автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Обоснование структуры и параметров источников бесперебойного электроснабжения на предприятиях с непрерывным технологическим циклом

004608475 На правах рукописи

ПОЛЯКОВ Виталий Евгеньевич

ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И ПАРАМЕТРОВ

ИСТОЧНИКОВ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ С НЕПРЕРЫВНЫМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ЦИКЛОМ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические

комплексы и системы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 3 СЕН 2010

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2010

004608475

Работа выполнена в государственном образовательном учреяудсшш высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете).

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор

Абрамович Борис Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Смоловик Сергей Владимирович, кандидат технических наук

Жданов Евгений Васильевич

Ведущее предприятие - ОАО «Татнефть».

Защита диссертации состоится 29 сентября 2010 г. в 12 ч 00 мин на заседании диссертационного совета Д 212.224.07 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд.7212.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 27 августа 2010 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета д-р техн. наук, профессор

В.В.ГАБОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы.

Широкое внедрение технологических процессов с непрерывным циклом, нарушение электроснабжения которых даже в течение нескольких миллисекунд недопустимо, обуславливает повышенные требования к качеству электрической энергии. К таким процессам относятся: процесс добычи нефти с использованием электроцентробежных насосов (УЭЦН) с приводом от погружных электродвигателей (ПЭД), производство электротехнического кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена и др.

Нарушение устойчивого режима работы электрооборудования, обеспечивающего непрерывный технологический цикл производства, зависит от глубины и длительности провалов напряжения и уровня его восстановления в сетях промышленных предприятий. Снижение уровня питающего напряжения ниже минимально допустимого, а также перерывы в электроснабжении длительностью свыше 0,15 с. могут привести к расстройству сложных технологических процессов, ложным срабатываниям системы электросетевой автоматики и защиты, отказам в электроснабжении особой группы потребителей первой категории и значительному экономическому ущербу.

Применяемые на предприятиях в настоящее время для повышения надежности электроснабжения устройства автоматического ввода резерва (АВР), включая быстродействующие АВР (БАВР), базирующиеся на использовании совместно с электрогенераторными установками, не обеспечивают требуемых показателей качества электрической энергии у потребителя из-за их недостаточного быстродействия.

Традиционные технические средства и решения не способны эффективно ликвидировать кратковременные нарушения электроснабжения (КНЭ) длительностью менее 0,15 с. Наиболее современным техническим решением данной задачи является создание систем гарантированного электроснабжения (СГЭ) с использованием в их составе источников бесперебойного питания (ИБП) с двойным преобразованием энергии, запасенной в аккумуляторных батареях (АБ).

В этой связи задача обоснования структуры и параметров СГЭ с использованием ИБП на предприятиях с непрерывным технологическим циклом представляется актуальной.

Решением этой задачи занимался ряд известных ученых, среди которых Бак С.И., Веников В.А., Гамазин С.И., Абрамович Б.Н., Ершов М.С., Круглый А.А., Меньшов Б.Г., Яризов А.Д. и др.

Цель работы. Обоснование структуры и параметров системы гарантированного электроснабжения, обеспечивающих непрерывность технологических процессов при кратковременных нарушениях электроснабжения в электрической сети и безаварийное завершение протекающих процессов при длительных нарушениях.

Идея работы. В системе гарантированного электроснабжения, предназначенной для обеспечения непрерывности технологического процесса, необходимо применение резервного генератора переменного тока и источника бесперебойного питания с двойным преобразованием энергии, который при возникновении нарушений в централизованной системе без нарушения непрерывности электропитания обеспечит потребителей электроэнергией допустимого по условиям устойчивости электроустановок качества на время запуска генератора и приема им нагрузки.

Научная новизна:

1. Выявлены зависимости глубины и длительности провалов напряжения и уровня его восстановления, при которых система гарантированного электроснабжения обеспечит непрерывность и безаварийность завершения технологических процессов, от параметров, характеризующих систему электроснабжения, вид и степень загрузки потребителей.

2. Обоснованы структура и параметры системы гарантированного электроснабжения, состоящей из источника бесперебойного питания, подключенного к шинам, питающим потребителей первой категории по надежности, и резервной электрогенераторной установки, электромагнитно-совместимых между собой, с сетью и электроприемниками при минимизации массогабаритных показателей и обеспечивающей бесперебойную работу технологических установок при кратковременных и длительных отказах во внешней сети.

Основные задачи исследования:

1. Выявление зависимости формирования графиков нагрузки от их технологической значимости в непрерывном производственном цикле.

2. Выявление зависимости минимально допустимого уровня питающего напряжения электропотребителей особой группы первой категории от параметров питающей сети и изменения нагрузки.

3. Разработка математической модели электромеханических комплексов с непрерывным технологическим циклом и оценка влияния параметров КНЭ на устойчивость их работы.

4. Обоснование рациональной структуры, параметров и разработка схемотехнических решений СГЭ промышленных потребителей с непрерывным технологическим циклом.

5. Обоснование выбора рациональных накопителей электрической энергии, применяемых в ИБП для улучшения их энергетических и массогабаритных показателей.

Методы исследований: в работе использованы положения теорий электрических цепей, систем электроснабжения электротехнических комплексов, теории гидравлики, методы моделирования электромагнитных процессов в системах электроснабжения с использованием пакета МаИ^аЬ.

Защищаемые научные положения:

1. Обоснование уровней показателей качества электрической энергии, включая глубину и длительность провалов напряжения, при которых обеспечивается непрерывность и устойчивость технологических процессов с потребителями электрической энергии первой и особой групп, необходимо проводить из условий обеспечения статической и динамической устойчивости электроустановок с соблюдением структурной и параметрической избыточности и минимизации мощности источника бесперебойного питания в течение времени, необходимого для запуска и вывода на установившийся режим вспомогательной электростанции.

2. Выбор структуры, основных параметров и режима работы системы гарантированного электроснабжения на основе химических накопителей электрической энергии в сетях предприятий с непрерывным технологическим циклом следует проводить на основании выявленных по результатам математического моделирования и экспери-

ментальных исследований зависимостей уровня питающего напряжения электрооборудования от потребляемой мощности, коэффициента использования, параметров питающей сети и комплексного анализа графиков электрических нагрузок для обеспечения безаварийного завершения технологического процесса при отказах централизованной системы электроснабжения.

