автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Автономный источник питания для диагностики и технического обслуживания трансформаторных подстанций сельскохозяйственного назначения

ЕКИМЕНКО Пётр Павлович

АВТОНОМНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ для ДИАГНОСТИКИ И ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Специальность: 05.20.02- «Электротехнологии и электрооборудование

в сельском хозяйстве»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 1 НОЯ 2010

Краснодар - 2010

004612062

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кубанский государственный аграрный университет» (ФГОУ ВПО Кубанский ГАУ)

Научный руководитель - кандидат технических наук,

доцент Богатырёв Н.И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Григораш Олег Владимирович; кандидат технических наук, доцент Медведько Юрий Алексеевич. Ведущая организация: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ставропольский государственный аграрный университет» (ФГОУ ВПО Ставропольский ГАУ).

Защита диссертации состоится «17» ноября 2010 г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д220.038.08 ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» по адресу: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина 13, КубГАУ, корпус факультета энергетики и электрификации, аудитория № 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет».

Автореферат размещен на сайте www.kubsau.ru 15 октября 2010 г.

Автореферат разослан 15 октября 2010 года.

Ученый секретарь диссертационного совета *

доктор технических наук, доцент /^У/г' В.С. Курасов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В энергетических компаниях и крупных редприятиях Краснодарского края эксплуатируются около 25 тыс. сило-ых трансформаторов разных уровней напряжения. Около 70% трансфор-тторов эксплуатируются 20 лет и более, 30% -30 лет и более. В работе на-одятся трансформаторы, имеющие срок службы 40 и даже 50 лет.

Изношенность трансформаторов вносит дополнительные потери при 1ередаче электроэнергии, которые не учитываются современными методи-'ами при расчете технологических потерь и эти потери входят в состав 'оммерческих потерь, что влияет, в конечном счете, на тариф. Приказ инэнерго от 30. 12. 2008 № 326 разрешил эти потери включать в техноло-ические потери, цена которых меньше коммерческих потерь.

Для измерения потерь холостого хода (XX) силовых трансформато-ов (СТ) в полевых условиях и проведения технического обслуживания ТО) электрооборудования с применением электрифицированного инстру-юнта необходимы автономные источники с генераторами, имеющими ка-ественное выходное напряжение и высокие эксплуатационные показатели!. К таким генераторам относятся асинхронные генераторы (АГ), которые арактеризуются малой удельной массой, габаритами, отсутствием сколь-ящих контактов, прочностью ротора, низкой рыночной стоимостью.

Тема диссертации обусловлена необходимостью разработки для ав-ономных источников питания асинхронных генераторов с конденсатор-шм возбуждением с улучшенными показателями качества энергии.

Работа выполнена в соответствии с планами госбюджетных НИР убГАУ по теме: «Разработка и исследование энергосберегающих техно-тогий, оборудования и источников электропитания для АПК» - № ГР 1.2001.13477. - 2001 - 2005 гг.; «Теоретическое обоснование и пракгиче-кая реализация энергосберегающего оборудования, электротехнологий и источников электроснабжения для снижения эксплуатационных затрат на производство и переработку сельскохозяйственной продукции» - ГР 01.2006.06851. - 2006 - 2010 гг.; постановления ЗСК Краснодарского края

от 14.12.2005 г. № 1878-П «Об основных принципах формирования тари фов на электрическую и тепловую энергию на 2006 и последующие годы».

Проблема состоит в том, что при расчете нормативных технологиче ских потерь электрической энергии учитываются паспортные данные по терь XX СТ, которые значительно возрастают за время эксплуатации. Эт обстоятельство указывает на необходимость определения реальных значе ний потерь XX СТ и корректировку этих значений с учетом реального на пряжения в сетях.

Существующие электротехнические лаборатории по измерению по терь XX СТ имеют однофазные синхронные генераторы, которые совмест но с автотрансформаторами позволяют измерять потери XX трансформа торов в однофазном режиме при малом напряжении возбуждения. Этот ме тод дает большие погрешности при пересчете потерь к номинальному на пряжению, т.к. в реальных условиях сельских электрических сетей на мно гих силовых трансформаторах отсутствуют их паспортные данные и неиз вестны свойства их магнитной системы.

Научная гипотеза - повысить экономичность электроснабжения сель скохозяйственных потребителей можно путем включения реальных потер] XX силовых трансформаторов в технологические потери посредством из мерения в полевых условиях характеристик холостого хода СТ регулируе мым автономным источником питания (без промежуточных автотрансфор маторов и фазорегуляторов), и использовать этот источник для проведени регламентных работ по техническому обслуживанию оборудования.

Цель работы: разработка автономного источника питания с асин хронным генератором для замера потерь холостого хода силовых транс форматоров в полевых условиях с целью повышения экономичности элек троснабжения сельскохозяйственных потребителей и выполнения техниче ского обслуживания электрооборудования в сельских электрических сетях

Задачи исследования: - определить закономерности изменения потерь энергии XX силовы трансформаторов и их взаимосвязь с тарифами на электроэнергию;

-установить требования к автономным источникам для исследования потерь холостого хода трансформаторов в полевых условиях;

- провести анализ свойств и характеристик статорных обмоток, установить их влияние на эксплуатационные показатели асинхронных генераторов и определить пути улучшения этих характеристик;

-теоретически обосновать и разработать новые схемы статорных обмоток и технические решения для формирования внешних характеристик асинхронных генераторов, улучшающие их эксплуатационные показатели;

- провести экспериментальные исследования новых асинхронных генераторов при различных нагрузках с целью определения их эксплуатационных характеристик и уточнения требований к источнику питания,

- обосновать параметры, разработать схему автономного источника питания с асинхронным генератором и провести его испытание;

- определить реальные потери холостого хода силовых трансформаторов с применением АГ в качестве автономного источника питания;

- провести технико-экономические расчеты при использовании нового автономного источника с асинхронным генератором для определения потерь холостого хода силовых трансформаторов и влияние этих потерь на тарифы электроэнергии.

Объект исследования - автономные источники питания, статорные обмотки АГ, схемы регулирования и стабилизации напряжения АГ, силовые трансформаторы сельских электрических сетей.

Предмет исследования - внешние и энергетические характеристики АГ, свойства статорных обмоток АГ и характеристики потерь холостого хода силовых трансформаторов сельских электрических сетей.

Методика исследования базируется на теории вынужденных электромагнитных колебаний, на матричной теории формирования схем статорных обмоток асинхронных машин, на гармоническом анализе МДС и оценке величины коэффициента дифференциального рассеяния обмоток по диаграммам Гёргеса. Экспериментальная часть выполнена в специализированной лаборатории на кафедре электрических машин и электропривода

Кубанского ГАУ с использованием специального стенда (выполнен по патенту РФ № 2281524).

Научную новизну работы составляет:

- методика расчета схем статорных обмоток асинхронных генерато ров с конденсаторным возбуждением на основе гармонического анализ магнитодвижущих сил и диаграмм Гергеса;

- методика исследования потерь холостого хода силовых трансфор маторов в полевых условиях с использованием автономного источника асинхронным генератором специальной конструкции;

- развитие метода пространственной и фазной модуляции примени тельно к МДС статорных обмоток асинхронных генераторов.

Практическую значимость работы составляют.

1. Зависимости потерь холостого хода трансформаторов, полученны в полевых условиях с применением автономного источника с асинхронны генератором и влияние этих потерь на тарифы электроэнергии.

2. Автономный источник регулируемого напряжения от 320 до 420 для исследования потерь холостого хода силовых трансформаторов в поле вых условиях, а также для питания электроинструмента при техническок обслуживании трансформаторных подстанций.

3. Новые схемы статорных обмоток (пат. РФ № 2248082, 2248083 2252475) и результаты их исследования по диаграммам Гёргеса.

4. Экспериментально полученные внешние характеристики асин хронных генераторов для автономных источников питания.

5. Результаты расчета обмоточных данных статорных обмоток асин хронных генераторов, которые могут применяться в производстве.

6. Новые технические решения для формирования внешних характе ристик асинхронных генераторов (пат. РФ № 2241921, 2281524, 2366073).

7. Результаты технико-экономических расчетов при использовани нового автономного источника с асинхронным генератором для определе ния потерь холостого хода силовых трансформаторов и влияние этих по терь на тарифы электроэнергии.

Реализация результатов исследований. Опытные образцы асин-ронных генераторов установлены в научной и учебной лаборатории ка-едры электрических машин и электропривода Кубанского ГАУ. Материа-ы исследований используются в учебном процессе Кубанского ГАУ. Ме-одика электромагнитного испытания трансформаторов в полевых услови-х используется при измерениях, проводимых электротехнической лабора-орией Ставропольского ГАУ. Методика расчета асинхронных генераторов ринята для внедрения ООО «Центр управления проектами» г. Краснодар.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и бсуждались на ежегодных научно-практических конференциях КубГАУ 002 - 2010 гг.; на научно-практической конференции «Основы достижения стойчивого развития сельского хозяйства» (г. Волгоград, 2004 г.); на меж-узовских научных конференциях «ЭМПЭ» (г. Краснодар, 2004 - 2008 г.); а ежегодной научной конференции АЧГАА (г. Зерноград, 2005, 2007 г.); на международной конференции «Высокие технологии энергосбережения» г. Воронеж, 2005 г.); на всероссийской научно-практической конференции <Проблемы развития аграрного сектора региона» (г. Курск, 2006 г.); на ме-дународных научно-практических конференциях «Новые технологии в ельском хозяйстве и пищевой промышленности с использованием элек-рофизических факторов и озона» (г. Ставрополь, 2005 - 2010 г.).

Публикации результатов работы. Основные результаты работы публикованы в 33 печатных работах, в том числе: - в изданиях, рекомен-ованных ВАК, опубликовано 12 статей включая 6 патентов РФ; - издано дно учебное пособие для студентов электротехнических специальностей.

Объем и структура работы. Работа изложена на 133 страницах, со-ержит введение, 4 главы, выводы, список литературы и приложения.

На защиту выносятся:

- методика расчета схем обмоток статора асинхронных генераторов с <онденсаторным возбуждением на основе специального гармонического нализа магнитодвижущих сил и диаграмм Гёргеса;

- методика исследования потерь холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях с использованием автономного источника с асинхронным генератором специальной конструкции;

- усовершенствованный метод пространственной и фазной модуляции применительно к МДС статорных обмоток асинхронных генераторов;

- технические и схемные решения, новизна которых подтверждена патентами РФ № 2241921,2248082, 22248083, 2252475, 2281524, 2366073;

- результаты исследования внешних характеристик экспериментальных образцов асинхронных генераторов с конденсаторным возбуждением с изменяющимися параметрами статорных обмоток.

