Эффективность работы горно-обогатительного комбината зависит от уровня комплексной механизации технологического процесса. При добыче полезного ископаемого основные расходы приходятся на транспортирование горной массы. Ключевыми звеньями в горно-транспортной системе являются карьерные самосвалы. Поэтому для увеличения эффективности работы горно-обогатительного комбината путем улучшения грузооборота и снижения затрат на транспортирование горных масс необходимо повысить заданный уровень надежности карьерных самосвалов посредством повышения средней наработки до первого отказа. В статье проанализировано состояние надежности тягового электропривода карьерных самосвалов, работающих в отраслях минерально-сырьевого комплекса. Приводится количественная оценка отказов электропривода от дефектов, возникающих в функциональных узлах, а также затрат на выполнение восстановительных ремонтных работ. Анализ отказов с 2018 по 2022 гг. и результаты вибрационных испытаний дизель-генераторной установки показали, что самыми затратными оказались дефекты в синхронных генераторах электропривода, а основной причиной дефекта стали повышенные внешние вибрационные воздействия. На основании испытаний общего уровня вибраций и их спектрального состава в различных режимах работы оборудования сформулированы рекомендации по стойкости генератора к механическим внешним воздействующим факторам и увеличению степени защитной оболочки корпуса для исключения загрязнения. Представлен диапазон частот, представляющий наибольшую опасность разрушения для обмоток генератора.
Показана актуальность и необходимость выбора и обоснования структур гибридных фильтрокомпенсирующих устройств на основе последовательных и параллельных активных фильтров для повышения качества электроэнергии в системах электроснабжения предприятий минерально-сырьевого комплекса. Разработаны математические модели гибридных фильтрокомпенсирующих устройств на основе параллельного и последовательного активных фильтров. На основе данных математических моделей разработаны компьютерные имитационные модели указанных гибридных структур. Результаты имитационного моделирования показали эффективность коррекции показателей качества электроэнергии в части снижения уровня высших гармоник тока и напряжения, а также отклонений напряжения. Выявлены степени влияния фильтрокомпенсирующих устройств на показатели качества электроэнергии, определяющие непрерывность и устойчивость технологического процесса на предприятиях минерально-сырьевого комплекса. Установлено, что гибридное фильтрокомпенсирующее устройство на базе параллельного активного фильтра позволяет снизить уровень высших гармоник тока и напряжения более чем на 90 и 70 % соответственно, а на основе последовательного активного фильтра – снизить уровень высших гармоник напряжения более чем на 80 %. По результатам моделирования выявлена возможность компенсации реактивной мощности гибридной структуры на основе параллельного активного и пассивных фильтров. Обоснована возможность интеграции гибридных фильтрокомпенсирующих устройств в более сложные многофункциональные электротехнические комплексы автоматизированного повышения качества электроэнергии, а также целесообразность и перспективность их использования в системах комбинированного электроснабжения на основе параллельной работы централизованных и автономных источников распределенной генерации.
Рассмотрены структуры систем с высоковольтными каскадными преобразователями частоты, содержащими многообмоточные трансформаторы и низковольтные маломощные блоки преобразования, соединенные по выходу последовательно в каждой фазе нагрузки. Низковольтные блоки содержат трехфазные диодные или активные выпрямители, конденсаторные фильтры выпрямленных напряжений, однофазные автономные инверторы напряжения и устройства отключения блоков в частичных режимах (при выходе из строя и отключении части блоков). Определены возможности работы каскадных преобразователей, даны уравнения для корректировки заданий блокам в частичных режимах, предложены таблицы корректировки заданий с оценками достижимых характеристик нагрузки. Приведены результаты экспериментов на макете мощной установки с каскадным преобразователем частоты, подтверждающие возможности обеспечения симметрии токов нагрузки при отключении части блоков и несимметрии схемы.
Разработан комплекс технических средств и решений по обеспечению надлежащего уровня энергетической безопасности предприятий минерально-сырьевого комплекса, включая методы: управления режимом напряжения, повышения качества электрической энергии, обеспечения динамической устойчивости электроустановок, повышения надежности электроснабжения, управления структурой распределительных сетей, комбинированного использования альтернативных и возобновляемых источников энергии. Обоснована необходимость обеспечения энергетической безопасности объектов минерально-сырьевого комплекса с технической точки зрения с привлечением современных достижений и разработок в области электротехнических комплексов и систем.
Проведены промышленные испытания активного фильтра серии «Электон ФСА» в промысловых распределительных сетях ОАО «Оренбургнефть» ТНК-ВР с нелинейной нагрузкой. Приведена структура и принцип действия параллельного активного фильтра «Электон ФСА-400». Выполнены регистрация формы кривых и измерения величины токов и напряжений промысловой сети при различных режимах работы нелинейной нагрузки и исследуемого активного фильтра. Проведен анализ экспериментальных данных, полученных по результатам промышленных испытаний активного фильтра. Доказана эффективность применения параллельных активных фильтров в распределительных сетях нефтедобывающих предприятий.
Проведены исследования и анализ уровня качества электрической энергии и электромагнитной совместимости в системах электроснабжения нефтедобывающих предприятий. Выполнены измерения на шинах 35,6 и 0,4 кВ подстанций нефтедобывающих предприятий с помощью прибора «Ресурс UF2М». По результатам проведенных измерений выявлены отклонения показателей качества электрической энергии от норм ГОСТ 13109-97. Разработаны рекомендации, позволяющие повысить уровень качества электрической энергии в сетях нефтедобывающих предприятий путем регулирования уставок устройств регулирования напряжения под нагрузкой силовых трансформаторов и установки активных и пассивных фильтров для компенсации высших гармоник. Предложена структура комплексной автоматизированной системы контроля качества электрической энергии и управления режимом энергопотребления для электрических сетей нефтедобывающих предприятий.
В статье представлена разработанная стратегия обеспечения качества электрической энергии в системах электроснабжения газоперекачивающих предприятий, которая позволяет определить тип электромагнитной помехи, источник ее возникновения и техническое решение для ее компенсации. Для определения параметров активного фильтра в системе электроснабжения газоперекачивающего предприятия проведено моделирование в среде Mathlab Simulink. В процессе моделирования получены осциллограммы тока нелинейной нагрузки, компенсационного тока активного фильтра и скомпенсированного тока сети. На основании результатов моделирования предполагается выбрать параметры активного фильтра для системы электроснабжения газоперекачивающего предприятия и разработать технические рекомендации по его применению.
В статье рассматривается проблема разработки и внедрения систем коррекции кривых тока и напряжения в сетях горных и нефтегазоперерабатывающих предприятий с использованием активных фильтров на базе транзисторов IGBT. Дана оценка существующих схем подключения активных фильтров, выделены их достоинства и недостатки, рассмотрены основные принципы и особенности их работы. Приведены структура и алгоритм управления последовательным активным фильтром, обеспечивающим прогнозируемую компенсацию гармонических составляющих. Получены соотношения для его реализации с использованием метода симметричных составляющих и теории вращающихся систем координат.
Дана оценка влияния преобразовательной нагрузки на искажение кривых тока и напряжения. Рассмотрены показатели качества электрической энергии, на которые высшие гармоники преобразователей оказывают наибольшее влияние, в том числе кривые тока для 6- и 12-пульсного преобразователей. Получены результаты их разложения в ряд Фурье. Проведен анализ гармонического спектра этих кривых. Даны соотношения, отражающие зависимость порядка гармоник от пульсности преобразователя и позволяющие выбрать соответствующие фильтры для снижения отрицательного влияния гармоник преобразователей на режимы работы электрических сетей.