Достоверность выводов и рекомендаций, изложенных в диссертации, основывается на сходимости результатов математического моделирования и экспериментальных исследований режимов работы электрооборудования предприятий с непрерывным технологическим циклом с СГЭ не ниже 90%. Они также подтверждаются результатами исследований других авторов.

Практическая ценность диссертации:

- разработана методика определения влияния параметров КНЭ на устойчивость работы электрооборудования промышленных потребителей с непрерывным циклом производства;

- определены максимально допустимые уровни и длительности провалов питающего напряжения ПЭД по условию динамической устойчивости при вариации глубины его подвески в скважине и коэффициента загрузки;

- обоснована структура СГЭ, применение которой обеспечит непрерывность и при необходимости завершение технологического процесса, содержащая ИБП, мощность которого определяется из условий динамической устойчивости электрооборудования.

Реализация результатов работы.

Рекомендации по выбору состава и параметров СГЭ, включая параметры аккумуляторных батарей, переданы в ОАО «Сомат-лорнефтегаз» и ОАО «Севкабель».

Личный вклад автора:

- разработана математическая модель гидромеханического комплекса УЭЦН - насосно-компрессорный трубопровод (НКТ);

- разработана в среде МаИ^АВ, пакет БтиЬшк математическая модель, позволяющая выявить глубину и длительность провалов напряжения и уровня его восстановления из условия обеспечения динамической устойчивости двигательной нагрузки;

- произведены исследования электромагнитных процессов в системе электроснабжения при наличии двигательной нагрузки и

вариации величины, времени провала напряжения и последующего уровня его восстановления, параметров питающей сети и изменения нагрузки;

- разработана структура СГЭ промышленных потребителей с непрерывным технологическим циклом;

- разработаны рекомендации по выбору параметров ИБП в составе СГЭ, включая АБ.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и получили положительную оценку на конференции «Геоэкологические и инженерно-геологические проблемы развития гражданского и промышленного комплексов города Москвы» (Москва, 2008 г.); IX Международной конференции «Новые идеи в науках о земле» (Москва, 2009 г.); II всероссийской научно-технической конференция «Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий» (Уфа, 2009 г.); на международной конференции Freiberger forschungforum 60 «Challenges and solutions in minerai industry» (Freiberger 2009); международной научно-практическая конференция "XXXVIII НЕДЕЛЯ НАУКИ СПбГПУ" (СПб, 2009 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, изложенных на 173 страницах, содержит 73 рисунка, 43 таблицы, список литературы из 127 наименований.

Во введении дается общая характеристика работы, обоснована актуальность создания рациональных источников бесперебойного электроснабжения на предприятиях с непрерывным технологическим циклом.

В главе 1 приведена характеристика рассматриваемой научно-технической проблемы повышения надежности и бесперебойности электроснабжения при провалах напряжения различной длительности из условия обеспечения непрерывности технологических процессов и безаварийности их завершения.

В главе 2 разработана математическая модель электромеханического комплекса ПЭД-ЦН, учитывающая вариацию параметров

питающей сети, характер изменения нагрузки и позволяющая оценить динамическую устойчивость электродвигателя при изменении глубины, длительности провала и последующего уровня восстановления ив.

В главе 3 выявлены допустимые провалы напряжения и их длительность, при которых обеспечивается устойчивость УЭЦН. Обоснована допустимость снижения напряжения на АБ до уровня

0.8ин.

В главе 4 предложена структурная схема СГЭ промышленных потребителей с непрерывным технологическим циклом, разработаны рекомендации по выбору ИБП и генераторной установки, обоснован выбор рациональных накопителей электрической энергии для минимизации массогабаритных показателей ИБП.

Заключение отражает обобщенные выводы по результатам исследований в соответствии с целью и решенными задачами.

Защищаемые положения:

1. Обоснование уровней показателей качества электрической энергии, включая глубину и длительность провалов напряжения, при которых обеспечивается непрерывность и устойчивость технологических процессов с потребителями электрической энергии первой и особой групп должно проводиться из условий обеспечения статической и динамической устойчивости электроустановок с соблюдением структурной и параметрической избыточности и минимизации мощности источиика бесперебойного питания в течение времени, необходимого для запуска и вывода на установившийся режим вспомогательной электростанции.

Для выявления условий, при которых достигается непрерывность и устойчивость технологических процессов с потребителями электрической энергии первой и особой группы разработана математическая модель, позволяющая выявить глубину и длительность провалов напряжения и уровня его восстановления из условия обеспечения динамической устойчивости двигательной нагрузки.

Модель разработана в среде Ма&АВ, пакет БтиУпк. Полученная модель описывает работу электромеханических комплексов УЭЦН и ПЭД с учетом характеристик сети, глубины подвески электродвигателя и коэффициента использования по активной мощности. УЭЦН в наибольшей степени подвержены влияниям КНЭ, вви-

ду малой величины их электромеханической постоянной времени (0,3-0,5 с). Система уравнений имеет вид:

d(id -{х, +х!+х!)+х/1 ■ (iu + ij))

dt

= 2jr-f-(uM-smQ-(r + rl)-id+(iq-{xt+xs+xl)+ 2х^ • (iq + ))■ co\ d{ig'(x,+xs+x,)+ 2x„• {iq + iki/))

dt

= 2x-f-(UM -cosG-^ + r,)-/,-(id-(xt+xs + x,)+x/1-{iu +id)) co}

diXM ■ '</ + хи ''и)

= 2n-f-(~ru-i

-—-^Ix-f-y-t^ -ги),

dco (ij -(xt+xs+x!)+ Л • 0Ы + ))• i4 -

dt

~ ('„■(*< + )+ ■ (iq + ))• iä + Mc

5 = />-1) dt

,0)

где индекс d относится к продольной оси, q - к поперечной оси, к - к обмотке ротора, г - активное сопротивление; i - ток; UM - напряжение на вводе в скважину; Мс -момент сопротивления УЭЦН; т -время переходного процесса; 0 - угол между продольными осями статора и ротора, xs - индуктивное сопротивление сети, х\ - индуктивное сопротивление рассеяния статора, гь Xi - активное и индуктивное сопротивление кабеля, питающего ПЭД.

Все параметры в системе уравнений (1) представлены в относительных единицах (o.e.) (система равных взаимоиндуктивно-стей). Электромеханическая постоянная времени вращающихся масс Tj выражены в радианах. Поскольку длина кабеля, питающего ПЭД, достигает 1,5 км и более, учтено его влияние на устойчивость электромеханической системы при КНЭ.