- количественная оценка реальных потерь холостого хода силовых трансформаторов полученная в полевых условиях посредством автономного источника с АГ и влияние этих потерь на тарифы электроэнергии;

- результаты технико-экономических расчетов применения автономного источника питания с АГ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрывается актуальность исследований. Дана общая характеристика работы, сформированы цель работы, научная новизна, практическая значимость и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведен анализ состояния сельских электрических сетей в Краснодарском крае. Подавляющая часть электрических сетей и трансформаторов сельскохозяйственного назначения была построена в 6070 годы прошлого века. Более 50% линий электропередачи, напряжением 35 кВ и выше проработали свыше 25 лет, около 40%-более 30 лет, 50% распределительных сетей 0,4-10 кВ проработали сверх нормативных сроков, а более 15% распределительных сетей непригодны для эксплуатации.

В энергетических компаниях и крупных предприятиях Краснодарского края эксплуатируются около 25 тыс. силовых трансформаторов разны уровней напряжения, из них более 6 тысяч в сельских сетях (рис. 1).

Рис. 1 - Структура сельских электрический сетей Краснодарского края В этой связи актуальной задачей является применение эффективных ) и экономически целесообразных мер по обеспечению качественного и бесперебойного электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.

Решению этой задачи посвящены работы многих научных коллективов: МГАУ, СПбГАУ, МЭИ (ТУ), ВИЭСХ, КубГАУ и ученых: И.А. Будзко, М.С. Левина, Т.Б. Лещинской, Н.М. Зуля, В.Ю. Гессена, А.Е. Мурадяна, |Ю.С. Железко, В.А. Воротницкого, В.В. Тропина и др. I Исследования показали, что изношенность оборудования и транс' форматоров вносят дополнительные потери при передаче электроэнергии, которые не учитываются современными методиками при расчете техноло-| гических потерь, и эти потери входят в состав коммерческих потерь, что I влияет в целом на тариф. Анализ тарифов на электроэнергию за последние 110 лет показал, что по Краснодарскому краю тарифы возросли: для населения в 8 раз, для сельскохозяйственных потребителей в 13,6 раз (рис. 2).

По приказу Минэнерго РФ от 30.12.2008 № 326 «Об организации в Министерстве энергетики РФ работы по утверждению нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям» в качестве потерь XX СТ можно применять реальные потери, инструментально подтвержденные. Для этого необходим автономный источник с высокими показателями качества электрической энергии.

При выполнении ряда работ по техническому обслуживанию электрических распределительных сетей агропромышленного комплекса требуется применение электрифицированного инструмента. Эти работы выпол-

225шт 4 600км

□ ТП(РЛ)-10(6)кВ ШВЛ(КЛ) 10(6)кВ ШВЛ(КЛ)-0.4кВ О П/С-35/бкВ

19шт

няются, как правило, на обесточенном электрооборудовании, поэтому также необходимо применять автономные источники электроэнергии.

ю >

а. S 3

I-

и

1 2

S

О

С 1

------------- ----------- у = 0.3 ¡34х . 72S78 --------- : 2398х - 479.39 = 0.9806

К'

= 0 1 675х ■ 334,7?

1 ; (Г = 0.S 829

Рис. 2 - Изменение та-

1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 рифов НаЭЛеКТрОЭНер-

годы

-гор население -сельское хоз-во -Линейный (с. население)

-с население

-Линейный (гор. население) -Линейный (сельское хоз-во)

гию за последние 10 лет по Краснодарскому краю (руб../ кВт - час)

Автономные источники электрической энергии с экономической точ-j ки зрения должны быть конструктивно простыми и надёжными в 3Kcrmyai тации. Создание электрических генераторов, наиболее полно адаптирован-1 ных к различному роду потребителей, является актуальной задачей сель-J ской энергетики. АГ наиболее перспективны для этих целей.

Большой вклад по исследованию и применению АГ для систем автон номного электропитания потребителей внесли: Иванов A.A., Зубков Ю.Д.,! Фришман B.C., Торопцев Н.Д., Кицис С.И., Алиев И.И., Балагуров B.A..J Григораш О.В., Джендубаев З.Р., Богатырев Н.И. и другие ученые.

На внешнюю характеристику АГ оказывает влияние не только реак-J ция магнитодвижущей силы от тока нагрузки, но параметры статорной об-1

I

мотки. Современные методы формирования статорных обмоток позволяют] создавать новые варианты схем обмоток с изменяющимися параметрам^ при нагрузке. Эти исследования опубликованы в работах Ванурина B.H.J Богатырева Н.И., Вронского О.В., Оськиной A.C. и других авторов.

К нерешенным проблемам относится то, что в известных работах нет исследовано влияние параметров обмотки статора на гармонический состав| выходного напряжения и не показана возможность применения известны^ источников для проведения испытаний CT, в частности, по определении^ потерь XX, которые вносят существенный вклад в технологические потери.

10 I

Во второй главе проведены теоретические исследования для обоснования необходимых параметров статорных обмоток АГ. При исследовании АГ сделаны общепринятые для асинхронных машин (AM) допущения.

При моделировании электромагнитные величины представлены в виде обобщённых пространственных векторов, проекции которых на оси фазных обмоток в любой момент времени равны мгновенным значениям фазных величин, представляемых этим вектором. Так, если ток в каждой фазе представить вектором (¿,, [„, 1С) модуль которого равен мгновенному значению фазного тока (ia, /,„ ic), а направление совпадает с осью обмотки, и сложить эти векторы, то получим пространственный вектор тока (3/2)/. Его модуль будет в 3/2 раза больше модуля вектора тока /, проекции которого на оси фазных обмоток равны мгновенным значениям ia, ie, ic (рис. 3).

ß\ Ось а /

i Рис. 3 - К определению обобщенно-

/\ го вектора тока.

\/ "' V- l= -jda + ak + a2ic). (a = ё1тП - one-

iy^ 3

/ + ратор поворота на 120°).

Ось с^^O.I. b

Обобщённый вектор трёхфазных синусоидальных токов

2/ 2/ / = у -j^Jsin cot + (sin öi -120° )a + (sin cot +120° )a2 ] = jy[sinft)i +

+sinütfcosl20° -ö-cos®/sin 120° a +sm<y/cosl20° ■a2 +cosüJ/sinl20°ö2]=

= -Je10"-]е^')=1те10".

2 J J

По аналогии МДС фазных обмоток при их пропорциональности току: Fa = Fml,srncot, Fh = Fhm sin(<yi -120°); Fc = Fansm{cot + 120°), (2) где Fam, F/,„, и Fcm - амплитуды МДС на оси фазных обмоток. Обобщённый вектор МДС трёхфазной статорной обмотки F= Ртёш - как и обобщённый вектор тока, вращается с угловой скоростью со.

Fh„ = Fam + Fte,cosl 20° + F„ cos 240" = -Fbm (1 + i) - Fm (1 + i)= | Fam, (3)

В векторной форме МДС трёхфазной обмотки £, =1,5/■,,„&'"".

Получено общее потокосцепление статора и ротора, соответствующее режиму протекания токов по обмоткам статора и ротора:

(4)

Аналогичное выражение справедливо и для потокосцепления ротора. Для ротора угол у будет отрицательным, так как по отношению к статору этот угол отсчитывается в обратном направлении:

= ^22 + ^21 = + М1\е~П- (5)

Показано, что потокосцепления статора и ротора с учетом всех токов и независимо от выбранной системы координат запишутся в виде:

(6)

Векторную сумму токов статора и ротора образует результирующий ток - ток намагничивания /,„ и потокосцепления статора и ротора можно представить через основной магнитный поток и через потоки рассеяния: 1т = М([1+[2) = М1/,-, = ^=¿2^-2 в виде: Ы = ¿,/, + М[2 =(Ца +М)[1 + М[2 = + М1/1 = ^ = М1Л +12[2 + М){2 +М{Х = +

Переходя от потокосцеплений к току намагничивания, получены уравнения напряжений в векторной форме для статора и ротора.

Уравнение напряжения для ротора в неподвижной системе координат <1ц/ с1в ¿ц/

и2 =12к2 (8)

Ш М —2 М —2

где <х>г = с1вШ - текущая угловая скорость ротора. Векторную сумму токов статора и ротора образует ток намагничивания /„, и потокосцепления статора и ротора можно представить через основной магнитный поток и через потоки рассеяния:

Переход от системы координат ху к неподвижной системе координат ф привел к системе уравнений для АМ:

¿У сИ сИ

и. = /,Л + = /, Я + —+ А-/ —

л 1 ж а (9)

—2 = ¿2^2 + = Ь^ + -^~]й)2Ьаг[г -]0)1М[/1.

Для двухполюсной асинхронной машины со/ = со = 2гпоэтому:

. © й>, ■ (10>

о = / А + ](0Ьа21_г + )Ш1 - щЬ^и — - —

(О со

В окончательном виде математическая модель асинхронной машины: "¿/, = ¿А +}а>М1№\

о = /;д;+/2(1 -+- %

(П)

Имея в виду, что 1 - со ¡/со = я - скольжение ротора, получаем:

■ л; • ■

Вектор напряжения ¿7, для режима АГ с самовозбуждением заменяется напряжением на конденсаторах возбуждения Ц_с .

Реальные АМ характеризуются определённой степенью насыщения магнитной цепи, неравномерным воздушным зазором; их статорные обмотки состоят из катушечных групп с числом катушек q = 2/2рт {2- число пазов статора), а токи создают МДС из множества гармоник V, среди которых V = р является основной гармоникой.

Для АМ с \vko6 эффективными витками на фазу (к,,,-, - обмоточный коэффициент) т фазной статорной обмотки и с и>2каг,2 эффективными витками на фазу т2 = фазной роторной обмотки (22 - число пазов ротора, = 0,5, ков2 = кС2 - обмотчный коэффициент он же коэффициент скоса пазов ротора) приведённые величины роторной обмотки:

/, = /2 / Е2 = = Щк; х2 = х2к, (13)

где к, = mwkc6 /т^м&абг - коэффициент приведения тока; Е2 - ЭДС неподвижного ротора; ке = wkur, /w2ko62 - коэффициент приведения ЭДС; к = к, ■ ке = mw2 ¡Ш}\\}2 к\л - коэффициент приведения сопротивления.

Поиску рациональных схем статорных обмоток с переменными параметрами способствуют современные методы их формирования. Согласно наиболее универсальному - матричному методу фазные зоны статора, количество которых соответствует определённому числу пар полюсов трёхфазной обмотки, и симметричная трёхфазная сеть представляется в виде матриц. Используя этот метод формирования обмоток, нами разработано и запатентовано несколько статорных обмоток для АГ.

