гц снижается пульсация выпрямленного тока. Не критичны к частоте различные оптические преобразователи для защиты садов и подкормки рыбы в случае при менения люминесцентных ламп, у которых с повышением частоты тока возрастает светоотдача. Необходимо отметить, что электротех нологические установки не имеют пусковых токов.

Без учета электропропольщика и дезинфекции почвы для пи тания мобильных электротехнологических установок применяемых в отраслях АПК достаточна мощность генератора на уровне 30 кВА.

Предпочтительней применять САЭ на частоту тока 200 Гц с разным уровнем выходного напряжения.

Работа электрооборудования, тем более в мобильных авто номных агрегатах в условиях сельского хозяйства, осложняется це лым рядом отрицательных факторов. Это - большие перепады тем пературы, влажность окружающего воздуха, вредные примеси, виб рация при передвижении, запыленность воздуха.

Рис. 1. Классификация мобильных электротехнологий в отраслях АПК Важнейшими требованиями к электроинструменту являются малая масса, небольшая стоимость и надежная работа. Здесь наибо лее существенную роль играет приводной электродвигатель, на до лю которого в серийно выпускающемся инструменте приходится от 30 до 75 % массы и от 50 до 80 % стоимости. Электропривод многих представленных средств электромеханизации изготавливается на промышленную частоту тока, что, несомненно, повышает массога баритные показатели. В случае электрифицированных устройств обработки почвы, для части из них это не является основным недос татком, т.к. масса инструмента способствует его заглублению в поч ву на требуемую глубину. Для остальной части электроинструмента снижение массы является актуальной задачей, т.к. находясь в руках оператора или, будучи закрепленным, на его теле может вызывать преждевременную усталость и снижение производительности труда.

Анализ средств электромеханизации показывает, что наи большую мощность приводов имеют дождевальные машины и элек трифицированные МТА. Необходимо отметить, что все электропри воды имеют пусковые токи. Мощность генератора может достигать 30 кВт, частота тока 50 и 200 Гц.

Рис. 2. Классификация средств электромеханизации в растениеводстве Автономность системы обусловлена соизмеримостью мощно стей источников питания и потребителей и их обособленностью от других систем. В этом одна из особенностей и отличие САЭ от больших энергетических систем. Но не только в этом. В результате взаимного влияния источника энергии и нагрузки нарушаются ре жимы работы САЭ вплоть до полной неработоспособности системы электрооборудования. Источник питания, например, в составе дизе ля и синхронного генератора имеет нестабильную частоту вращения и частоту тока, усугубляющие режим работы системы. Вследствие нестабильности частоты и искажений формы кривой напряжения становятся неработоспособными некоторые системы автоматики, непосредственные преобразователи частоты и другие токоприемни ки. САЭ с экономической точки зрения должны быть простыми и надёжными в эксплуатации. Создание для них генераторов, адапти рованных к различному роду потребителей, является актуальной задачей сельской электрификации. Факторы, сдерживающие широ кое применение АГ в качестве преобразователей энергии, обуслов лены необходимостью регулирования тока возбуждения, и в боль шей мере при наличии в токе нагрузки реактивной составляющей, размагничивающей генератор.

Учитывая эти факторы, в КубГАУ разработаны несколько ва риантов генераторных установок для САЭ [2, 3].

Для стабилизации и регулирования частоты АГ разработан простой и надежный регулятор [2] (рис. 3). На холостом ходу ско рость вала синхронного двигателя CD и центробежного регулятора оборотов BW пропорциональна частоте тока GA. При увеличении нагрузки на зажимах А, В, С АГ, увеличивается его скольжение, частота тока уменьшается, уменьшается скорость вращения вала CD, центробежный регулятор воздействует на устройство подачи топлива AA, увеличивается подача топлива и увеличивается ско рость приводного двигателя DVS, частота тока АГ возрастает.

Рис. 3. Схема автономного источника с регулятором частоты АГ: приводной двигатель – DVS;

асинхронный генератор – GA;

конден саторы возбуждения C1 – C3, устройство стабилизации – DD;

статор синхронного двигателя – CD;

регулятор оборотов – ВW;

устройство Стабильность частоты определяет астатизм центробежного ре гулятора BW, т.е. синхронный двигатель CD вращает регулятор со скоростью, строго пропорциональной частоте питающего тока. Дос тоинством предлагаемого устройства является простота реализации и точность регулирования частоты выходного тока.