Момент сопротивления Ме определяется в соответствии со струйной теорией работы турбомашин из уравнения (2):

+ 0,95

30

г,-А,- п

гк • В2 -п-т1{ък ■ В, • пУ + 4-(йГ -Ьг -гк -С2)-(гк • А, - и2

,(2)

где номинальный момент МИШ1 = 9,55-Рмас/пи при номинальных

потребляемых мощностях Рмех, подаче qнoм, и частоте вращения вала насоса пн, А, В, С, Б - коэффициенты уравнений, описывающих индивидуальные характеристики ЭЦН; 2 число колес центробежного насоса, определяемое отношением предварительно рассчитанного напора развиваемого насосом (Ь') к напору на одну ступень Ьк; п - частота вращения ЭЦН; Яг - коэффициент, учитывающий гидравлическое сопротивление НКТ; Ьг - геодезическая высота подъема пластовой жидкости.

сгм

Рис. 1. Блок-схема математической модели УЭЦН где представлены блоки, моделирующие 1 - аварийные процессы в электрической сети; 2 -источник электроэнергии; 3 - трехфазный трансформатор; 4 - параметры питающего кабеля; 5 - погружной электродвигатель; 6 - нагрузку на валу электродвигателя.

Блок-схема разработанной модели электромеханического комплекса, позволяющая выявить его поведение при КНЭ, представлена на рис.1. В результате моделирования выявлены зависимости допустимой глубины и длительности провалов напряжения и уровня его восстановления из условия обеспечения динамической устойчивости двигательной нагрузки.

На рис.2 представлены зависимости предельно допустимой глубины провалов напряжения AUnp, при которой обеспечивается динамическая устойчивость УЭЦН не зависимо от продолжительности его существования, при различных глубинах подвески ПЭД (1) и коэффициента использования ПЭД (Ки). Как следует из рис.2 при К„=1 и 1=1600 м предельно допустимая глубина провала составляет 0,18 o.e. За базис для AUnp принято номинальное напряжение ПЭД. С уменьшением Ки и 1 предельно допустимая величина AUnp увеличивается и достигает 0,58 o.e. при Ки=0,5 и 1=600 м.

Рис.2 Зависимость предельно допустимой глубины провала напряжения от глубины подвески погружного электродвигателя в скважине и коэффициента его использования.

На рис.3 и 4 приведены зависимости допустимой глубины провалов напряжения от длительности и уровней его восстановления при К„=1.

Из рис.3 следует, что при 1=1600 м и Ки=1 AUfl = 0,3 o.e. при длительности Ц = 0,18 с и U„ = 0,8U„. При 1=1000 м и K„=l AUÄ = 0,4 o.e. при длительности tnp = 1,25 с и UB = 0,8U„. Таким образом, с

уменьшением глубины подвески ПЭД (1) и коэффициента его использования К„ увеличивается допустимая глубина и длительность провала напряжения, при которых обеспечивается непрерывность технологического процесса. При уменьшении напряжения восстановления до 0,7 U„ (см. рис.4) предельная величина допустимой потери напряжения при 1=1000 м и длительности существования провала 0,45 с составляет 0,4 o.e. Полученные зависимости позволяют определить предельно допустимую глубину провалов напряжения в системе электроснабжения УЭЦН и напряжение на выходе источников бесперебойного питания, при которых обеспечивается динамическая устойчивость технологического процесса.

Рис. 3. Зависимость допустимой потери напряжения от ее продолжительности при последующем восстановлении питания до ив = 0,81]ном.

ди„р.

Рис. 4. Зависимость допустимой потери напряжения от ее продолжительности при последующем восстановлении питания до ив = 0,7ином

Для подтверждения достоверности результатов моделирования на рис. 5 приведены зависимости скольжения для двигателя ПЭД от времени и глубины провала напряжения. Зависимости построены применительно к глубине подвески 1600 м и коэффициенту использования k„=l. Кривая 1 соответствует провалу напряжения AU=0,3 o.e. кривая 3 - AU=0,4 о.е из рисунка следует что при провале напряжения 0,4 о.е длительностью 0,15 с. нарушается устойчивость работы ПЭД, что соответствует результатам моделирования.

Рис. 5. Зависимость скольжения двигателя от уровня провала входного напряжения.

Мощность ИБП определяется предельно допустимой величиной глубины провала напряжения. Применительно к рассматриваемому технологическому процессу мощность ИБП в составе системы гарантированного электроснабжения может быть снижена до уровня < 0,8 Р„, где Р„ - мощность, необходимая для обеспечения непрерывности технологического процесса

2. Выбор структуры, основных параметров и режима работы системы гарантированного электроснабжения на основе химических накопителей электрической энергии в сетях предприятий с непрерывным технологическим циклом следует проводить на основании выявленных по результатам математического моделирования и экспериментальных исследований зависимостей уровня питающего напряжения электрооборудования от потребляемой мощности, коэффициента использования, параметров питающей сети и комплексного анализа графиков электрических нагрузок для обеспечения безаварийного завершения

технологического процесса при отказах централизованной системы электроснабжения.

Известные СГЭ обладают рядом недостатков, среди которых основными являются: наличие ДГУ в горячем резерве; отсутствие ИБП, позволяющего обеспечить питанием силовые электроустановки промышленных потребителей. Существующий уровень развития силовой полупроводниковой техники позволили создать ИБП мощностью до 800 кВт при длительности автономной работы до 30 минут. Это позволяет решить задачу гарантированного электроснабжения потребителей особой группы первой категории на предприятиях с непрерывным технологическим циклом, включая предприятия минерально-сырьевого комплекса.

В диссертации предложена свободная от указанных недостатков структура СГЭ, приведенная на рис.6. Элементами структуры являются: 1 - основной источник электроснабжения, 2 - дизель-генераторная установка (ДГУ), 3 - блок развязки с энергосистемой, 4

- шины переменного тока, 5 - инвертор, 6 - шины постоянного тока, 7

- выпрямитель, 8 - источник бесперебойного питания или аккумулятор, 9 - ответственные потребители (неотключаемые), 10 - частично отключаемые потребители (вторая ступень автоматической разгрузки), 11 - полностью отключаемые потребители (первая ступень автоматической разгрузки), 12 - выключатель, использующийся для подключения автономной электростанции или аккумуляторной батареи к шине переменного тока, 13 - выключатель, использующийся для подключения ДГУ, 14 - средства автоматического отключения частично отключаемых потребителей, 15 - средства автоматического отключения

полностью отключаемых потребителей, 16-система управления.