Одним из критериев для выбора габарита АГ служит индуктивное сопротивление роторной обмотки, оказывающее существенное размагничивающее действие на генератор при нагрузке. Сравнение АГ на базе двух асинхронных двигателей показало, что степень размагничивания тока ротора генератора на базе АИР112М2 в 3,24 раза меньше, чем на базе АИР100Ь2. Практически на такую величину будет изменяться и падение напряжения при загрузке асинхронного генератора.

Рассмотрено влияние высших гармоник на энергетические показатели АГ. При этом дополнительные потери в роторной обмотке от гармоники v ~ 5 составляют 8,2 Вт, а дополнительное тормозное действие моментов от высших гармоник в генераторах практически не проявляется.

В третьей главе даны результаты расчета АГ, приведена методика и результаты испытаний генератора с модулированной статорной обмоткой.

Экспериментальный образец АГ выполнен на базе АИР112М2 по следующим расчетным данным. Число пазов - 36. Число витков на фазу 132. В катушке 11 витков. Катушки (w 12) с током /.¡„ + 1А выполнены из двух параллельных проводников, а катушки wS! с током 1а + из одного провода. В пазу N = 33 проводников диаметром 1,29 мм. Сечение провода 1,09 мм2. Сопротивление частей обмотки: Rst = 0,89 Ом; Rn~ 0,445 Ом.

Рис. 4 - Схема соединений фаз обмотки и направление токов в обмотке при нагрузке и разном включении конденсаторов возбуждения

При включении конденсаторов на выводы «В», а нагрузки на выводы «Н» радиус основной гармоники МДС (кы> ~ 0,9235), полярный момент инерции пазовых точек диаграммы Гёргеса и значение коэффициента дифференциального рассеяния от тока возбуждения:

а 72-0,9235 Г)о=4-1=1адЗЗ-1 = 0,00307.

" 2 яр 2-3,1416.1 R] 10,5825

Rj =[2(72 + 52 - 2.7-5.cosl20°) + 2(92 + 32 -2-9-3-cosl20°) +

+2( 102 +12 - 2 • 10 • 1 • cos 120°)] / 6 = 112,3333;

От тока нагрузки на выводах «Н» (коб = 0,676):

= _^72^676^ Гуо=4_1 = 603333 _] =

' 2 яр 2-3,1416-1 00 R] 7,7464

R] =[2(52 + 42 -2-5-4-cosl20°) + 2(72 +12 -2-7-1 -cosl20°) +

+2(62 +32 - 2-6-3-cosl20° )]/6 = (122+ 114+126)/6 = 60,3333;

Амплитуда основной и относительные амплитуды первых высших гармоник МДС обмотки от тока возбуждения и от тока нагрузки определены и показаны на рисунке 5. Испытания АГ проведены на исследовательском стенде с приводом от ДПТ (рис. 6). Для стабилизации частоты вращения применена схема автоматического управления. При испытаниях емкость конденсаторов С1 - СЗ изменялась от 32 до 60 мкФ с интервалом 4

мкФ. Характеристика XX АГ предоставлена на рисунке 7. Из рисунка следует, что напряжение XX АГ изменяется от 320 до 420 Вив дальнейшем применяется для исследования СТ. Внешние характеристики АГ получены при различных емкостях конденсаторов возбуждения (рис.8). Для емкости возбуждения 60 мкФ показана зависимость изменения тока в частях обмотки треугольника в зависимости от нагрузки (рис. 9).

При испытании силовых трансформаторов применение синхронных генераторов малой мощности совместно с автотрансформатором или индукционным регулятором не обеспечивает требуемой симметрии регулируемого напряжения. Это связано с тем, что крайние стержни магнитопро-вода силовых трансформаторов имеют поля рассеивания больше чем центральный стержень. Поэтому они имеют разные токи намагничивания, и это приводит к не симметрии маломощного синхронного генератора.

Разработанная нами методика предусматривает в качестве регулируемого источника для испытания СТ применять АГ специальной конструкции с емкостным регулированием напряжения без дополнительных ав-

тотрансформаторов и индукционных регуляторов. Функциональная схема разработанного нами автономного источника приведена на рисунке 10.

j Конденсаторы возбуждения

[ Двул

Даулучево/ ооцилпогрзф

Рис. 6 - Схема испытаний и общий вид лабораторной установки для испытаний АГ. На схеме Rh - активная нагрузка; LD - индуктивная нагрузка; К, и К2 - измерительные комплекты в цепи возбуждения АГ и в цепи нагрузки; TAI и ТА2 трансформаторы тока в плечах обмотки статора; AI и А2 амперметры для измерения составляющих тока в плечах обмотки статора; Hz - частотомер.

£ с

420 3 60:420^

5 . 7

Рис. 7 - Характеристика холостого хода АГ и = /(С) при включении конденсаторов возбуждения по схеме «Д» на выводы «В» и изменении емкости конденсаторов от 32 до 60 мкФ на фазу.

Источник имеет регулируемое выходное напряжение (рис. 7) для испытания СТ в полевых условиях. Коммутация конденсаторов происходит при переходе напряжения через «0», поэтому нет бросков напряжения, что важно при испытаниях силовых трансформаторов.

•156/

(__.

|напряжёние ищи/ 2

Емкость : возбуждения

зь зав f

зьзге- q

Положение переключателя sb

:>с 40

;

-1.

; < > 1 м ; г г

3 1 1 -

.... |

!

;

>

:

Рис. 8 - Внешние характеристики АГ при различных значениях емкости возбуждения и при включении нагрузки на выводы низкого напряжения «Н» (I - 60 мкФ, 2-56 мкФ, 3-52 мкФ, 4 -48 мкФ, 5-44 мкФ)

1чаг,; 25

............\..... ........ ..... 4~ т!.......

1—\ - . ------ тг У т

.......... И ч 1 -4 ! 1. ! . 4- —

т !! <33.

...... 41 £ ■ е I < •-Т-Г-

.........-'С ■г-; : 1 1 1 ! 1

! ; 1 . 1 , 1 ! ; 1 11 1 ,

Рис. 9 - Характер изменения тока нагрузки и тока в частях обмотки треугольника при емкости возбуждения 60 мкФ

1000 20С0 3000 4000 5-300 СОСО 7000

Рис. 10 - Схема функциональная автономного источника а), блок управления б). АО - асинхронный генератор новой конструкции

В результате испытания XX СТ типа ТС - 160 мощностью 160 кВА реальные потери XX составили 1050 Вт при паспортном значении 590 Вт.

В четвертой главе выполнены расчёты экономической эффективности. В результате внедрения оборудования и методики учета фактических потерь холостого хода трансформаторов можно в перспективе остановить рост, а потом и снизить тарифы на отпускаемую электроэнергию на 2,8 %. На основе полученной закономерности роста цен на электроэнергию за последние 10 лет и учитывая возможность снижения заявляемого тарифа электросбытовой компанией установлено, что к 2012 году можно будет уменьшить стоимость отпускаемой электроэнергии за 1 кВтч для различных потребителей в следующих интервалах: для городского населения - с 3,15 руб. до 3,06 руб.; сельского - с 2,2 руб. до 2,14 руб.; для сельскохозяйственных потребителей - с 4,25 руб. до 4,13 руб.

Основные выводы по работе.

1. Необходимая мощность автономного источника для замера потерь холостого хода силовых трансформаторов составляет не менее 4 кВт, пределы регулирования напряжения 320 - 420 В, при не симметрии линейных напряжения не более 3%. Обосновано преимущество для этих целей асинхронных генераторов с симметричным короткозамкнутым ротором и соединением обмотки статора «¿1» в отличии от синхронных генераторов, в отсутствии нечетных гармоник и возможности регулирования выходного напряжения посредством конденсаторов возбуждения.

2. На основании обобщенных пространственных векторов описаны электромагнитные параметры асинхронного генератора в неподвижной относительно обмотки статора системе координат а и /3, позволившие получить математическую модель асинхронного генератора в составе автономного источника питания. Полученная система уравнений и схема замещения позволяет анализировать электромагнитные процессы, происходящие в обмотках статора и ротора АГ при переменной нагрузке.

3. На базе матричного метода получены рациональные схемы двухслойных обмоток с переменными параметрами для двух и четырёхполюс-ных асинхронных генераторов на частоту тока 50 Гц при частоте вращения

приводного двигателя 3000 и 1500 об/мин. При обмоточном коэффициенте к0с, = 0,9235, коэффициент дифференциального рассеяния от тока возбуждения составляет гй0 = 0,00307, от тока нагрузки коэффициент дифференциального рассеяния возрастает до ха = 0,00544 при коб = 0,676. По сравнению с типовыми обмотками это на порядок ниже.

4. На основании гармонического анализа, разработана методика построения новых схем обмоток статора, позволяющая рассчитывать гармонический состав выходного напряжения на стадии проектирования обмоток. Так относительные амплитуды пятой гармоники от тока возбуждения разработанной обмотки не превышают 1,5 %, а от тока нагрузки - 3,2 %.

5. Получено экспериментальное подтверждение снижения тока практически в два раза в части обмотки при увеличении нагрузки, поэтому эту часть обмотки выполняют проводом меньшего сечения. При различных емкостях возбуждения и нагрузке от 3 до 6 кВт КПД асинхронного генератора находится на уровне 83 - 84 %, что соответствует КПД асинхронного двигателя соизмеримой мощности. Несовпадение с расчетными данными составляет около 3,7 %.

6. Исследованы реальные потери холостого хода силовых трансформаторов 1966 года выпуска мощностью 160 кВА, которые составили 1050 Вт при паспортном значении 590 Вт. Показана возможность использовать асинхронные генераторы с регулируемым выходным напряжением для исследования силовых трансформаторов.

7. В результате внедрения оборудования и методики учета фактических потерь холостого хода трансформаторов на основе полученной закономерности роста цен на электроэнергию за последние 10 лет и учитывая возможность снижения заявляемого тарифа сетевой компанией установлено, что к 2012 году можно будет снизить стоимость отпускаемой электроэнергии за 1 кВт-ч для различных потребителей в следующих интервалах: для городского населения - с 3,15 руб. до 3,06 руб.; сельского - с 2,2 руб. д 2,14 руб.; для сельскохозяйственных потребителей - с 4,25 руб. до 4,13 руб.

Основные положения диссертации опубликованы: в изданиях рекомендованных ВАК

1. Екименко, П.П. Энергосберегающий источник питания с асинхронными генераторами [Текст] / Н.И. Богатырёв, A.C. Оськина, П.П. Екименко // Промышленная энергетика. - 2006. - № 12. - С. 4 - 6.

