Ключевые слова

2411-3336

2541-9404

Записки Горного института

Journal of Mining Institute

Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ

Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University

10.25515/pmi.2018.1.31

pmi-11916

https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/11916

Электромеханика и машиностроение

Electromechanics and mechanical engineering

Uninterruptible power supply system for mining industry enterprises

Система бесперебойного электроснабжения предприятий горной промышленности

Abramovich

B. N.

Абрамович

Б. Н.

Abramovich

B. N.

babramov@mail.ru

Санкт-Петербургский горный университет (Санкт-Петербург, Россия) Saint-Petersburg Mining University (Saint-Petersburg, Russia)

22 02 2018

2018

229 31 40 10 09 2017 01 11 2017 22 02 2018

2018

Б. Н. Абрамович

B. N. Abramovich

Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)

This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0)

https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/11916

Обоснована актуальность проблемы компенсации провалов и отклонений напряжения в системах электроснабжения предприятий горной промышленности для обеспечения надлежащего уровня надежности энергообеспечения наиболее ответственных технологических потребителей. Выявлены основные причины возникновения провалов и отклонений напряжения в системах электроснабжения предприятий горной промышленности. Установлена степень влияния провалов и отклонений напряжения различной природы на динамическую и статическую устойчивость систем электроснабжения. Показана необходимость обеспечения бесперебойного и гарантированного режима электроснабжения непрерывных технологических процессов горного производства. Проведен анализ существующей нормативной документации в области гарантированного и бесперебойного электроснабжения. По результатам экспериментальных исследований и математического моделирования выявлено наличие взаимосвязи между формально независимыми с точки зрения существующей нормативной документации источниками электроснабжения. Приведено выражение, позволяющее определить коэффициент связанности двух источников электроснабжения. Обоснована необходимость учета степени взаимосвязанности источников при синтезе систем бесперебойного электроснабжения предприятий горной промышленности. Выполнен анализ существующих технических средств и решений по резервированию электроснабжения для предприятий горной промышленности, включая современные источники бесперебойного питания, функционирующие в режиме онлайн, электростанции собственных нужд, а также динамические компенсаторы искажения напряжения. Приведена классификация категорий потребителей по возможности их полного или частичного отключения в аварийных режимах при провалах и прерываниях напряжения. Разработана система бесперебойного электроснабжения предприятий горной промышленности на основе комбинированного использования альтернативных и возобновляемых источников энергии, источников бесперебойного питания и устройства многоступенчатого автоматического ввода резерва, позволяющая обеспечить непрерывный режим энергообеспечения наиболее ответственных потребителей горных предприятий.

Immediate problem of compensating falls and deviations of voltage in the power supply systems of mining enterprises in order to ensure the proper level of power supply reliability for the most important technological consumers is substantiated in the article. The main causes of the voltage falls and deviations occurrence in the power supply systems of mining enterprises have been identified. The degree of different nature voltage falls and deviations influence on the dynamic and static stability of power supply systems is established. The necessity of ensuring an uninterrupted and guaranteed power supply mode for continuous technological processes of mining production is shown. The analysis of the existing regulatory documentation in the field of guaranteed and uninterrupted power supply is carried out. Based on the results of experimental studies and mathematical modeling, a relationship has been revealed between formally independent sources of electricity supply from the viewpoint of existing regulatory documentation. The expression allowing determination of cohesion coefficient of two power supply sources is given. The necessity of taking into account the degree of sources interconnection in the synthesis of uninterruptible power supply systems for mining enterprises is justified. The analysis of existing technical means and solutions for reserving power supply for mining enterprises, including modern uninterruptible online power supply systems, own needs power plants, as well as dynamic voltage distortion compensators, is done. The classification of the consumers categories related to possibility of their complete or partial shutdown in emergency modes in case of voltage falls and interruptions is given. System of uninterruptible power supply for mining enterprises based on the combined use of alternative and renewable energy sources, uninterruptible power supply sources and a multi-step automatic reserve transition system, which allows ensuring uninterrupted mode of energy supply for the most responsible consumers of mining enterprises, was developed.

Ключевые слова горный бесперебойный электроснабжение резервирование генератор альтернативный возобновляемый надежность

Keywords Mining uninterruptible powersupply reserving generator alternative renewable reliability

Исследования проведены при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках реализации государственного задания«Разработка научно обоснованных методов и средств синтеза структуры и реализации централизованных, автономных и комбинированных систем электроснабжения повышенной надежности с использованием альтернативных и возобновляемых источников для бесперебойного энергообеспечения предприятий с непрерывным технологическим циклом на основе логико-вероятностных оценок», проект No13.3746.2017/ПЧ.

The research was carried out with the financial support of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation in the framework of the state task «Development of scientifically justified methods and means for synthesizing the structure and implementing centralized, autonomous and combined power supply systems of increased reliability using alternative and renewable sources for the uninterrupted power supply of enterprises with a continuous technological cycle on the basis of logical and probabilistic evaluations», project N13.3746.2017/PCH

Абрамович Б.Н. Проблемы обеспечения энергетической безопасности предприятий минерально-сырьевого комплекса / Б.Н.Абрамович, Ю.А.Сычев // Записки Горного института. 2016. Т. 217. С. 132-139.

