В статье рассматриваются аварийные режимы работы автономного электротехнического комплекса буровой установки. Раскрывается понятие провала напряжения и его влияние на технологический процесс промышленных предприятий. Представлено описание использующихся в электроснабжении промышленных предприятий способов и методов преодоления провалов напряжения и набросов нагрузки в автономных энергосистемах, из которых можно выделить ускоренный подъем ответственного оборудования для недопущения аварийных режимов, а также применение резервных накопителей, как правило аккумуляторных батарей. Разработан алгоритм взаимодействия аккумуляторной батареи и дизель-генераторной установки как резервных источников питания во время различных режимов работы электродвигателя с учетом набросов нагрузки, позволяющий успешно преодолеть провалы напряжения в системе как в переходном, так и в установившемся режимах. Предложен комбинированный метод устранения провала напряжения, особенностью которого является применение комбинированной структуры источников резервного питания в составе дизель-генераторной установки и аккумуляторной батареи, действующий на основании предложенного алгоритма взаимодействия в автономных электротехнических комплексах. Способ позволяет преодолеть резкие набросы нагрузки и провалы напряжения, вызванные дефицитом резервной мощности в электрической системе. Применение аккумуляторной батареи в качестве переходного элемента позволяет переключиться между основным и резервным источниками питания без остановки технологического и расширить порог перегрузки автономного электротехнического комплекса до 60 %. При использовании комбинированного метода повышается энергоэффективность автономного комплекса вследствие уменьшения количества аварийного отключения оборудования, прерываний технологического процесса и дополнительного расхода электроэнергии.
В статье представлен принцип тепловой защиты контактной сети и обоснована возможность практической реализации этого принципа для рельсового электротранспорта в горнодобывающей промышленности. Описан алгоритм реализации современной цифровой защиты контактной сети как одной из функций работы контроллера. Предложена математическая модель тепловой защиты, вытекающая из решения уравнения теплового баланса. Модель учитывает коэффициент топологии электрической сети, а также коэффициент расхода токоведущего сердечника кабеля, определяющий снижение проводящего сечения от контактной эрозии и роста оксидных пленок. Вводятся поправки на потоки воздуха при получении данных с внешнего анемометра, через протокол телемеханики. Тестирование математической модели проводилось путем написания программы реальной тепловой защиты на языке программирования С для контроллера присоединения, в основе схемотехники которого микроконтроллер STM32F407IGT6 для микроконтроллерного блока. Проверочные испытания проводились на серийном контроллере присоединения в 2020 г. Приведены графики сравнения расчетных и фактических значений температур, при различном коэффициенте расхода токоведущей жилы кабеля постоянного тока. Для получения данных использовались протоколы телемеханики МЭК 60870-104 и Modbus TCP, ПЛК Segnetics SMH4.
Наиболее распространенным устройством для защиты от перенапряжений является вентильный разрядник. Из-за морального устаревания предлагается заменить вентильные разрядники на нелинейные ограничители перенапряжений или мультикамерные разрядники. Современные рекомендации по выбору средств для защиты от перенапряжений учитывают не все факторы при размещении устройств защиты. Например, при замене вентильных разрядников на нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН) нередко происходят аварии. Часто из-за замены защитных устройств возникают нарушения условий эксплуатации новых приборов, поскольку при проекте ОПН устанавливают на место вентильных разрядников. Нелинейные ограничители перенапряжений имеют ряд проблем, связанных с надежностью, например, из-за частых однофазных замыканий на землю возникают проблемы с термической нестабильностью. Поэтому в качестве альтернативы ОПН в городских распределительных сетях предлагается использовать мультикамерные разрядники – устройства, представляющие собой ряд разрядных камер в силиконовой резине. Цель данной работы – вычисление напряженности электрического поля и проводимости на выходе из разрядной камеры мультикамерного разрядника, исследование воздействии мультикамерных разрядников на распределительные сети, построение зависимости от напряжения и проводимости выхлопных газов плазмы в зависимости от расстояния до мультикамерного разрядника.
В последние 20 лет растет доля электропривода с использованием синхронных двигателей с постоянными магнитами. Данный тип двигателей обладает лучшими техническими показателями по сравнению с асинхронными двигателями, однако имеет ряд сложностей в реализации, одной из них является необходимость получения информации о положении ротора. Это можно сделать с использованием датчиков или без них, посредством наблюдателя состояния двигателя. В статье рассмотрены проблемы бездатчикового управления синхронным двигателем с постоянными магнитами. Описана система векторного управления синхронным двигателем с постоянными магнитами с использованием наблюдателя состояния. Показан синтез наблюдателя скорости и положения ротора, работающего на скользящих режимах. Алгоритм реализован посредством создания модели в среде Matlab Simulink с использованием блоков поддержки процессоров Texas Instruments. Проведено опытное сравнение результатов вычисления угла положения ротора наблюдателем и данных, полученных с использованием датчиков положения ротора. Целью работы является получение алгоритма управления, обладающего достаточной точностью вычисления угла положения ротора, широким диапазоном регулирования скорости и устойчивостью к дрейфу параметров двигателя.
С постоянным развитием электроники для управления и контроля работы за ответственными элементами электроэнергетических систем повышаются и требования к качеству электроэнергии. Вопросы повышения качества электроэнергии находят ответы в системах электроснабжения, которые относятся к системообразующим, ввиду их более широкого распространения в отличие от автономных электроэнергетических систем. В свою очередь, с развитием морского и речного флота, с появлением такого перспективного направления для добычи полезных ископаемых, как Арктика, автономные электроэнергетические установки приобретают особую важность. Одной из основных проблем таких систем является малая изученность проблемы качества электроэнергии. В статье представлена модель автономной электроэнергетической системы. Для моделирования таких систем все чаще и чаще используют пакет MathLab с приложением Simulink. С помощью разработанной модели приводится оценка качества электроэнергии в ней, сравнение полученной оценки в существующих системах и предлагается современное решение для улучшения качества электроэнергии.
При разработке перспективных электроэнергетических систем, в частности судовых электроэнергетических систем, все чаще прибегают к компьютерному моделированию. Оно дает понимание о переходных процессах, показателях качества электроэнергии в системе без построения ее физической модели, что позволяет значительно повысить производительность и качество физической модели. В наше время для моделирования таких систем все чаще и чаще используют пакет MathLab с приложением Simulink. В статье приведена модель судовой электроэнергетической системы малого гидрографического судна «Вайгач», построенной в среде MatLab. Выявлены слабые места системы и способы их устранения. Представлены изменения синусоиды до и после включения нелинейной нагрузки в сеть и решения по улучшению коэффициента нелинейных искажений. Разработанную модель судовой электроэнергетической системы можно использовать для моделирования различных судов.