Современное устройство для стабилизации напряжения АГ имеет большие перспективы (рис. 4) [3]. При подключении нагрузки напряжение на выводах 2,3,4 и на входе нуль органа 21 снижается, он подает выпрямленное напряжение на вход усилителя 20, который усиливает сигнал и пропорционально этому изменяет сопротивление транзистора 19. По первичной обмотке 10 однофазного трансформа тора 7 протекает ток, во вторичной обмотке 13 появляется напряже ние, которое суммируется с напряжением АГ, что увеличивает на пряжение на конденсаторах возбуждения 14 и, как следствие, их ре активную энергию, которая пропорциональна квадрату напряжения.

Рис. 4. Структурная схема устройства для стабилизации напряжения автономного асинхронного генератора За счет возрастания реактивной энергии напряжение асин хронного генератора стабилизируется. Достоинство в следующем:

1. Происходит аналоговое регулирование напряжения АГ без искажения формы синусоиды. 2. Диапазон (глубина) регулирования зависти от соотношения витков вторичной и первичной обмоток. 3.

По обмоткам трансформаторов проходит только емкостной ток, по этому их мощность и мощность аналоговых регуляторов незначи тельна. 4. Регулирование происходит независимо в каждой фазе, что позволяет подключать не симметричную нагрузку).

1. Богатырев Н.И., Оськина А.С., Баракин Н.С. Структурный анализ сель скохозяйственных электротехнологических установок и выбор источ ников для их автономного электропитания // Труды Куб. ГАУ;

Вып.

№ 6(21). – Краснодар, 2009. – С. 225 – 232.

2. Патент № 2332779. Автономный источник электрической энергии / Богатырев Н.И., Ванурин В.Н. и др. // БИ. 2008. № 27.

3. Патент № 2337465. Устройство для стабилизации напряжения асин хронного генератора / Богатырев Н.И., Григораш А.О. и др. // БИ. 2008.

РАБОТА АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

ПАРАЛЛЕЛЬНО С СЕТЬЮ

Предлагаемый способ управления асинхронным генератором (АГ) и устройство для его осуществления могут быть использованы для повышения энергетических показателей асинхронных генерато ров, работающих параллельно с сетью или синхронным генерато ром. В качестве приводного двигателя может применяться ветро-, гидро- или тепловой двигатель [1].

Общеизвестно, что асинхронная машина (АМ) может рабо тать в тормозном режиме с отдачей энергии в сеть - генераторный режим работы параллельно с сетью. Известный способ работы АМ параллельно с сетью реализуется в том случае, когда АМ обмоткой статора непосредственно подключена к сети, а приводным двигате лем ее вал (ротор) вращается со скоростью (частотой), большей син хронной частоты вращения магнитного поля. В этом случае асин хронная машина потребляет реактивный ток намагничивания и пе реводится из двигательного режима работы в режим АГ с рекупера цией активной мощности в сеть. При этом частота тока АГ опреде ляется частотой сети, к которой подключена асинхронная машина и поддерживается за счет изменения величины скольжения.

Недостатком такого способа управления является зависи мость тока намагничивания АГ от величины напряжения в сети, раз личная величина скольжения, коэффициента мощности и различные потери в обмотках ротора, которые пропорциональны скольжению и снижают энергетические показатели.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 12 |
 




Похожие материалы:

«Российская академия сельскохозяйственных наук Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина (МГАУ) ФГНУ Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению АПК (ФГНУ РОСИНФОРМАГРОТЕХ) ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ И ...»

«Российская академия сельскохозяйственных наук Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина (МГАУ) ФГНУ Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению АПК (ФГНУ РОСИНФОРМАГРОТЕХ) ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ И ...»

«Российская академия сельскохозяйственных наук Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина (МГАУ) ФГНУ Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению АПК (ФГНУ РОСИНФОРМАГРОТЕХ) ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ И ...»

«Российская академия сельскохозяйственных наук Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина (МГАУ) ФГНУ Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению АПК (ФГНУ РОСИНФОРМАГРОТЕХ) Открытое акционерное ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ АГРОХИМИИ им. Д. Н. ПРЯНИШНИКОВА ПОЧВЕННЫЙ ИНСТИТУТ им. В. В. ДОКУЧАЕВА УТВЕРЖДАЮ УТВЕРЖДАЮ Министр сельского хозяйства Президент Российской академии Российской Федерации сельскохозяйственных наук _А. В. Гордеев _Г. А. Романенко 24 сентября 2003 г. 17 сентября 2003 г. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ КОМПЛЕКСНОГО МОНИТОРИНГА ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ ...»

