31 Окт

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПЛАВИЛЬНОГО ЦЕХА ОАО «РЕЛЕРО» В MATLAB




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:
Авторы:
DOI:

Определение элек­трических нагрузок при проектировании яв­ляется основой для оптимального решения всего сложного комплекса вопросов электро­снабжения современного промышленного пред­приятия. Увеличение нагрузки вызывают излишние затраты, а уменьшение её значения влекут за собой недо­использование установленного дорогого тех­нологического оборудования и уменьшение готовой продукции.

Режимы и графики работы предприятий весьма разнообразны и не являются стабиль­ными, а меняются во времени с закономерной тенденцией непрерывного роста ввиду измене­ния технологии, внедрения новых прогрессив­ных производственных процессов, роста удель­ного потребления энергии на единицу продук­ции.

При  производстве литья сталкиваются с проблемами качества электроэнергии, а именно появляется несоответствие медленных изменений напряжения [1]. Связано это с тем, что литейные установки электрошлакового литья конструктивно подключаются на 2 фазы.

Рисунок 1. Графическая интерпретация математической

 модели плавильного цеха

Разработанная модель системы электроснабжения, состоящая из источника питания напряжением 380В, четырех трансформаторов ОЭСК 250/40, четырех установок электрошлакового литья и плавильной стационарной печи ПП 20/11 (рисунок 1).

Медленные отклонения напряжения является уровнем электромагнитной совместимости (ЭМС) для кондуктивной низкочастотной электромагнитной помехи (ЭМП) в системах электроснабжения общего назначения. При соблюдении нормируемых значений δUy обеспечивается ЭМС технических средств по отклонению напряжения. Величина δUy в процентах вычисляется по формуле [1]:

,                                            (1)

где Uном – номинальной напряжение в сети, В;

      Uy – усреднённое значение основной (первой) гармоники за одноминутный интервал времени.

Рисунок 2.Результаты анализа медленных отклонений напряжения

Полученные величины медленных отклонений напряжения на 0,4 кВ для каждой фазы: А – 14,14%, В – 9,64% и С – 16,5%.

Значение  δUу согласно [1] не должны превышать 10% номинального или согласованного значения напряжения в течение 100 % времени интервала в одну неделю. Мы наблюдаем несоответствие ГОСТу 32144-2013 по медленным изменениям напряжения на фазах А и С (рисунок 2).

Принято  решение применить компенсирующие устройства на линии 380В, и установить их в помещении ТП-2.

Распределение мощности конденсаторов в сетях высшего и низшего напряжения про­изводится исходя из условия наибольшего сни­жения потерь активной мощности от реактив­ных нагрузок.  Это определяет установку относительно большей мощности конденсато­ров в местах наибольших реактивных нагру­зок и сопротивлений питающих линий и обеспечивает повышение уровня напряжения в большей степени в тех частях сети, где это напряжение ниже.

Рисунок3. Графическая интерпретация математической

 модели плавильного цеха с компенсирующим устройством

 

Конденсаторы напряжением 0,22 — 0,66 кВ рекомендуется устанавливать в цехах у груп­повых распределительных щитков, либо при­соединять к магистральным токопроводам при условии, что окружающая среда не препятст­вует такой установке. При этом соблюдаются все требования правил устройств электроустановок (ПУЭ) и правила пожарной без­опасности. Такая установка дает значительно лучшее использование конденсаторов, чем при инди­видуальной компенсации, и в то же время раз­гружает питательную сеть и трансформаторы заводских подстанций.

Рисунок 4. Результаты анализа медленных отклонений напряжения

Установив компенсирующие устройства и создав математическую модель литейного участка после ввода компенсирующих устройств на напряжение 0,4 кВ (рисунок 3), получаем следующие значения медленных отклонений напряжения (рисунок 4) для каждой фазы: А – 6,7%, В – 9,1%, С – 5,22%.

Из модели (рисунок 1) видно, что несимметричные нагрузки напряжением 42В воздействуют на электрическую сеть, напряжением 0,4кВ.

Согласно [1] установлены следующие уровни ЭМС электрических сетей общего назначения для кондуктивной низкочастотной ЭМП по коэффициенту несимметрии напряжения по обратной последовательности: значения данного показателя КЭ в точке передачи электрической энергии, усреднённые в интервале 10 мин. не должны превышать 2% в течение 95% времени интервала и 4% в течении 100% времени интервала в одну неделю.

Коэффициент несимметрии напряжения по обратной последовательности и нулевой последовательности определяются по следующим формулам [4]:

Рисунок 5. Графическая интерпретация математической  модели плавильного цеха с компенсирующим устройством после ввода активной нагрузки

 

Присутствует несоответствие ГОСТу 32144-2013 по коэффициенту несимметрии напряжения по обратной последовательности. Поэтому  решено подключить активное сопротивление (резисторы) на линии 380 В. 1-й резистор между фазами А и В номиналом 0,25 ОМ, 2-й резистор между фазами В и С – 0,65 Ом, 3-й резистор между фазами А и С – 2,9 Ом.

Для подтверждения данной теории разработана модель литейного участка после ввода на линии 380 В активной нагрузки (рисунок 5).

Вычисляя коэффициент несимметрии напряжения по обратной последовательности для данной модели:

Таким образом, теперь мы наблюдаем соответствие коэффициента несимметрии напряжения по обратной последовательности  и по медленным изменениям напряжения на всех фазах напряжения 0,4 кВ литейного участка Коэффициент несимметрии напряжения напряжения по обратной последовательности снизился при этом примерно в 9,7 раз.

Список литературы:

  1. ГОСТ 32144-2013. Межгосударственный стандарт. Электрическая энер­гия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. – Взамен ГОСТ 13109-97; введ. 2014-07-01. – М.: Стандартинформ, 2014. – 20 с.
  2. Беляков В. Е. Система автоматизированного моделирования ветроэнергетических установок / сборник научных статей 3-й Международной молодежной научной конференции: в 2-х томах, 2014. – С. 391-395.
  3. Антонов А. И. Анализ проведения испытаний на соответствие установившегося отклонения напряжения требованиям ГОСТ 54149-2010 [Текст] / А. И. Антонов, Ю. М. Денчик, Д. А. Зубанов, В. И. Клеутин, А. А. Руппель, А. С. Никишкин // Научные проблемы Сибири и Дальнего Востока. – 2014. – № 4. – С. 210–213.
  4. ГОСТ 30804.4.30. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Методы измерений показателей качества электроэнергии. – М.: Стандартинформ, 2014. –  57 с.
  5. Антонов А.И., Беляков В.Е. Снижение медленных изменений напряжения в системе электроснабжения литейного участка с помощью компенсирующих устройств [Текст] // ПРОГРЕССИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОЦЕССЫ: Сборник научных статей 2-й  Международной  молодежной  научно-практической конференции, в 3-х томах, 2015. т.1, стр.65.
    МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПЛАВИЛЬНОГО ЦЕХА ОАО «РЕЛЕРО» В MATLAB
    В статье рассматривается снижение реактивной мощности и снижение коэффициента несимметрии напряжения по обратной последовательности для плавильного цеха.
    Written by: Беляков Виталий Евгеньевич, Егоров Евгений Александрович, Данильченко Лилия Руслановна
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 01/25/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_31.10.15_10(19)
    Available in: Ebook