Абрамович Б.Н. Выбор параметров ветродизельной установки для энергообеспечения минерально-сырьевого комплекса / Б.Н.Абрамович, А.А.Бельский // Записки Горного института. 2012. Т. 195. С. 227-230.

Абрамович Б.Н. Фотоэлектрическая станция прямого преобразования для объектов минерально-сырьевого комплекса / Б.Н.Абрамович, Э.В.Яковлева // Записки Горного института. 2012. Т. 196. С. 210-213.

Абрамович Б.Н. Методы и средства обеспечения энергетической безопасности промышленных предприятий с непрерывным технологическим циклом / Б.Н.Абрамович, Ю.А.Сычев // Промышленная энергетика. 2016. № 9. С. 18-22.

Абрамович Б.Н. Многоступенчатая система автоматического ввода резерва на основе источников бесперебойного питания в системах электроснабжения объектов горных предприятий / Б.Н.Абрамович, Ю.А.Сычев, А.В.Федоров // Горное оборудование и электромеханика. 2015. № 6(115). С. 17-20.

Абрамович Б.Н. Энергетическая безопасность технологических процессов добычи нефти / Б.Н.Абрамович, Ю.А.Сычев // Нефтяное хозяйство. 2016. № 9. С. 120-123.

Абрамович Б.Н. Динамическая устойчивость работы установок электроцентробежных насосов / Б.Н.Абрамович, Д.А.Устинов, В.Е.Поляков // Нефтяное хозяйство. 2010. № 9. С. 104-106.

Абрамович Б.Н. Комплексная система контроля качества электрической энергии на предприятиях по добыче и переработке полезных ископаемых // Записки Горного института. 2008. Т. 178. С. 110-115.

Быстрицкий Г.Ф. Установки автономного и резервного электроснабжения // Промышленная энергетика. 2008. № 2. С. 13-23.

Гамазин С.И. Обеспечение надежности электроснабжения и качества электроэнергии / С.И.Гамазин, В.М.Пупин, Ю.В.Марков // Промышленная энергетика. 2006. № 11. С. 51-56.

Ершов М.С. Развитие теории устойчивости промышленных электротехнических систем и методов управления ими / М.С.Ершов, А.В.Егоров, А.А.Трифонов // Территория Нефтегаз. 2010. № 3. С. 108-115.

Ершов М.С. Оценка взаимной зависимости источников питания систем промышленного электроснабжения с учетом несимметричных возмущений во внешних электрических сетях / М.С.Ершов, В.А.Анцифоров, А.Н.Комков // Промышленная энергетика. 2014. № 11. С. 2-7.

Ершов М.С. Рекомендации по повышению надежности работы потребителей производственных объектов при авариях в системах централизованного электроснабжения // Территория Нефтегаз. 2012. № 12. С. 88-91.

Овсейчук В.А. Надежность и качество электроснабжения потребителей // Новости электротехники. 2013. № 3. С. 50-53.

Патент № 2576664 РФ. Система бесперебойного электроснабжения / Б.Н.Абрамович, Ю.А.Сычев, А.В.Федоров, А.А.Бельский. Заявл. 19.03.2015. Опубл. 10.03.2016. Бюл. № 7.

Современные способы повышения надежности электроснабжения потребителей напряжением 10, 6 и 0,4 кВ / С.И.Гамазин, В.М.Пупин, Р.В.Зелепугин, А.Р.Сабитов // Промышленная энергетика. 2008. № 8. C. 20-23.

Сычев Ю.А. Измерение и анализ показателей качества электрической энергии в сетях нефтедобывающих предприятий // Записки Горного института. 2007. Т. 173. С. 109-111.

Сычев Ю.А. Системы коррекции кривых тока и напряжения // Записки Горного института. 2006. Т. 167. Ч. 1. С. 190-193.

Сычев Ю.А. Экспериментальные исследования режимов работы параллельного активного фильтра в сетях ОАО «Оренбургнефть» // Записки Горного института. 2009. Т. 182. С. 114-117.

Федоров А.В. Применение источников бесперебойного питания в энергетических установках промышленных объектов в нефтегазовой отрасли / А.В.Федоров, С.В.Бабурин, А.Н.Махалин // Наука и техника в газовой промышленности. 2014. № 2. С. 70-74.

Abramovich B.N. Intelligent power system on the base of active-adaptive control and interaction between elements / B.N.Abramovich, Yu.A.Sychev, A.A.Belsky // International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). 2015. P. 1-6. DOI: 10.1109/SIBCON.2015.7147230

Abramovich B.N. The Application of Modern Information Technologies for Power Monitoring and Control in Conditions of Distributed Generation / B.N.Abramovich, V.B.Prochorova, Yu.A.Sychev // Proceeding of the 16th conference of FRUCT association, 27-31 Oct., Oulu (Finland). 2014. P. 3-8. DOI: 10.1109/FRUCT.2014.7000938