«МЕЛИОРАЦИЯ: ЭТАПЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ Материалы международной научно- производственной конференции Москва 2006 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н.Костякова МЕЛИОРАЦИЯ: ЭТАПЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ Материалы международной научно-производственной конференции, посвященной 40-летию начала осуществления широкомасштабной программы мелиорации Москва 2006 УДК 631.6 М 54 ...»

«ПЧЕЛОВОДСТВО А.Г МЕГЕДЬ В.П. ПОЛИЩУК Допущено Государственным агропромышленным комитетом Украинской ССР в качестве учебника для средних специальных учебных заведений по специальностям Пчеловодство и Зоотехния Киев Выща школа 1990 ББК 46.91я723 М41 УДК 638.1(075.3) Рецензенты: преподаватель М. И. Совкунец (Борзнянский совхоз-техникум Черни говской области), И. Ф. Доля (заведующий пчелофермой Республиканского учеб но-производственного комбината по пчеловодству) Переведено с издания: Мегедь О. Г., ...»

«Санкт-Петербургский государственный университет. Институт наук о Земле ГНУ Центральный музей почвоведения им. В.В. Докучаева ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева Фонд сохранения и развития научного наследия В.В. Докучаева Общество почвоведов им. В.В. Докучаева МАТЕРИАЛЫ Международной научной конференции XVII Докучаевские молодежные чтения посвященной 110-летию Центрального музея почвоведения им. В.В. Докучаева НОВЫЕ ВЕХИ В РАЗВИТИИ ПОЧВОВЕДЕНИЯ: СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КАК СРЕДСТВА ПОЗНАНИЯ ...»

«Санкт-Петербургский государственный университет ГНУ Центральный музей почвоведения им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии Фонд сохранения и развития научного наследия В.В. Докучаева Общество почвоведов им. В.В. Докучаева МАТЕРИАЛЫ Международной научной конференции XVI Докучаевские молодежные чтения посвященной 130-летию со дня выхода в свет книги Русский чернозем В.В. Докучаева ЗАКОНЫ ПОЧВОВЕДЕНИЯ: НОВЫЕ ВЫЗОВЫ 4– 6 марта 2013 года ...»

«Санкт-Петербургский государственный университет ГНУ Центральный музей почвоведения им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии Фонд сохранения и развития научного наследия В.В. Докучаева Общество почвоведов им. В.В. Докучаева МАТЕРИАЛЫ Международной научной конференции XV Докучаевские молодежные чтения посвященной 150-летию со дня рождения Р.В. Ризположенского ПОЧВА КАК ПРИРОДНАЯ БИОГЕОМЕМБРАНА 1– 3 марта 2012 года Санкт-Петербург ...»

«Санкт-Петербургский государственный университет ГНУ Центральный музей почвоведения им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии ГНУ Почвенный институт им. В.В.Докучаева Россельхозакадемии Фонд сохранения и развития научного наследия В.В. Докучаева Общество почвоведов им. В.В. Докучаева МАТЕРИАЛЫ Всероссийской научной конференции XIV Докучаевские молодежные чтения посвященной 165-летию со дня рождения В.В.Докучаева ПОЧВЫ В УСЛОВИЯХ ПРИРОДНЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ СТРЕССОВ 1– 4 марта 2011 года Санкт-Петербург ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ СЕВЕРО-ЗАПАДНАЯ ВЕТЕРИНАРНАЯ АССОЦИАЦИЯ МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ СТУДЕНТОВ, АСПИРАНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ЗНАНИЯ МОЛОДЫХ ДЛЯ РАЗВИТИЯ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ И АПК СТРАНЫ Санкт-Петербург 2012 1 УДК: 619 (063) Материалы международной научной конференции студентов, аспи рантов и молодых ученых Знания ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МАТЕРИАЛЫ ХІІ МЕЖДУНАРОДНОЙ СТУДЕНЧЕСКОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ (Гродно, 18-20 мая 2011 года) В ТРЕХ ЧАСТЯХ ЧАСТЬ 3 АГРОНОМИЯ ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ ЗООТЕХНИЯ ВЕТЕРИНАРИЯ ТЕХНОЛОГИЯ ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ ОБЩЕСТВЕННЫЕ НАУКИ К 60-летию вуза Гродно УО ГГАУ УДК 63 (06) ББК М Материалы ХІІ Международной студенческой научной конференции. – Гродно, 2011. – ...»