На рис.7 а) и б) приведены варианты принципиальных схем СГЭ, реализованные в соответствии с предложенной структурой. В схеме на рис 6 а) используется ИБП с двойным преобразованием энергии, содержащий преобразователь переменного тока в постоянный 1 и постоянного в переменный

Рис. 6 Структурная схема СГЭ.

ток 2, предусмотрено подключение к шине переменного тока только на время, отсчитываемое от момента возникновения провала напряжения питающей сети до момента запуска и вывода на полную нагрузку ДГУ. Тиристорный коммутатор (ТК) при необходимости исклю-Рис. 7. Принципиальная схема СГЭ: а) с при- чает возможность пе-менением ТК; б) с двойным преобразованием ретока энергии от пре-энергии образователя 2 в сеть.

Тиристорный АВР (ТАВР) предназначен для подключения ДГУ без рассогласования фаз на выходе ИБП и сохранения в работе электропотребителей с двигательной нагрузкой спустя паузу, необходимую для запуска ДГУ (15-30 с). Все коммутации ИБП и ДГУ разрешаются, если напряжение на шинах ДГУ выше 0,8ином-

После принятия нагрузки ДГУ ТАВР шунтируется выключателем 4(|)Р, а ИБП выводится из работы. Таким образом, в данной схеме АБ используется в облегченном режиме, при этом форма кривой напряжения на общей шине переменного тока определяется формой кривой напряжения ДГУ. В схеме на рис. 7 б) ИБП используется в режиме непрерывного двойного преобразования энергии, что обуславливает необходимость применения фильтров высших гармонических (АФГ). При питании от ДГУ ИБП может быть шунтирован выключателем ЗС^.

Выбор мощности ИБП должен осуществляться исходя из ограничений, обусловленных допустимой глубиной провала напряжения и необходимостью обеспечения с заданным запасом динамической устойчивости потребителей электрической энергии первой и особой группы. Полная мощность потребителей, подключенных к

ИБП определяется из выражения: Б,

нг

п V { п

ХрнГ, +

Т1 ; V 1 )

V ( « А2

где Рнг; и С>нг ; -активные и реактивные мощности ¡-го потребителя, п - число потребителей, подключенных к общей шине переменного тока СГЭ.

В случае необходимости безаварийного завершения технологических процессов величина 8НГ определяется на основе анализа параметров электрооборудования и графиков нагрузки, определяющих электропотребление в завершающей стадии процесса. Исследования показали, что любой процесс с точки зрения энергопотребления условно можно разбить на несколько ступеней, в зависимости от первостепенности завершения. Например, в результате экспериментальных исследований электропотребления при безаварийном завершении технологического процесса изготовления кабелей из сшитого полиэтилена показал, что график потребления активной мощности может быть представлен из двух ступеней мощностью 595 и 295 кВт и продолжительностью 30 с и 40 минут соответственно.

Номинальная мощность ИБП определяется из выражения:

8н ИБП > — -—5нг с05(Рнг.э ^ где ^ _ коэффициент запаса

ИБП по мощности к3 = 1,1 -1,2.

Система управления СГЭ должна обеспечивать автономную работу ИБП от АБ, запуск и подключение генераторной установки. Время автономной работы ИБП определяется энергией, запасенной в аккумуляторных батареях, и мощностью, потребляемой нагрузкой. Емкость АБ для обеспечения необходимого времени резервирования

рассчитывается по формуле: г = , где Сак - необходимая ем-

кость, Ач; 1Р - разрядный ток, А; 1Р - необходимое время работы (разряда), ч; КЕ - коэффициент доступной емкости: при получасовом режиме разряда - 0,4 (40%); КР - рекомендуемый коэффициент глубины разряда аккумулятора - 0,5 - 0,7 (50-70%). Разрядный ток определяется по формуле:

СОЭФибп

I =-, где Рнагр - средняя мощность нагрузки, Вт; т)и=0.8-

0.85 - к.п.д. преобразования постоянного тока в переменный с помощью инвертора; иаб - напряжение аккумуляторной батареи.

Перевод нагрузки с ИБП на ДГУ необходимо производить поэтапно: на 1 этапе наброс нагрузки составляет до 20 % от мощности ДГУ, на последующих этапах (до 5) до 8 % от номинальной мощности ДГУ за этап, на последнем этапе оставшейся нагрузки, которая составляет до 50 % от номинальной мощности ДГУ.

Таблица

Динамика изменения соотношения масс АБ и ИБП в зависимости от мощности устройства, рассчитанного на время автономной

работы 30 минут.

Полная мощность ИБП, кВА 100 160 200 250 300 400 450 500 600 800

Номинальный сазу ИБП 0,8

Активная мощность ИБП, кВт 80 128 160 200 240 320 360 400 480 640

Масса АБ, М), т 2,85 4,45 5,6 6,84 8,69 И,2 12,86 15,34 16,5 21,84

Масса ИБП без АБ, М2, т 1,39 1,62 2,03 2,08 2,2 3,35 3,6

Масса ИБП и АБ, М,+М2, т 4,25 5,84 6,99 8,46 10,31 13,23 14,94 17,54 19,85 25,44

Соотношение масс М,/М2 2,05 3,2 4,02 4,22 5,36 5,52 6,18 6,97 4,93 6,07

Минимизированная масса АБ, М,', т 2,28 3,56 4,48 5,47 6,95 8,96 10,29 12,27 13,2 17,47

Минимизированная масса ИБП и АБ, М, + Й2,т 3,67 4,95 5,87 7,09 8,57 10,99 12,37 14,47 16,55 21,07

(М, + М2)/ (М,+ М2) 0,86 0,85 0,84 0,84 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83

В таблице приведены соотношения массы аккумуляторных батарей и ИБП в целом в источниках бесперебойного питания при но-

минальной мощности АБ М] и минимизированной мощности М). Из таблицы следует, что при ограничении мощности АБ по условиям устойчивости технологических процессов масса ИБП может быть снижена на 15-17%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация представляет собой законченную научно-квалификационную работу, в которой содержится научно обоснованное техническое решение актуальной задачи обеспечения непрерывности технологических процессов и безопасности их завершения при кратковременных нарушениях электроснабжения в энергосистеме путем обоснования структуры и параметров системы гарантированного электроснабжения, содержащей источник бесперебойного питания и резервную генераторную установку.