2. Анализ и синтез параметров обмоток асинхронного генератора [Текст] / Н.И. Богатырев, П.П. Екименко, A.B. Синицын и др. // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. - 2007. - №8. - С. 33 - 35.

3. Выбор конденсаторов для возбуждения асинхронных генераторов с частотой тока 50/200/400 Гц / Н.И. Богатырев, П.П. Екименко и др. // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. - 2008. - №1. - С. 22 - 23.

4. Екименко, П.П. Обоснование рациональной схемы обмотки асинхронного генератора на частоту тока 200 Гц / Н.И. Богатырев, П.П. Екименко, Я.А. Ильченко // Тр. / Куб. ГАУ; Сер.: Агроинженер; Вып. № 1,-Краснодар, 2008. ~C.il- 40.

5. Асинхронные генераторы для систем автономного электроснабжения. Часть 1. Обоснование параметров асинхронного генератора / Н.И. Богатырев, Екименко П.П. и др. // Научный журнал КубГАУ [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2010. - №05(59). - Шифр: 04201000012/0095. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2010/05/26/p26.asp.

6. Асинхронные генераторы для систем автономного электроснабжения. Часть 2. Базовая теория формирования статорных обмоток асинхронных генераторов и методы расчета обмоток / Н.И. Богатырев, В.Н. Вану-рин, Екименко П.П. и др. // Научный журнал КубГАУ [Электрон, ресурс]. -Краснодар: КубГАУ, 2010. - №06(60). - Шифр: 04201000012 /0116. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru /2010/06/31/рЗ 1 .asp.

7. Пат. RU 2241921, МКП F 25 В 11/00 Автономное устройство для утилизации энергии газа [Текст] / Богатырев Н.И., Вронский О.В., Екименко П.П. и др. (РФ) заявитель и патентообладатель КубГАУ. - № 2003110275/06; Заявл. 09.04.03; Опубл. 10.12.04; Бюл. № 34. - 6 е.: ил.

8. Пат. RU 2248082, МПК Н 02 К 17/14, 3/28 Статорная обмотка двух-частотного асинхронного генератора [Текст] / Богатырев Н.И., Ванурин В.Н., Екименко П.П. и др. (РФ) заявитель и патентообладатель КубГАУ. -№ 2003126793/11; Заявл. 01.09.03; Опубл. 10.03.05; Бюл. №7.-7 с.

9. Пат. RU 2248083, МПК Н 02 К 17/14, 3/28 Статорная обмотка двух-частотного асинхронного генератора [Текст] / Богатырев Н.И., Ванурин В.Н., Григораш О.В., Екименко П.П., Силяева Н.В., Чубукин Д.С. (РФ) заявитель и патентообладатель КубГАУ. - № 2003126833/11; Заявл. 01.09.03; Опубл. 10.03.05; Бюл. № 7. - 6 с.

10. Пат. RU 2252475, МПК Н 02 К 17/14, 3/28 Статорная обмотка трехфазного электродвигателя [Текст] / Богатырев Н.И., Ванурин В.Н., Еки-менко П.П. и др. (РФ) заявитель и патентообладатель КубГАУ. - № 2003121670/11; Заявл. 14.07.03; Опубл. 20.05.05; Бюл. № 14. -5 е.: ил.

11. Пат. RU 2281524, МПК G 01 R 31/34. Электрифицированный стенд для исследования электрических машин [Текст] / Богатырев Н.И., Креймер A.C., Екименко П.П. и др. (РФ) заявитель и патентообладатель КубГАУ. -№ 2002123027/28; Заявл. 27.08.02; Опубл. 10.08.06; Бюл. № 22. - 6 е.: ил.

12. Пат. 2366073, МПК Н02Р 9/46 Стабилизатор напряжения асинхронных генераторов для автономных источников, ветроэнергетических установок, малых гидростанций [Текст] / Богатырев Н.И., Екименко П.П., Сте-пура Ю.П. и др. заявитель и патентообладатель КубГАУ. - № 2007140615/09; Заявл. 01.11.07; Опубл. 27.08.09; Бюл. № 24. - 5 с.

Публикации в других изданиях:

13. Екименко, П.П. Регулятор частоты электроэнергетической установки Е.А. Зайцев, П. П. Екименко // Энергосберегающие технологии и процессы в АПК: материалы науч. - техн. конф. - Краснодар, 2002. - С. 81 - 83.

14. Генератор переменного и постоянного тока / О.В. Вронский. П.П. Екименко, Н.В. Силяева и др. // Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе: сб. науч. тр. 2-й Рос. науч. - практ. конф. Т. 1. - Ставрополь, - 2003. - С. 86 - 87.

15. Екименко, П.П. Многофункциональная обмотка асинхронного генератора / Н.И. Богатырев, Н.В. Силяева, П.П. Екименко // Основы достижения устойчивого развития сел. хоз-ва: материалы междунар. науч.-практ. конф., поев. 60-летию образования Волгогр. гос. с.-х. акад. - Волгоград, 2004.-С. 49-53.

16. Екименко, П.П. Асинхронный генератор в режиме нагрузочного устройства [Текст] / Н.И. Богатырев, П.П. Екименко и др. // Энергосберегающие технологии, оборудование и источники электропитания для АПК. -(Тр. / Куб. гос. аграр. ун-т; Вып. 422(150). - Краснодар, 2005. - С. 81 - 90).

17. Екименко, П.П. Энергосберегающие источники с асинхронными генераторами [Текст] / A.B. Синицын, П.П. Екименко, Н.И. Богатырев // Высокие технологии энергосбережения: тр. междунар. школы - конф. - Воронеж, 2005.-С. 82- 83.

18. Методика определения электромеханических характеристик асинхронного генератора [Текст] / Н.И. Богатырев, П.П. Екименко, A.C. Оськи-на и др. // Электротехнологии и электрооборудование в с.-х. пр-ве: сб. науч.- тр. АЧГАА. Т. 2. - Зерноград, 2005. - С.93 - 97.

19. Екименко, П.П. Многофункциональный источник переменного и постоянного тока [Текст] / Н.И. Богатырев, П.П. Екименко, A.B. Синицын II Электротехнологии и электрооборудование в с.-х. np-ве: сб. науч. тр. АЧГАА. Т. 2. - Зерноград, 2005. - С. 97 - 100.

20. Екименко, П.П. Автономный источник переменного и постоянного тока [Текст] / П.П. Екименко, A.C. Оськина и др. // Энергосберегающие технологии, оборудование и источники электропитания для АПК. - (Тр. / Куб. гос. аграр. ун-т; Вып. 422(150). - Краснодар, 2005. - С. 91 - 97).

21. Екименко, П.П. Схема статорной обмотки генератора повышенной частоты тока [Текст] / В.Н. Ванурин, Н.И. Богатырёв, П.П. Екименко. // Новые технологии и технические средства в животноводстве: разработка, испытание, эффективность. - Зерноград: - 2006. - С. 179- 183.

22. Екименко, П.П. Методика исследования асинхронных и синхронных генераторов [Текст] / Н.И. Богатырев, A.C. Оськина, П.П. Екименко // Новые технологии в сел. хоз-ве и пищевой пром-сти с использованием электрофизических факторов и озона: сб. науч. тр. по материалам Междунар. науч.- практ. конф. - Ставрополь, 2006. - С. 113-116.

23. Екименко, П.П. Статорные обмотки асинхронных генераторов и многофункциональных машин [Текст]: пауч.-метод. изд. / Н.И. Богатырев, В.Н. Ванурин, П.П. Екименко - Краснодар, 2006. - 67 с.

24. Екименко, П.П. Методика исследований параметров обмоток асинхронных генераторов [Текст] / Н.И. Богатырев, П.П. Екименко, В.Н. Ванурин // Энергосберегающие технологии: Тр. междунар. науч. - практ. конф. - Волгоград, 2007. - С. 46 - 51.

25. Екименко, П.П. Методика формирования рациональных обмоток асинхронных генераторов [Текст] / Н.И. Богатырев, П.П. Екименко, A.C. Оськина [Текст] // Энерго- и ресурсосберегающие технологии и установки: материалы 5-й Всерос. науч. конф. «ВРНК» Т. 1. - Краснодар, КВАИ, 2007. -С. 149- 152.

26. Екименко, П.П. Рациональные схемы обмоток асинхронных генераторов [Текст] / Н.И. Богатырев, В.Н. Ванурин, П.П. Екименко // Физико-технические проблемы создания новых технологий в АПК: сб. науч. тр. по материалам 4-й Рос. науч.- практ. конф. - Ставрополь, 2007. - С. 67 - 74.

27. Екименко, П.П. Перспективы городских муниципальных сетей в рамках ОАО «НЭСК - электросети» по повышению надежности и эффективности энергетического производства / П.П. Екименко // Пути повышения надежности и безопасности энергетического производства: материалы 11 Всерос. науч. - техн. конф. - Дивноморск, 2008. - С. 46 - 55.

28. Статорные обмотки асинхронных генераторов [Текст] / В.Н. Ванурин, Н.И. Богатырев, П.П. Екименко и др. // Инновационные технологии и

технические средства в живот-ве: сб. науч. тр. ВНИПТИМЭСХ - Зерно-град, 2008. - С. 252 - 262.

29. Екименко, П.П. Методика исследования асинхронного генератора и математическая обработка результатов [Текст] / Н.И. Богатырев, П.П. Екименко, Я.А. Ильченко // Физико - технические проблемы создания новых экологически чистых технологий в АПК: сб. науч. тр. по материалам V Рос. науч.- практ. конф. г. Ставрополь, 2009. - С. 20 - 25.

30. Екименко, П.П. Основные факторы, влияющие на надежность и ресурс работы распределительных силовых трансформаторов и меры, предпринимаемые персоналом ОАО «НЭСК - электросети» по их снижению / П.П. Екименко // Пути повышения надежности и безопасности энергетического производства: материалы 12 Всерос. науч. - техн. конф. - Дивно-морск, 2009. - С. 23 - 33.

31. Екименко П.П. Итоги эксплуатации городских электрических сетей филиалами ОАО «НЭСК - электросети» в 2009 году. Задачи по эффективному и надежному электроснабжению городских муниципальных образований края на 2010 год / П.П. Екименко // Пути повышения надежности и безопасности энергетического производства: материалы 13 Всерос. науч. -техн. конф. - Дивноморск, 2010. - С. 16-22.