«Казанский (Приволжский) федеральный университет Общество почвоведов им. В.В. Докучаева Институт проблем экологии и недропользования АН РТ НАСЛЕДИЕ И.В. ТЮРИНА В СОВРЕМЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ В ПОЧВОВЕДЕНИИ Материалы международной научной конференции Казань, 15-17 октября 2013 г. И.В.Тюрин (1892-1962) Казань 2013 УДК 631.4 ББК 40.3 Печатается по решению Ученого совета Института фундаментальной медицины и биологии ФГБОУ ВПО Казанский (Приволжский) федеральный университет Наследие И.В. Тюрина в ...»

«ISSN 1561-1124 МАТЕРИАЛЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ РУССКИХ ПОЧВ ВЫПУСК 7 (34) Издательство Санкт-Петербургского университета 2012 САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ПОЧВОВЕДЕНИЯ И ЭКОЛОГИИ ПОЧВ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ МУЗЕЙ ПОЧВОВЕДЕНИЯ ИМ. В.В.ДОКУЧАЕВА МАТЕРИАЛЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ РУССКИХ ПОЧВ ВЫПУСК 7 (34) Издание основано в 1885 г. А.В. Советовым и В.В. Докучаевым Издательство С.-Петербургского университета 2012 УДК 631.4 ББК 40.3 М34 Редакционная коллегия: Б.Ф. Апарин (председатель), Е.В. Абакумов, ...»

«ISSN 1561-1124 МАТЕРИАЛЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ РУССКИХ ПОЧВ ВЫПУСК 6 (33) Издательство Санкт-Петербургского университета 2009 САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ПОЧВОВЕДЕНИЯ И ЭКОЛОГИИ ПОЧВ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ МУЗЕЙ ПОЧВОВЕДЕНИЯ ИМ. В.В.ДОКУЧАЕВА МАТЕРИАЛЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ РУССКИХ ПОЧВ ВЫПУСК 6 (33) Издание основано в 1885 г. А.В. Советовым и В.В. Докучаевым Издательство С.-Петербургского университета 2009 УДК 631.4 + 577.34 ББК 40.3 М34 Редакционная коллегия: И.А. Горлинский (председатель), Б.Ф. ...»

«X ДАЛЬНЕВОСТОЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ЗАПОВЕДНОМУ ДЕЛУ МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ 25-27 сентября 2013 г. г. Благовещенск АМУРСКИЙ ФИЛИАЛ БОТАНИЧЕСКОГО САДА-ИНСТИТУТА ДВО РАН АМУРСКИЙ ФИЛИАЛ WWF РОССИИ БЛАГОВЕЩЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РОССИЙСКИЙ ФОНД ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АМУРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОЮЗА АМУРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РУССКОГО БОТАНИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА СОВЕТ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ АФ БСИ ДВО РАН X ДАЛЬНЕВОСТОЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ЗАПОВЕДНОМУ ДЕЛУ 25-27 сентября ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГОУ ВПО УЛЬЯНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ – ФИЛИАЛ ФГОУ ВПО УЛЬЯНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЫ IX МЕЖДУНАРОДНОЙ СТУДЕНЧЕСКОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ С МЕЖДУНАРОДНЫМ УЧАСТИЕМ 31 марта 2011 Димитровград 2011 г. УДК 631 Редакционная коллегия: Главный редактор Х.Х. Губейдуллин Научный редактор Т.А. Мащенко Редакционная коллегия И.И. Шигапов А.М. Кадырова ...»

«Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный аграрный университет имени К.Д. Глинки (Россия) Германо-российский кооперационный проект Развитие и внедрение современных технологий производства молока и говядины в РФ III РОССИЙСКО-ГЕРМАНСКАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ Перспективы развития сельского хозяйства: кормопроизводство и кормление КРС как предпосылка высокой продуктивности в молочном и мясном скотоводстве ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.