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Разработана математическая модель гидромеханического комплекса ЦН-НКТ, позволяющая на основе струйной теории тур-бомашин определить зависимость момента сопротивления комплекса от собственных характеристик насоса, глубины его подвеса и гидравлического сопротивления НКТ.

2. Разработана математическая модель электромеханического комплекса ПЭД-ЦН, учитывающая вариацию параметров питающей сети, характер изменения нагрузки и позволяющая определить условия, при которых обеспечивается динамическая устойчивость электродвигателя в зависимости от изменения глубины, длительности провала и последующего уровня восстановления напря-жени.

3. Выявлены допустимые провалы напряжения и их длительность, при которых обеспечивается устойчивость УЭЦН. Показано, что с уменьшением глубины подвески ПЭД и коэффициента его загрузки увеличивается допустимая глубина и длительность провала напряжения, при которых обеспечивается непрерывность технологического процесса. Обоснована допустимость снижения напряжения на АБ до 0,8ин.

4. Разработана структурная схема СГЭ промышленных потребителей с непрерывным технологическим циклом, разработаны рекомендации по выбору ИБП и ДГУ, обоснован выбор накопителей электрической энергии для минимизации массогабаритных показателей ИБП.

5. Приведены варианты принципиальных схем, позволяющие реализовать СГЭ как с непрерывным двойным преобразованием энергии, так и с подключением ИБП посредством быстродействующего ТАВР после возникновения провала напряжения в энергосистеме. При использовании ИБП в режиме непрерывного двойного преобразования энергии возникает необходимость применения в составе СГЭ фильтров высших гармонических.

6. Показано, что выбор мощности ИБП должен осуществляться исходя из ограничений, обусловленных допустимой глубиной провала напряжения и необходимости обеспечения с заданным запасом динамической устойчивости потребителей электрической энергии первой и особой групп.

7. На основании результатов выполненных исследований обоснована возможность снижения массы ИБП на 15-17 % без нарушения устойчивости технологических процессов с непрерывным циклом.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Гусев В.И. Система гарантированного электроснабжения электропотребителей предприятий с непрерывным технологическим циклом (на примере ОАО «Севкабель») / В.И. Гусев, В.Е. Поляков // Промышленная энергетика. М, 2009, №11, с. 10-12.

2. Поляков В.Е. Обеспечение бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей на предприятиях нефтедобычи при наличии нелинейной нагрузки / В.Е. Поляков, Ю.А. Сычев, А. Н. Ма-халин // Научно-практическая конференция «Геоэкологические и инженерно-геологические проблемы развития гражданского и промышленного комплексов города Москвы» - РГГРУ, Москва, 2008, с. 255-256.

3. Поляков В.Е. Система гарантированного электроснабжения энергетических объектов сырьевого комплекса. // IX Международная конференция «Новые идеи в науках о земле» - РГГРУ, Москва, 2009, с. 248.

4. Поляков В.Е. Система гарантированного электроснабжения энергетических объектов непрерывного технологического цикла. // II всероссийская научно-техническая конференция «Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий» - УГНТУ, 2009, с. 164-167.

5. Vitaly Poliakov. Uninterruptable power supply system for plans with continious technological cycle (based on the work of ОАО "Sevcable") // Freiberger forschungforum 60 «Challenges and solutions in mineral industry» - Freiberger technical university mining academy, 2009, p. 276280.

6. Поляков В.Е. Система гарантированного электроснабжения технологических установок минерально-сырьевого комплекса. / Б.Н. Абрамович, В.Е. Поляков // Международная научно-практическая конференция "XXXVIII НЕДЕЛЯ НАУКИ СПбГПУ". СПб, 2009, с. 47-49.

РИЦСПГГИ. 19.07.2010. 3.449 Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21 -я линия, д.2

Введение

Глава 1. Состояние вопроса исследования

1.1. Современное состояние проблемы, связанной с кратковременными нарушениями в электроснабжения . '

1.2. Характеристика объекта исследования

1.3. Анализ типовых схем электроснабжения предприятий с непрерывным технологическим циклом

1.4. Анализ технических средств, применяемых для повышения надежности электроснабжения промышленных потребителей # 38 Выводы, цель и задачи диссертационной работы

Глава 2. Математическое моделирование режимов работы электропотребителей с непрерывным технологическим циклом

2.1. Постановка задачи исследования • •

2.2. Математическая модель электромеханической системы ПЭД-ЦН

2.3. Допущения при моделировании 70 2.4 Характеристика установок электроцентробежных насосов

2.5. Характеристика внутрискважинных электроцентробежных насосов

2.6. Работа электроцентробежных насосов на насосно-компрессорный трубопровод

2.7. Пусковые режимы при работе насосов на сеть 87 Выводы к главе

Глава 3. Исследование аварийных режимов работы установки электроцентробежных насосов с целью выявления границы ее устойчивой работы 93 3.1. Моделирование электромеханических процессов в УЭЦН по статическим характеристикам

3.2. Определение допустимой глубины провала питающего напряжения погружных электродвигателей при помощи статических характеристик по условию их устойчивой работы

3.3. Определение допустимого изменения уровня питающего напряжения погружных электродвигателей по условию их устойчивой работы с учетом динамических характеристик

3.4. Обработка результатов моделирования с учетом методов теории планирования эксперимента 112 Выводы к главе

Глава 4. Система гарантированного электроснабжения промышленных потребителей с непрерывным циклом производства

4.1. Требования, предъявляемые к системам электроснабжения предприятий с непрерывным циклом производства

4.2. Разработка рациональной структуры системы гарантированного электроснабжения

4.3. Обоснование рациональных параметров элементов ' системы гарантированного электроснабжения

4.4. Разработка алгоритма пошагового подключения нагрузки к генератору электростанций собственных нужд 153 Выводы к главе 4 , 158 Заключение 160 Список использованной литературы 162 Приложение 1 174 Приложение

Специфика электроснабжения потребителей нефтепромыслов, обусловлена удаленностью от энергосистем, территориальным рассредоточением объектов и разнообразием возможных энергоисточников. Передача электроэнергии от районных подстанций и электростанций энергосистемы к потребителям по линиям электропередач (ЛЭП) неизбежно связана с кратковременными нарушениями электроснабжения (КНЭ) потребителей (в виде провалов и исчезновений напряжения), которые возникают из-за коротких замыканий и грозовых повреждений ЛЭП.