32. Элементы систем автономного электроснабжения мобильных электротехнологических процессов в АПК [Текст] / Н.И. Богатырев, П.П. Екименко, Я, А. Ильченко, Н.С. Баракин // Новые технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности с использованием электрофизических факторов и озона: Сб. науч. тр. по материалам всеросс. науч.- практ. конф. -Ставрополь, 2010. - С. 3 - 10.

33. Екименко П.П. Методика измерения потерь холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях [Текст] / П.П. Екименко // Новые технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности с использованием электрофизических факторов и озона: Сб. науч. тр. по материалам всеросс. науч.- практ. конф. - Ставрополь, 2010. - С. 30 - 36.

Подписано в печать 13.10.2010 Бумага офсетная Печ. л. 1. Тираж 100 экз.

Формат 60x84 '/16 Печать офсетная Заказ № 730 .

Отпечатано в типографии КубГАУ, 350044, Краснодар, Калинина, 13

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Анализ потерь в электрических сетях и влияние их на тарифы электроэнергии.

1.2 Влияние временных факторов на изменение потерь холостого хода силовых трансформаторов.

1.3 Особенности регламента проводимых работ при эксплуатации сельских электрических сетей.

1.4 Существующие источники питания для диагностики и ремонта электрооборудования сельских электрических сетей.

1.5 Выводы и задачи исследований.

2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И ПАРАМЕТРЫ АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА.

2.1 Математическая модель асинхронного генератора.

2.2 Магнитодвижущая сила и параметры асинхронной машины.

2.3 Базовая теория формирования статорных обмоток асинхронных генераторов и методы расчета.

3 МЕТОДИКА И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ИСПЫТАНИЙ АСИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ.

3.1 Расчет асинхронного генератора с модулированной обмоткой.

3.2 Электрифицированный стенд для исследования асинхронных генераторов.

3.3 Методика исследования асинхронного генератора.

3.4 Методика электромагнитных испытаний силовых трансформаторов в полевых условиях и требования к автономному источнику.

3.4. 1 Общие требования.

3.4. 2 Методика электромагнитных испытания силовых трансформаторов в полевых условиях.

3.5 Разработка источника для электромагнитных испытаний силовых трансформаторов в полевых условиях.

4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И МЕТОДИКИ УЧЕТА ФАКТИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ХОЛОСТОГО ХОДА СЕЛЬСКИХ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ

ТРАНСФОРМАТОРОВ.

В концепции развития сельской электрификации намечена широкая программа работ по надежному и качественному электроснабжению производственных предприятий и населенных пунктов в сельской местности. Электроснабжение потребителей в сельской местности имеет свои особенности по сравнению с электроснабжением промышленности и городов. Главная из них — доставить электроэнергию к огромному числу маломощных объектов, рассредоточенных по всей территории РФ. В результате протяженность сельских распределительных сетей (в расчете на единицу мощности потребителя) в десятки раз превышает эту величину, нежели в других отраслях экономики.

В настоящее время происходит строительство новых и реконструкция существующих мясомолочных перерабатывающих комплексов, зернохранилищ, предприятий по переработке фруктов и овощей. При этом рост энергопотребления по стране и в сельском хозяйстве Краснодарского края составляет 5 -6% в год. Поэтому актуальной задачей является применение эффективных и экономически целесообразных мер по обеспечению бесперебойного-и надежного электроснабжения сельскохозяйственных потребителей с минимальными потерями и надлежащего качества в соответствии с ГОСТ-13109-97.

Вопросам повышения надежности и эффективности электроснабжения сельского хозяйства посвящены работы многих научных коллективов: МГАУ, СПбГАУ, МЭИ (ТУ), ВИЭСХ, КубГАУ и ученых: И.А. Будзко, М.С. Левина, Т.Б. Лещинской, Н.М. Зуля, А.Е. Мурадяна, Ю.С. Железко, В.В. Тропина и др.

Подавляющая часть основных фондов электросетевого комплекса сельскохозяйственного назначения была построена в 60-70 годы прошлого века. Износ основных фондов в зависимости от регионов составляет от 55% до 75%. Более 50% линий электропередачи, напряжением 35 кВ и выше проработали свыше 25 лет, около 40%-более 30 лет, 50% распределительных сетей 0.4-10 кВ проработали сверх нормативных сроков.

Изношенность оборудования и трансформаторов приводит к частым аварийным отключениям с.-х. потребителей. Исследования, проведенные в МГАУ им. В.П. Горячкина, показали, что величину удельного ущерба рекомендуется оценивать, исходя из компенсации ущерба, нанесённого потребителям от аварийных отключений электроэнергии. При этом величина компенсации за недо-отпущенную электроэнергию равна 40 - 100 руб./кВт-ч. В птицеводстве удельный ущерб возрастает при увеличении числа часов перерыва электроснабжения и колеблется в интервале от 1804 до 3330 руб./кВт-ч.

В энергетических компаниях и предприятиях Краснодарского края эксплуатируются около 25 тыс. силовых трансформаторов разных уровней напряжения. Большое количество трансформаторов имеют длительный срок службы. Около 70% трансформаторов эксплуатируются 20 лет и более, 30% -30 лет и более. В эксплуатации находятся трансформаторы, проработавшие 40 и 50 лет.

Изношенность оборудования и трансформаторов вносят дополнительные потери при передаче электроэнергии, которые не учитываются современными методиками при расчете технологических потерь и эти потери входят в состав коммерческих потерь, что влияет, в конечном счете, на тариф.

В этой связи актуальной задачей является своевременное проведение технического обслуживания, капитальных ремонтов, освидетельствование существующего оборудования и распределительных сетей, а также новом строительстве, реконструкции и модернизации сетевого комплекса в целом на основе последних достижений и новаций в электротехнической промышленности.

Важнейшими критериями здесь являются энергоэффективность, экономичность и универсальность применяемого оборудования и материалов, а также надежность, безопасность и доступность при эксплуатации. Все эти требования необходимы для решения одной главной задачи - повышения надежности и экономичности электроснабжения сельскохозяйственного производства.

При выполнении ряда работ по техническому обслуживанию электрических распределительных сетей агропромышленного комплекса требуется применение электрифицированного инструмента. Это отрезные и шлифовальные машинки, гайковерты, шуруповерты, дрели, сварочные аппараты, трубогибы и т.п. Необходимо при этом отметить, что все эти работы на основании «Правил охраны труда при эксплуатации электроустановок» (ПОТ Р М-016-2001 РД 15334.0-03.150-00) выполняются, как правило, на обесточенном электрооборудовании и, учитывая специфику сельских сетей - их протяженность и рассредото-ченность, приходится применять автономные источники электроэнергии.

Кроме этого, регламент технического обслуживания предполагает в обязательном порядке проведение профилактических испытаний электрооборудования и инструментальный контроль целого ряда нормативных характеристик. Для решения этой задачи служат передвижные электротехнические лаборатории, укомплектованные синхронными генераторами с приводом от вала отбора мощности или отдельными электростанциями различной мощности.

Автономные источники электрической энергии с экономической точки зрения должны быть конструктивно простыми и надёжными в эксплуатации. Создание электрических генераторов, наиболее полно адаптированных к различному роду потребителей, является актуальной задачей сельской энергетики.

Самыми массовыми электрическими машинами являются асинхронные двигатели (АД) с короткозамкнутым ротором. Обратимость электрических машин позволяет на основе АД создавать наиболее простые по конструктивному исполнению генераторы автономных электростанций. Асинхронные генераторы характеризуются малой удельной массой, малыми габаритами, отсутствием скользящих контактов, прочностью ротора, низкой рыночной стоимостью.

Факторы, сдерживающие широкое применение асинхронных генераторов (АГ) в качестве преобразователей энергии, обусловлены необходимостью регулирования тока возбуждения, и большей мере при наличии в токе нагрузки реактивной составляющей, размагничивающей генератор. В некоторых случаях эти факторы устранимы путём использования приёмников электрической энергии с подключенными к ним индивидуальными конденсаторами.

Большой вклад по исследованию и применению АГ для систем автономного электропитания потребителей внесли: Иванов A.A., Зубков Ю.Д., Фриш-ман B.C., Торопцев Н.Д., Кицис С.И., Алиев И.И., Балагуров В.А., Григораш О.В., Джендубаев З.Р., Богатырев Н.И. и другие ученые.

На внешнюю характеристику АГ оказывает влияние не только реакция магнитодвижущей силы (МДС) от тока нагрузки, но и степень насыщения магнитной цепи, а также параметры статорной обмотки. Увеличение насыщения магнитной цепи сверх определённого значения вызывает в большей степени рост намагничивающего тока, что не всегда положительно сказывается на мощности генератора, особенно с многополюсной статорной обмоткой, целесообразность применения которой в генераторах обусловлена приемлемой частотой вращения приводного двигателя без мультипликатора.

Степень влияния параметров статорной обмотки, прежде всего, составляющей индуктивного сопротивления от потоков дифференциального рассеяния на внешнюю характеристику генератора определяют схемные признаки межфазных и внутрифазных соединений обмотки. Современные методы формирования схем статорных обмоток асинхронных машин и возможное их дальнейшее совершенствование применительно к асинхронным генераторам позволяет создавать рациональные варианты схем обмоток с изменяющимися параметрами при нагрузке. Эти исследования опубликованы в работах Ванурина В.Н., Богатырева Н.И., Вронского О.В., Креймера A.C. и других авторов.

Подробные результаты аналогичных исследований представлены в диссертации Оськиной A.C., где обоснованы специальные обмотки АГ на несколько уровней напряжения для питания электротехнологических установок в садах и виноградниках. В диссертации Синицына A.B. разработан источник на частоту тока 50 и 200 Гц для питания электроинструмента и электрооборудования мобильного электростригального пункта.

Не решенными проблемами, на наш взгляд является то, что в известных работах не исследовано влияние параметров обмотки статора на гармонический состав выходного напряжения и не показана возможность применения известных источников для проведения испытаний силовых трансформаторов, в частности по определению потерь холостого хода, которые вносят существенный вклад в технологические потери и, в конечном счете - на тариф электроэнергии.

Работа выполнена в соответствии с планами госбюджетных НИР Куб

ГАУ: 1. «Разработка и исследование энергосберегающих технологий, оборудования и источников электропитания для АПК» - № ГР 01.2001.13477. - 2001 — 2005 гг.; 2. «Теоретическое обоснование и практическая реализация энергосберегающего оборудования, электротехнологий и источников электроснабжения для снижения эксплуатационных затрат на производство и переработку сельскохозяйственной продукции» - ГР 01.2006.06851. - 2006 - 2010 гг.

Цель работы: разработка автономного источника питания с асинхронным генератором для замера потерь холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях с целью повышения экономичности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей и выполнения технического обслуживания электрооборудования в сельских электрических сетях.