Существуют непрерывные технологические процессы, при осуществлении которых нарушение электроснабжения даже на- короткий промежуток времени приводит к значительным экономическим ущербам. По данным исследований, проведенных в ОАО «Севкабель», вероятный среднегодовой ущерб из-за перебоев в электроснабжении только одной технологической линии по производству высоковольтного кабеля из сшитого полиэтилена «ЕРЬ- 50» при условии двух отключений в год составляет около 4,6 млн рублей [1].

В условиях предприятий нефтедобычи наиболее чувствительными к нарушениям в электроснабжении являются установки извлечения нефти на дневную поверхность. КНЭ подобных установок может привести к отключениям и как следствие - расстройству технологического процесса, на восстановление которого может потребоваться несколько десятков минут. Это приведет к ущербу, обусловленному потерями добычи нефти.

К основным механизмам добычи нефти относятся: станки-качалки и электроцентробежные насосы (ЭЦН). В качестве приводов у рассмотренных механизмов используются асинхронные двигатели (АД) мощностью 1,7 - 55 кВт для станков-качалок и 12 - 500 кВт для ЭЦН [2, 3]. В настоящее время широкое применение получил метод кустового бурения скважин, а количество добычных установок, приходящихся на один куст, достигает 30.

В результате проведенных исследований по влиянию возмущений входного напряжения на устойчивую работу АД ЭЦН было выявлено, что снижение напряжения на его зажимах до величины 0,6 С/я длительностью 0,15 с приводит к потере устойчивости и последующей остановке [4]'.

Традиционный вариант электроснабжения нефтяных месторождений по двум независимым линиям электропередачи от энергосистемы при существующих ценах на строительство линий электропередачи и подстанций для месторождений удаленных более чем на 30-40 км от действующих сетей энергосистемы является экономически нецелесообразным. В случае возникновения аварийных ситуаций на одной из линий длительность -перерыва в электроснабжении будет обусловлено временем срабатывания устройства автоматического ввода резерва (АВР), которое может составить 3 - 5 с. Автономный вариант электроснабжения месторождения экономически оправдан при значительном удалении месторождений от действующих сетей энергосистемы. Необходимый резерв мощности на случай плановой или аварийной остановки части агрегатов электростанции в этом случае обеспечивается за счет увеличения установленной мощности электростанции собственных нужд (ЭСН). Для потребителей 1 категории по надежности в этом случае, необходимо поддерживать резервную ЭСН в горячем резерве. Это достаточно дорого, поскольку возникают издержки связанные со- стоимостью израсходованного топлива, а также со срабатыванием моторесурса приводных двигателей. Единовременный наброс на работающую в режиме холостого хода ЭСН 100% нагрузки приведет к просадке энергосистемы. При содержании резервной электростанции в холодном резерве возможен перерыв в электроснабжении или снижение уровня напряжения в системе электроснабжения (СЭС) на время запуска агрегата и его выхода на рабочий режим, что может продлиться до 30 с. Варианту электроснабжения, когда ЭСН работает параллельно с сетью присущи все перечисленные выше недостатки.

Ни одна из рассмотренных схем не обеспечивает требований по устойчивой работе электродвигателей ЭЦН, в случае возникновения аварийной ситуации в СЭС. Перерыв в подаче электроэнергии в случае применения любого из вариантов будет превышать 0,15 с. В связи с этим возникает необходимость применения специальных технических средств для поддержания требуемого уровня напряжения непосредственно у электропотребителя при различных нарушениях в СЭС.

Для решения рассматриваемой проблемы могут быть использованы источники бесперебойного питания (ИБП), обеспечивающие защиту электропотребителей как от КНЭ, так и от длительных нарушений за счет энергии накопленной в аккумуляторных батареях.

В настоящее время мощность одиночных ИБП достигает 800 кВА, а в модульном исполнении доходит до 6,4 МВА. Существует три основных типа ИБП: резервные, линейно-интерактивные и с двойным преобразованием I энергии. Из всех типов только ИБП с двойным преобразованием энергии обеспечивают нулевое время перехода питания с сети на аккумуляторные батареи, а также обеспечивают синусоидальную форму выходного сигнала и независимость выходных частоты и напряжения от напряжения сети.

За счет наращивания блоков аккумуляторных батарей ИБП могут обеспечивать нормальное функционирование электропотребителей неограниченной время. В этом случае необходимо учесть, что при длительности автономной работы свыше 10 минут стоимость устройства растет прямо пропорциональной количеству аккумуляторных батарей, цена которых достаточно высока. В связи с этим в случае длительных нарушений в электроснабжении целесообразно применять ИБП совместно с ЭСН.

Актуальность работы.

Широкое внедрение технологических процессов с непрерывным циклом, нарушение электроснабжения которых даже в течение нескольких миллисекунд недопустимо, обуславливает повышенные требования к качеству электрической энергии. К таким процессам относятся: процесс добычш нефти с использованием ЭЦН с приводом от погружных электродвигателей (ПЭД), производство электротехнического кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена и др.

Устойчивость режимов электрооборудования, обеспечивающегоv непрерывный технологический цикл производства, зависит от глубины и длительности провалов напряжения и уровня его восстановления в сетях промышленных предприятий. Снижение уровня питающего напряжения ниже минимально допустимого, а также перерывы в электроснабжении длительностью свыше 0,15 с. могут привести к расстройству сложных технологических процессов, ложным срабатываниям системы электросетевой автоматики и защиты, отказам в электроснабжении особой группы потребителей первой категории и значительному экономическому ущербу.

Применяемые на предприятиях в настоящее время для повышения надежности электроснабжения устройства АВР, включая быстродействующие АВР (БАВР), базирующиеся на использовании совместно с ЭСН, -не обеспечивают требуемых показателей качества электрической энергии у -потребителя из-за их недостаточного быстродействия.

Традиционные технические средства и решения не способны эффективно? ликвидировать КНЭ длительностью менее 0,15 с. Наиболее современным техническим решением данной задачи является создание систем гарантированного электроснабжения (СГЭ) с использованием в их составе ИБП с двойным преобразованием энергии, запасенной в аккумуляторных батареях (АБ).

В этой связи задача обоснования структуры и параметров СГЭ с использованием ИБП на предприятиях с непрерывным технологическим циклом представляется актуальной.

Работа базируется на результатах исследований Бака С.И., Веникова В.А., Гамазина С.И., Абрамовича Б.Н., Ершова М.С., Круглого A.A., Меньшова Б.Г.,

Яризова А.Д. и др.

Цель работы. Обоснование структуры и параметров системы гарантированного электроснабжения, обеспечивающей непрерывность технологических процессов при кратковременных нарушениях электроснабжения в центральной сети и безаварийное завершение протекающих процессов при длительных нарушениях.

Идея работы. Для обеспечения непрерывности технологического процесса система гарантированного электроснабжения должна содержать резервный генератор переменного тока и источник бесперебойного питания с двойным преобразованием энергии, который при возникновении нарушений в централизованной системе без нарушения непрерывности электропитания обеспечит потребителей электроэнергией допустимого по условиям устойчивости электроустановок качества на время запуска резервного генератора и приема им нагрузки.

Научная новизна:

1. Выявлены зависимости глубины и длительности провалов напряжения и уровня его восстановления, при которых системы гарантированного электроснабжения обеспечит непрерывность и безаварийность завершения технологических процессов, от параметров, характеризующих систему: электроснабжения, вид и степень загрузки потребителей.

2. Обоснованы структура, параметры и алгоритм функционирования системы гарантированного электроснабжения, состоящей из источника бесперебойного питания, подключенного к шинам, питающим потребителей первой категории по надежности, и резервной электрогенераторной установки, электромагнитно-совместимых между собой, с сетью и электроприемниками при минимизации массогабаритных показателей и обеспечивающей бесперебойную работу технологических установок при кратковременных и длительных отказах во внешней сети.

Основные задачи исследования:

1. Выявление зависимости характера электропотребления приемников электрической энергии промышленных электропотребителей от первостепенности завершения технологических операций непрерывного производственного цикла.

2. Выявление зависимости минимально допустимого - уровня питающего напряжения электропотребителей особой группы первой категории от параметров питающей сети и изменения нагрузки.

3. Разработка математической модели электромеханических комплексов с непрерывным технологическим циклом и оценка влияния параметров кратковременного нарушения электроснабжения на устойчивость их работы.

4. Обоснование рациональной структуры, параметров и разработка схемотехнических решений системы гарантированного электроснабжения промышленных потребителей предприятий с непрерывным технологическим циклом.

5. Обоснование выбора рациональных накопителей электрической энергии, применяемых в источниках бесперебойного питания для улучшения их энергетических и массогабаритных показателей.

Методы исследований: в работе использованы методы теории электрических цепей, теории систем электроснабжения электротехнических, комплексов, теории гидравлики, численные методы решения уравнений, теория планирования эксперимента.

Защищаемые научные положения:

1. Обоснование уровней показателей качества электрической энергии, включая глубину и длительность провалов напряжения, при которых обеспечивается непрерывность и устойчивость технологических процессов с потребителями электрической энергии первой и особой группы, должно производиться из условий обеспечения с запасом статической и динамической устойчивости электроустановок с соблюдением структурной и параметрической избыточности и минимизации мощности источника бесперебойного питания в течение времени необходимого для запуска и вывода на установившийся режим вспомогательной электростанции.

2. Выбор структуры, основных параметров и режима работы системы гарантированного электроснабжения на основе химических накопителей электрической энергии в сетях предприятий с непрерывным технологическим циклом следует производить на основании выявленных по результатам математического моделирования и экспериментальных исследований зависимостей уровня питающего напряжения электрооборудования от потребляемой мощности, коэффициента использования, параметров питающей сети и комплексного анализа графиков электрических нагрузок для обеспечения безаварийного завершения технологического процесса при • отказах централизованной системы электроснабжения.

Достоверность выводов и рекомендаций, изложенных в диссертации, основывается на сходимости результатов математического моделирования и экспериментальных исследований режимов работы электрооборудования, предприятий с непрерывным технологическим циклом с СГЭ не хуже 90%. Они также подтверждаются результатами исследований других авторов. '

Практическая ценность диссертации:

- разработана методика определения влияния параметров КНЭ на устойчивость работы электрооборудования промышленных потребителей с непрерывным циклом производства;

- определены максимально допустимые уровни и длительности провалов питающего ПЭД напряжения по условию их динамической устойчивости при вариации глубины подвески и коэффициента их загрузки;

- обоснована структура и алгоритм управления СГЭ, содержащие ИБП, мощность которого определяется из условий динамической устойчивости электрооборудования, обеспечивающие непрерывность и при необходимости завершение технологического процесса.

Реализация результатов работы.

Рекомендации по выбору состава и параметров СГЭ, включая параметры аккумуляторных батареи, переданы в ОАО «Соматлорнефтегаз» и ОАО «Севкабель».

Личный вклад автора:

- разработана математическая модель гидромеханического комплекса УЭЦН - насосно-компрессорный трубопровод (НКТ);

- разработана в среде MatLAB, пакет SimuLink математическая модель, позволяющая выявить глубину и длительность провалов напряжения и уровня его восстановления из условия обеспечения динамической устойчивости двигательной нагрузки;

- произведены исследования электромагнитных процессов 'в системе электроснабжения при наличии двигательной нагрузки и вариации величины, времени провала напряжения и последующего уровня его восстановления, параметров питающей сети и изменения нагрузки; разработана структура СГЭ промышленных потребителей с непрерывным технологическим циклом;

- разработаны рекомендации по выбору параметров ИБП в составе "СГЭ"; включая АБ.

Апробация работы. Основные положения и результаты, работы?, докладывались и получили положительную оценку на конференции «Геоэкологические и инженерно-геологические проблемы развития гражданского и промышленного комплексов города Москвы» (Москва, 2008 г.); IX Международной конференции «Новые идеи в науках о земле» (Москва, 2009 г.); II всероссийской научно-технической конференция «Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий» (Уфа, 2009 г.); на международной конференции Freiberger forschungforum 60 «Challenges and solutions in minerai industry» (Freiberger 2009); международной научно-практическая конференция "XXXVIII НЕДЕЛЯ НАУКИ СПбГПУ" (СПб, 2009 г.).

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Разработана математическая модель гидромеханического комплекса ЦН-НКТ, позволяющая на основе струйной теории турбомашин определить зависимость момента сопротивления комплекса от собственных характеристик насоса, глубины его подвеса и гидравлического сопротивления НКТ.