Задачи исследования:

- определить закономерности изменения потерь энергии XX силовых трансформаторов и их взаимосвязь с тарифами на электроэнергию;

- установить требования к автономным источникам для исследования потерь холостого хода трансформаторов в полевых условиях;

- провести анализ свойств и характеристик статорных обмоток, установить их влияние на эксплуатационные показатели асинхронных генераторов и определить пути улучшения этих характеристик;

-теоретически обосновать и разработать новые схемы статорных обмоток и технические решения для формирования внешних характеристик асинхронных генераторов, улучшающие их эксплуатационные показатели;

- провести экспериментальные исследования новых асинхронных генераторов при различных нагрузках с целью определения их эксплуатационных характеристик и уточнения требований к источнику питания,

- обосновать параметры, разработать схему автономного источника питания с асинхронным генератором и провести его испытание;

- определить реальные потери холостого хода силовых трансформаторов с применением АГ в качестве автономного источника питания;

- провести технико-экономические расчеты при использовании нового автономного источника с асинхронным генератором для определения потерь холостого хода силовых трансформаторов.

Объект исследования — автономные источники питания, статорные обмотки АГ, схемы регулирования и стабилизации напряжения АГ, силовые трансформаторы сельских электрических сетей.

Предмет исследования - внешние и энергетические характеристики АГ, свойства статорных обмоток АГ и характеристики потерь холостого хода силовых трансформаторов сельских электрических сетей.

Методика исследования базируется на теории вынужденных электромагнитных колебаний, на матричной теории формирования схем статорных обмоток асинхронных машин, на гармоническом анализе МДС и оценке величины коэффициента дифференциального рассеяния обмоток по диаграммам Гёр-геса. Экспериментальная часть выполнена в специализированной лаборатории на кафедре электрических машин и электропривода Кубанского ГАУ с использованием специального стенда (выполнен по патенту РФ № 2281524).

Научную новизну работы составляет:

- методика расчета схем статорных обмоток асинхронных генераторов с конденсаторным возбуждением на основе гармонического анализа магнитодвижущих сил и диаграмм Гергеса;

- методика исследования потерь XX силовых трансформаторов с использованием автономного источника с асинхронным генератором;

- развитие метода пространственной и фазной модуляции применительно к МДС статорных обмоток асинхронных генераторов.

Практическую значимость работы составляют.

1. Зависимости потерь холостого хода трансформаторов, полученные в полевых условиях с применением автономного источника с асинхронным генератором и влияние этих потерь на тарифы электроэнергии.

2. Автономный источник регулируемого напряжения от 320 до 420 В для исследования потерь холостого хода силовых трансформаторов в полевых ус- 8 ловиях, а также для питания электроинструмента при техническом обслуживании трансформаторных подстанций.

3. Новые схемы статорных обмоток (пат. РФ № 2248082, 2248083, 2252475) и результаты их исследования по диаграммам Гёргеса.

4. Экспериментально полученные внешние характеристики асинхронных генераторов для автономных источников питания.

5. Результаты расчета обмоточных данных статорных обмоток асинхронных генераторов, которые могут применяться в производстве.

6. Новые технические решения для формирования внешних характеристик асинхронных генераторов (пат. РФ № 2241921, 2281524, 2366073).

7. Результаты технико-экономических расчетов при использовании нового автономного источника с асинхронным генератором для определения потерь холостого хода силовых трансформаторов и влияние этих потерь на тарифы электроэнергии.

Реализация результатов исследований. Опытные образцы асинхронных генераторов установлены в научной и учебной лаборатории кафедры электрических машин и электропривода Кубанского ГАУ. Материалы исследований используются в учебном процессе Кубанского ГАУ. Методика электромагнитного испытания трансформаторов в полевых условиях используется при измерениях, проводимых электротехнической лабораторией Ставропольского ГАУ. Методика расчета асинхронных генераторов принята для внедрения ООО «Центр управления проектами» г. Краснодар.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на ежегодных научно-практических конференциях КубГАУ 2002 -2010 гг.; на научно-практической конференции «Основы достижения устойчивого развития сельского хозяйства» (г. Волгоград, 2004 г.); на межвузовских научных конференциях «ЭМПЭ» (г. Краснодар, 2004 - 2008 г.); на ежегодной научной конференции АЧГАА (г. Зерноград, 2005, 2007 г.); на международной конференции «Высокие технологии энергосбережения» (г. Воронеж, 2005 г.); на всероссийской научно-практической конференции «Проблемы развития аграрного сектора региона» (г. Курск, 2006 г.); на международных научно-практических конференциях «Новые технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности с использованием электрофизических факторов и озона» (г. Ставрополь, 2005 - 2010 г.).

Публикации результатов работы. Основные результаты работы опубликованы в 33 печатных работах, в том числе: - в изданиях, рекомендованных ВАК, опубликовано 12 статей включая 6 патентов РФ; - издано одно учебное пособие для студентов электротехнических специальностей.

Объем и структура работы. Работа изложена на 133 страницах, содержит введение, 4 главы, выводы, список литературы и приложения.

На защиту выносятся:

- методика расчета схем обмоток статора асинхронных генераторов с конденсаторным возбуждением на основе специального гармонического анализа магнитодвижущих сил и диаграмм Гёргеса;

- методика исследования потерь холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях с использованием автономного источника с асинхронным генератором специальной конструкции;

- усовершенствованный метод пространственной и фазной модуляции применительно к МДС статорных обмоток асинхронных генераторов;

- технические и схемные решения, новизна которых подтверждена патентами РФ № 2241921, 2248082, 22248083, 2252475, 2281524, 2366073;

- результаты исследования внешних характеристик экспериментальных образцов асинхронных генераторов с конденсаторным возбуждением с изменяющимися параметрами статорных обмоток.

- количественная оценка реальных потерь холостого хода силовых трансформаторов полученная в полевых условиях посредством автономного источника с АГ и влияние этих потерь на тарифы электроэнергии;

- результаты технико-экономических расчетов применения автономного источника питания с асинхронным генератором.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Необходимая мощность автономного источника для замера потерь холостого хода силовых трансформаторов составляет не менее 4 кВт, пределы регулирования напряжения 320 - 420 В, при несимметрии линейного напряжения не более 3%. Обосновано преимущество для этих целей асинхронных генераторов с симметричным короткозамкнутым ротором и соединением обмотки статора «¿1» в отличие от синхронных генераторов, в отсутствии нечетных гармоник и возможности регулирования выходного напряжения посредством конденсаторов возбуждения.

2. На основании обобщенных пространственных векторов описаны электромагнитные параметры асинхронного генератора в неподвижной относительно обмотки статора системе координат оси ¡3, позволившие получить математическую модель асинхронного генератора в составе автономного источника питания. Полученная система уравнений и схема замещения позволяет анализировать электромагнитные процессы, происходящие, в обмотках статора и ротора АГ при переменной нагрузке.

3. На базе матричного метода получены рациональные схемы двухслойных обмоток с переменными параметрами для двух и четырёхполюсных асинхронных генераторов на частоту тока 50 Гц при частоте вращения приводного двигателя 3000 и 1500 об/мин. При обмоточном коэффициенте коб = 0,9235, коэффициент дифференциального рассеяния от тока возбуждения составляет тд0 = 0,00307, от тока нагрузки коэффициент дифференциального рассеяния возрастает до тд = 0,00544 при к0в = 0,676. По сравнению с типовыми обмотками это на порядок ниже.

4. На основании гармонического анализа разработана методика построения новых схем обмоток статора, позволяющая рассчитывать гармонический состав выходного напряжения на стадии проектирования обмоток.

Так, относительные амплитуды пятой гармоники от тока возбуждения разработанной обмотки не превышают 1,5 %, а от тока нагрузки - 3,2 %.

5. Получено экспериментальное подтверждение снижения тока практически в два раза в части обмотки при увеличении нагрузки, поэтому эту часть обмотки выполняют проводом меньшего сечения. При различных емкостях возбуждения и нагрузке от 3 до 6 кВт КПД асинхронного генератора находится на уровне 83 - 84 %, что соответствует КПД асинхронного двигателя соизмеримой мощности. Несовпадение с расчетными данными составляет около 3,7 %.

6. Исследованы реальные потери холостого хода силовых трансформаторов 1966 года выпуска мощностью 160 кВА, которые составили 1050 Вт при паспортном значении 590 Вт. Показана возможность использовать асинхронные генераторы с регулируемым выходным напряжением для исследования силовых трансформаторов.

7. В результате внедрения оборудования и методики учета фактических потерь холостого хода трансформаторов на основе полученной закономерности роста цен на электроэнергию за последние 10 лет и учитывая возможность снижения заявляемого тарифа сетевой компанией установлено, что к 2012 году можно будет снизить стоимость отпускаемой электроэнергии за 1 кВт-ч для различных потребителей в следующих интервалах: для городского населения - с 3,15 руб. до 3,06, руб.; сельского — с 2,2 руб. до 2,14 руб.; для сельскохозяйственных потребителей - с 4,25 руб. до 4,13 руб.

1. A.c. № 1022279 СССР, МКИ Н 02 Р 9/46. Автономный источник электрической энергии Текст. / Н.И. Богатырев, М.И. Богатырев, B.C. Змитрович и др. (СССР). -№ 3404788/24-07; Заявл. 02.03.82; 0публ.07.06.83; Бюл. № 21 -4 с.

2. A.c. № 1358732 СССР, МКИ Н 02 К 19/36. Синхронный генератор Текст. / Н.И. Богатырев, Б.И Жидков. (СССР). № 3830717/24-06; Заявл. 26.12.84; Опубл. 08.08.87; Бюл. № 29 - 4 е.: ил.

3. A.c. № 1644356 СССР, МКИ Н 02 Р 9/08, Н 02 К 19/36. Источник питания переменного тока Текст. / В.В. Гуща, Н.И. Богатырев. (СССР). № 4416583/07; Заявл. 28.04.88; Опубл. 23.04.91; Бюл. № 15 -4 е.: ил.

4. A.c. № 957405 СССР, МКИ Н 02 Р 9/46. Устройство для стабилизации напряжения асинхронного генератора Текст. / Н.И. Богатырев, Б.И. Жидков, B.C. Змитрович и др. (СССР). № 3228796/24-07; Заявл. 04.01.81; Опубл. 07.09.82; Бюл. № 33 -4 е.: ил.

5. Алиев, И.И. Асинхронный генератор с гарантированным самовозбуждением Текст. / И.И. Алиев, В.Я. Беспалов, P.O. Чернов // Электротехника. -1999.- №9. -С. 53-55.

6. Алюшин, Г.Н. Асинхронные генераторы повышенной частоты Текст. / Г.Н. Алюшин, Н.Д Торопцев. -М.: Машиностроение, 1974. 352 с.

7. Асинхронные генераторы для систем автономного электроснабжения. Ч. 2. Базовая теория формирования статорных обмоток асинхронных генераторов'и методы расчета обмоток / Н.И. Богатырев, В.Н. Ванурин, A.C. Креймер, П.П.108

8. Екименко П.П. // Научный журнал КубГАУ Электронный ресурс. Краснодар: КубГАУ, 2010. - №06(60). - Шифр Информрегистра: 04201000012/0116. -Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2010/06/31/p31.asp.

9. Ахунов, Т.А. Особенности построения новой серии RA асинхронных машин Текст. / Т.А. Ахунов, JI.H. Макаров, В.И. Попов // Электротехника. -1999.-№9.-С. 6-10.

10. И. Балагуров, В.А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока Текст. / В.А. Балагуров. М.: Высш. школа, 1982. - 272 с.

11. Богатырев, Н.И. Анализ и синтез параметров обмоток асинхронного генератора Текст. / Н.И. Богатырев, П.П. Екименко, A.B. Синицын и др. // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. 2007. - №8. - С. 33 - 35.

12. Богатырев, Н.И. Анализ схем обмоток асинхронных генераторов на частоту тока 200 Гц Текст. / Н.И. Богатырев.// Тр. / Куб. ГАУ; Вып. № 1. Краснодар, 2006. - С. 248 - 261.

13. Богатырев, Н.И. Выбор конденсаторов для возбуждения асинхронных генераторов с частотой тока 50/200/400 Гц Текст. / Н.И. Богатырев, A.C. Оськи-на, П.П. Екименко // МиЭ сел. хоз-ва. 2008. - №1. - С. 22 - 23.

14. Богатырев, Н.И. Методика расчета двухчастотного асинхронного генератора Текст. / Н.И. Богатырев, П.П. Екименко, Я.А. Ильченко // Проблемы развития аграрного сектора региона: материалы Всерос. науч.- практ. конф. -Курск, 2006.-С. 113-114.

15. Богатырев, Н.И. Многофункциональная обмотка асинхронного генератора Текст. / Н.И. Богатырев, Н.В. Силяева, П.П. Екименко // Электромеханические преобразователи энергии «ЭМПЭ-04»: материалы 3-й межвуз. науч. конф. Т. 1. Краснодар, 2004. - С. 47 - 50.

16. Богатырев, Н.И. Многофункциональный источник переменного и постоянного тока Текст. / Н.И. Богатырев, П.П. Екименко, A.B. Синицын // Электротехнологии и электрооборудование в с.-х. пр-ве: сб. науч. тр. АЧГАА. Т. 2. -Зерноград, 2005. С. 97 - 100.

17. Богатырев, Н.И. Обоснование рациональной схемы обмотки асинхронного генератора на частоту тока 200 Гц Текст. / Н.И. Богатырев, П.П. Екименко, Я.А. Ильченко // Тр. / Куб. ГАУ; Сер.: Агроинженер; Вып. № 1. Краснодар,2008.-С. 37-40.

18. Богатырев, Н.И. Повышение эффективности средств электромеханизации для АПК электронный ресурс. / Н.И. Богатырев // Науч. журн. КубГАУ: http. // ej. kubagro. ru /2005/01/11/ archive, asp. n=9.

19. Богатырев, Н.И. Статорные обмотки асинхронных генераторов и многофункциональных машин Текст. науч. метод, изд. / Н.И. Богатырев, В.Н. Ванурин, П.П. Екименко Краснодар, 2006. - 67 с.

20. Богатырев, Н.И. Схемы статорных обмоток, параметры и характеристики электрических машин переменного тока: моногр. / Н.И. Богатырев, В.Н. Ванурин, О.В. Вронский; под. ред. В.Н. Ванурина: Краснодар, 2007. - 301 е.: ил.

21. Богатырев, Н.И. Энергосберегающий источник питания с асинхронными генераторами Текст. / Н.И. Богатырёв, A.C. Оськина, П.П. Екименко // Промышленная энергетика. 2006. - № 12. - С. 4 - 6.

22. Бронштейн, И.Н. Справочник по математике Текст. / И.Н. Бронштейн, К.А Семендяев. М.: Наука, 1981.-720 с.

23. Будзко, И.А. Электроснабжение сельского хозяйства Текст. / И.А. Будз-ко, Т.Б. Лещинская, В.И. Сукманов М.: Колос, 2000. - 536 с,

24. Ванурин, В.Н. Модулирующая обмотка асинхронного генератора автономного источника электроснабжения Текст. / В.Н. Ванурин, Н.И. Богатырев, О.В. Вронский // М и Э сел. хоз-ва. 2004. - №4. - С. 20 - 21.

25. Ванурин, В.Н. Статорные обмотки асинхронных генераторов Текст. / В.Н. Ванурин, Н.И. Богатырев, П.П. Екименко // Инновационные технологии и технические средства в животноводстве: сб. науч. тр. ВНИПТИМЭСХ Зерно-град, 2008. - С. 252 - 262.

26. Ванурин, В.Н. Электрические машины: учеб. Текст. / В.Н. Ванурин. М.: Колос, 1995.-256 с.

27. Воротницкий, В.Э. Мероприятия по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях энергоснабжающих организаций В.Э. Воротницкий, М.А. Калинкина, В.Н. Апряткин // Энергосбережение 2000. - №3 С. 17-21.

28. Вронский, О.В. Асинхронные генераторы повышенной частоты тока автономных источников питания сельскохозяйственных потребителей Текст.: дис.канд. техн. наук: 05.20.02: защищена 23.09.04: утв. 20.03.04 / Вронский Олег Викторович. Краснодар, 2003. - 189 с.

29. Геллер, Б. Высшие гармоники в асинхронных машинах Текст. / Б. Геллер, В. Гамата. М.: Энергия, 1981.-351 с.

30. ГОСТ 13109 97 Электрическая энергия. Совместимость техническихсредств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

31. ГОСТ 3484.1 88 Трансформаторы силовые. Методы испытаний.

32. ГОСТ 3484.2 88 Трансформаторы силовые. Испытания на нагрев.

33. Григораш, О.В. Асинхронные генераторы в системах автономного электроснабжения Текст. / О.В. Григораш // Электр-ника. 2002. - № 1. - С. 30 - 35.

34. Григораш, О.В. Нетрадиционные источники электроэнергии в составе систем гарантированного электроснабжения Текст. / О.В. Григораш, Н.И. Богатырев H.H. Курзин // Промышленная энергетика. 2004. - № 1. - С. 59 - 62.

35. Григораш, О.В. Статические преобразователи электроэнергии систем автономного электроснабжения с.-х. потребителей Текст.: автореф. дис. . д-ра техн. наук / О.В. Григораш; КубГАУ. Краснодар, 2003. - 34 с.

36. Джендубаев А.-З. Р. Математическое моделирование асинхронного генератора с учетом потерь в стали статора и фазного ротора Текст. / А.-З. Р. Джендубаев // Электричество. 2004. - № 8. - С. 47 - 52.

37. Джендубаев, А.-З. Р. Математическая модель асинхронного генератора с учетом потерь в стали Текст. / А.-З. Р. Джендубаев // Электричество. 2003. -№ 7. - С. 36-45.

38. Джендубаев, А.-З.Р. К определению границ области устойчивого самовозбуждения асинхронного генератора с двумя обмотками статора Текст. / А.-3. Р. Джендубаев // Электричество. 1993. - № 10. - С. 28 - 33.

39. Домбровский, В.В. Асинхронные машины. Теория, расчет, элементы проектирования Текст. /В.В. Домбровский, В.М. Зайчик. JI.: Энергоатомиздат, 1990.-368 с.

40. Екименко, П.П. Статорная обмотка двухчастотного АГ Текст. / П.П. Екименко, A.B. Вронский // Энерго- и ресурсосберегающие технологии и установки: материалы научн. конф. КубГАУ Краснодар, 2005. С. 92 - 94.

41. Железко, Ю.С. Нормирование технологических потерь электроэнергии в сетях. Новая методология расчета Текст. Ю. С. Железко // Новости электротехники. 2003. -N 5 (23). - С. 23-27.

42. Жерве, Г.К. Промышленные испытания электрических машин Текст. / Г.К. Жерве Л., 1984. - 408 с.

43. Зайцев, Е.А. Регулятор частоты электроэнергетической установки / Е.А. Зайцев, А.Г. Матящук, П. П. Екименко // Энергосберегающие технологии и процессы в АПК: материалы науч. техн. конф. - Краснодар, 2002. - С. 81 - 83.

44. Зайцев, E.H. Универсальный автономный источник с асинхронным генератором для питания средств электоромеханизации АПК Текст.: дис.канд.техн. наук: 05.20.02: защищена 17.12.97: утв. 20.03.98 / Зайцев Евгений Александрович. Краснодар, 2001. - 199 с.

45. Зубков, Ю.Д. Асинхронные генераторы с конденсаторным возбуждением / Ю.Д. Зубков. Алма-Ата: Изд-во АН КазССР, 1949. - 112 с.

46. Зубков, Ю.Д. Режим холостого хода асинхронного генератора с конденсаторным возбуждением Текст. / Ю.Д. Зубков.// Изв. АН КазССР. Сер. Энер-гет. Вып. 3. Алма-Ата, 1950. - С. 62 - 74.

47. Иванов Смоленский, A.B. Электрические машины Текст. / A.B. Иванов - Смоленский. - М.: Энергия, 1980. - 928 с.

48. Иванов, A.A. Аналитический расчет характеристик асинхронного генератора Текст. / A.A. Иванов, В.Б. Пулатов // Электромашиностроение и электрооборудование. Вып. 3. Харьков: Изд-во Харьк. ун-та, 1966. — С. 33-39.

49. Иванов, A.A. Асинхронные генераторы для гидроэлектрических станций небольшой мощности / A.A. Иванов. M.; JL: Госэнергоиздат, 1948. - 125 с.

50. Иванов, A.A. Электростанции с асинхронным генератором Текст. / A.A. Иванов, В.Б. Пулатов, A.A. Тищенко. Киев: Техника, 1967. - 158 с.

51. Ильченко, Я.А. Новый генератор для автономного электроснабжения Текст. / Я.А. Ильченко, П.П. Екименко, Н.И. Богатырев // Сб. науч.- тр. ФГОУ ВПО Куб. ГАУ; Вып. 6. Краснодар, 2007. - С. 353 - 355.

52. Китаев, A.B. О физическом механизме самовозбуждения асинхронной машины / A.B. Китаев, И.Н. Орлов // Электричество. 1978.- №4. - С. 47-51.

53. Кицис, С.И. Аналитическое определение магнитной характеристики асинхронного самовозбуждающегося генератора Текст. / С.И. Кицис // Электромеханика: изв. вузов. 1980. - №6. - С. 597 - 605.

54. Кицис, С.И. Метод стабилизации выходного напряжения асинхронного самовозбуждающегося генератора Текст. / С.И. Кицис, П.Л. Белоусов // Электромеханика: изв. вузов 1991. - №5. - С. 50 - 53.

55. Кицис, С.И. Режимы установившегося самовозбуждения асинхронного генератора Текст. / С.И. Кицис // Электричество. 2004. - № 2. - С. 64 - 66.

56. Ковач К.П. Переходные процессы в машинах переменного тока / К.П. Ковач, И. Рац. М. - Л.: ГЭИ, 1963 - 744 с.

57. Копылов, И.П. Математическое моделирование электрических машин Текст. / И.П. Копылов. М.: Высшая школа. 1987. - 245 с.

58. Корн, Г. Справочник по математике Текст. / Г. Корн, Т. Корн. М.: Наука, 1978. - 832 с.

59. Кравчик, А.Э. Асинхронные двигатели серии 4А: справ Текст. / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин. М.: Энергоиздат, 1982. - 504с.

60. Креймер, A.C. Генератор переменного тока соизмеримой мощности Текст. A.C. Креймер, О.В. Вронский П.П. Екименко // Энергосберегающие технологии и процессы в АПК: материалы науч. техн. конф. - Краснодар, 2002.-С. 75-78.

61. Оськина A.C. Параметры и режимы асинхронных генераторов для питания электрифицированных инструментов и электротехнологических установок в садах и виноградниках Текст.: автореф. дис. . канд. техн. наук. / A.C. Оськина Краснодар, 2007. - 24 с.

62. Кунцевич, П.А. Использование серийных асинхронных машин в генераторном режиме Текст. / П.А. Кунцевич, Г.А. Прохорова // Электричество. -1994.-№ 6.-С. 45-49.

63. Лещинская, Т.Б. Электроснабжение сельского хозяйства Текст. / Т.Б.

64. Лещинская, И.В. М.: Колос, 2008. - 655 с.

65. Лищенко, А. И. Дифференциальные уравнения и расчет переходных процессов асинхронного генератора с учетом насыщения Текст. / А.И. Лищенко, В.А. Лесник, А.П. Фаренюк // Техн. электродинамика. 1984. - № 1. - С. 37 - 41

66. Лищенко, А.И. Исследование рабочих характеристик асинхронного генератора с емкостным возбуждением Текст. / А.И. Лищенко, В.А. Лесник, А.П. Фаренюк // Техн. электродинамика. 1983. - № 3. - С. 24 - 25.

67. Математический аппарат для оценки эффективности систем гарантированного электроснабжения Текст.: моногр. / О.В. Григораш, Н.И. Богатырев, H.H. Курзин и др.; под ред. Н.И. Богатырева. Краснодар, 2002. - 285 с.

68. Нетушил, A.B. Самовозбуждение асинхронного генератора Текст. / A.B. Нетушил, С.П. Бояр-Созонович, A.B. Китаев // Электромеханика: изв. вузов. -1981.-№6.-С. 612-617.

69. Объем и нормы испытаний электрооборудования Текст. / под общ. ред. Б. А. Алексеева, Ф. Л. Когана, Л. Г. Мамиконянца. 6-е изд. - М.: НЦ ЭНАС, 1998.-256 с.

70. Попов, В.И. Новая российская серия RA Текст. / В.И. Попов, Т.А. Ахунов, JI.H. Макаров. М.: Знак, 1999. - 256 с.

71. Попов, В.И. Электромагнитные расчеты и оптимизация параметров трехфазных обмоток асинхронных машин новой серии RA Текст. / В.И. Попов // Электротехника. 1999. - № 9. - С. 10 - 15.

72. Преобразователи электрической энергии: основы теории, расчета и проектирования Текст.: учеб. пособие для ВУЗов / Н.И. Богатырев, О.В. Григо-раш, H.H. Курзин и др.; под ред. Н.И. Богатырева. Краснодар, 2002. - 358с.

73. РД ЭО-0189-00. «Методические рекомендации по диагностике силовых трансформаторов, автотрансформаторов, шунтирующих реакторов и их вводов в эксплуатации на рабочем напряжении»,

74. Рыдаев, А.И. Применение автономных источников электрической энергии в сельском хозяйстве Текст. / А.И. Рыдаев // Достижения науки и техники АПК. 1999. - № 2. - С. 34 - 35.

75. Селунский, В.В. Обоснование систем резервного электроснабжения потребителей малой мощности Текст. / В.В. Селунский, В.Н. Данилов // Техника в сел. хоз-ве. - 2001. - № 1. - С. 13 - 14.

76. Синицын A.B. Асинхронный генератор на две частоты тока для мобильных установок сельскохозяйственного производства Текст.: автореф. дис. канд. техн. наук. / A.B. Синицын Краснодар, 2008. - 24 с.

77. Сипайлов, Г.А. Математическое моделирование электрических машин Текст. /Г.А. Сипайлов, A.B. JIooc. -М.: Высш. шк., 1980. 176 с.

78. Системы автономного электроснабжения Текст.: моногр. / О.В. Григо-раш, Н.И. Богатырев, H.H. Курзин и др. Краснодар, 2001. - 333 с.

79. Справочник по электрическим машинам. В 2 т. Т. 1. Текст. / под. общ. ред. И.П. Копылова, Б.К. Клокова. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 456 с.

80. Стребков, Д.С. О стратегии энергетического обеспечения сельского хозяйства Текст. / Д.С. Стребков. // Техника в сел. хоз-ве. 2004. - № 2. -С. 6-8.

81. Таранов, М.А. Оценка динамических характеристик систем автономного электроснабжения интерполяционным методом Текст. / М.А. Таранов, В.Я. Хорольский // МиЭ сел. хоз-ва. 2001. - № 8. - С. 17-18.

82. Таранов, М.А. Расчет энергоемкости автономных источников питания

83. Текст. / М.А. Таранов, В.Я. Хорольский // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. -2001. № 11. - С. 15-16.

84. Торопцев, Н.Д. Авиационные асинхронные генераторы Текст. / Н.Д. То-ропцев. -М.: Транспорт, 1970. 104 с.

85. Торопцев. Н.Д. Электрические машины сельскохозяйственного назначения Текст. / Н.Д. Торопцев. М.: Энергоатомиздат, 2005. - 215 с.

86. Усольцев A.A. Частотное управление асинхронными двигателями. Учебное пособие по дисциплинам электромеханического цикла / A.A. Усольцев -«ИТМО» Санкт Петербург. 2006. - 95 с.

87. Фильц, Р.В. Математические основы теории электромеханических преобразователей Текст. / Р.В. Фильц. Киев: Наукова думка, 1979. - 208 с.

88. Фришман, B.C. Вопросы применения самовозбуждающихся асинхронных генераторов в сельском хозяйстве Текст. / B.C. Фришман. // Тр./ Куб. СХИ; Вып. 39 (67). Краснодар, 1970. - С. 3 - 13.

89. Фришман, B.C. Проектирование автономных асинхронных генераторов Текст. / B.C. Фришман, Г.А.Прохорова, С.З. Эвентов // Электротехника. 1986. - № 4. - С. 26-28.

90. Фришман, B.C. Регулирование и стабилизация напряжения самовозбуждающихся асинхронных генераторов Текст. / B.C. Фришман. // Тр. / Куб. СХИ; Вып. 39 (67). Краснодар, 1970. - С. 14 - 26.

91. Шумов, Ю.Н. К расчету внешних характеристик автономного асинхронного генератора Текст. / Ю.Н. Шумов //Электромеханика: изв. вузов. 1978. -№7. - С. 787 - 789.

92. Шумов, Ю.Н. Расчет характеристик однофазного асинхронного генератора / Ю.Н Шумов // Электромеханика: изв. вузов. 1980. - №1. - С. 80 - 84.

93. Электрические аппараты низкого напряжения Текст.: учеб. для ВУЗов. / О.В. Григораш, Н.И. Богатырев, H.H. Курзин и др.; под ред. Н.И. Богатырева. -Краснодар, 2000. 313 с.

94. Электротехнический справочник. Т.2. Электротехнические устройства Текст. / под ред. В. Г. Герасимова и др. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 112 с.

95. Auinger Н. Drehstrom Kafigmotoren mit neuartiger polumschaltbarer Wicklung // Elektrische Maschinen. - 1979. - №1. - S. 3 -10.

96. Auinger H. Polumschaltbare Dreiphasenwiccklung nach dem Umgrup-pirungsprinzip mit teilausgenutzten Wicklungszweigen in beiden Pohlzahlstufen // Siemens Forschungs-und Entwicklungsberchte. 1979. - № 1. - S. 37 - 40.

97. Eastham I. E. Close ratio phase - modulated change - pole mashine with improved winding balance // Proceedings IEE. - 1968. - v. 115. - P. 1641 - 1646.

98. Eastham I. E., Laithwaite E. R. Pole change motors using phase - mixing techniques // Proceedings IEE. - 1962. - v. 109. - P. 397 - 403.

99. Fong W. Wide-ration two speed single winding induction motors // Proceedings IEE. 1965. - v. 112. - P. 1335 - 1340.

100. Rawcliffe G.H., Burbidge R. F., Fong W. Induction Motor speed changing by pole-amplitude modulation // Proceedings IEE. 1958. - v. 105. - P. 411 - 420.

101. Rawcliffe G.H., Fong W. Close-ration two speed single winding induction motors // Proceedings IEE. 1963. - v. 110. - P. 916 - 920.

102. Rawcliffe G.H:, Fong W. Speed-changing induction motors: reduction of pole-number by sinusoidal pole-amplitude modulation // Proceedings IEE. 1961. -v. 108.-P. 357-364.

103. Rawcliffe G.H., Fong W. Speed-changing induction Motors: further development in pole-amplitude modulation // Proceedings IEE. 1960. - v. 107. - P. 513-519.

104. T. Nguyen Uyent. Moteurs asynchrones a cade a poles commutables par la methode de modulation polyphase // Revue Generale de l'Electricite. 1975. - v. 84. №11.-P. 821 -823.

105. Z. Liu Generalizing the Blondel-Park Transformation of Electrical Machines: Necessary and Sufficient Condition // IEEE Transations on Circuits and Systems, vol., 36, No.8. P. 1058 - 1067.