2. Разработана математическая модель электромеханического комплекса ПЭД-ЦН, учитывающая вариацию параметров питающей сети, характер изменения нагрузки и позволяющая определить условия, при которых обеспечивается динамическая устойчивость электродвигателя в зависимости от изменения глубины, длительности провала и последующего уровня восстановления.

3. Выявлены допустимые провалы напряжения и их длительность, при которых обеспечивается устойчивость УЭЦН Показано, что с уменьшением глубины 1 подвески ПЭД и коэффициента загрузки Ки ПЭД Ки увеличивается допустимая глубина и длительность провала напряжения, при которых обеспечивается непрерывность технологического процесса. Обоснована допустимость снижения напряжения на АБ до 0,811н

4. Разработана структурная схема СГЭ промышленных потребителей с непрерывным технологическим циклом, разработаны рекомендации по выбору ИБП и ДГУ, обоснован выбор рациональных накопителей электрической энергии для минимизации массогабаритных показателей ИБП.

5. Даны варианты принципиальных схем, позволяющие реализовать СГЭ как с непрерывным двойным преобразованием энергии, так и с подключением ИБП посредством быстродействующего ТАВР после возникновения провала напряжения в энергосистеме. При использовании ИБП в режиме непрерывного двойного преобразования энергии возникает необходимость применения в составе СГЭ фильтров высших гармонических.

6. Показано, что выбор мощности ИБП должен осуществляться исходя из ограничений, обусловленных допустимой глубиной провала напряжения и необходимостью обеспечения с заданным запасом динамической устойчивости потребителей электрической энергии первой и особой группы.

7. На основании результатов выполненных исследований обоснована возможность минимизации массы ИБП на 20% без нарушения устойчивости технологических процессов с непрерывным циклом.

8. Разработанная в диссертации методика выбора структуры и параметров системы гарантированного электроснабжения, принята к применению при проектировании вновь строящихся систем электроснабжения нефтепромысловых объектов, а также при модернизации и реконструкции существующих в ОАО «Самотлорнефтегаз» (см. приложении 1).

9. По результатам диссертационной работы получено положительное решение о выдаче патента на изобретение «Устройство гарантированного электроснабжения ответственных потребителей» (см. приложение 2).

162

Заключение.

В диссертационной работе содержится научно обоснованное техническое решение актуальной задачи обеспечения непрерывности технологических процессов и безопасности их завершения при КНЭ в энергосистеме путем обоснования структуры и параметров СГЭ, содержащей ИБП и резервную генераторную установку.

1. Гусев В.И., Поляков В.Е. Система гарантированного электроснабжения электропотребителей предприятий с непрерывным технологическим циклом (на примере ОАО «Севкабель»).// Промышленная энергетика, 2009, № 11, с. 10-12.

2. Абрамович Б.Н, Сычев Ю.А., Устинов Д.А. Электроснабжение нефтегазовых предприятий./ Санкт-Петербургский государственный горный институт. СПб, 2008г., с. 12-14.

3. Меньшов Б.Г., Ершов М.С., Яризов А.Д. Электротехнические установки и комплексы в нефтегазовой промышленности.// М. : Недра 2000 г., с. 296.

4. Абрамович Б.Н., Иванов О.В., Коновалова С.А., Столяров И.И. Переходные процессы в компенсированной сети с асинхронным двигателем при возмущениях входного напряжения.// Промышленная энергетика, 1984, №3, с. 32-34.

5. Свириденко О. В. Основные направления развития малой энергетики в Российской Федерации. / Свириденко О. В., Щетинин A.A.// Энергонадзор информ, 2008, №2, с. 14-17.

6. Белоусенко И.В., Голубев C.B., Дильман М.Д. Исследование и технико-экономическая оценка надёжности электростанции собственных нужд // Газовая промышленность. 2002. - №11. - с. 62-64.

7. Карташев И.И., Тульский В.Н., Шамонов Р.Г., Шаров Ю.В., Воробьев А.Ю.// Управление качеством электроэнергии М.: издательский дом МЭИ, 2006 г., 320 е., с. 42-46.

8. Васюра Ю.Ф., Гамилко В.А., Евдокунин Г.А., Утегулов Н.И. Защита от перенапряжений в сетях 6-10 кВ. Электротехника, № 5/6, 1994, с 25-30.

9. ГОСТ 13109-97 Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

10. ГОСТ Р 51317.4.5-99 Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к микросекундным импульсным помехам большой энергии. Требования и методы испытаний.

11. ГОСТ Р 51317.4.4-99 Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к наносекундным импульсным помехам. Требования и методы испытаний.

12. Костенко М.В. Анализ надёжности грозозащиты подстанций. Л.: Наука. Ленинградское отделение, 1981, 360 с.

13. Надёжность систем электроснабжения. М, 1984 240 е.

14. Трухан А. П. Эффективность различных способов заземления нейтрали сетей 6-10 кВ. В кн.: "Режимы нейтрали в электрических системах". Киев: Наукова думка, 1974. с. 43 - 60.

15. Меньшов Б.Г., Суд И.И. Электрификация предприятий нефтяной и газовой промышленности. М.: Недра, 1984, 350 с.

16. Муратбакеев Э.Х. Минимизация ущерба при добыче нефти из-за кратковременных перерывов электроснабжения/ Муратбакеев Э.Х., Абрамович Б.Н., Медведев A.B., Старостин В.В./ Промышленная энергетика. М, 2009, №7, с. 24-28.

17. Быстрицкий Г.Ф. Установки автономного и резервного электроснабжения./Промышленная энергетика. М, 2008, №2, с. 13-23.

18. Михайлов А, Агафонов А., Сайданов В. Малая энергетика России классификация, задачи, применение./ Новости электротехники. М., 2008, №3 (51), с. 45-47.

19. Киршенбаум Р.П., Новоселов Ю.Б. К вопросу применения автономных электростанций на нефтяных месторождениях. Предпосылки применения.//Энергетика Тюменского региона. 1999. - №1,2, с. 23-25.

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

21. Фишман В. Провалы напряжения в сетях промпредприятий. Причины и влияние на электрооборудование. Новости электротехники. М., 2008, №5 (53), с. 35-39.

22. Поляков В.Е. Система гарантированного электроснабжения энергетических объектов сырьевого комплекса./ IX Международная конференция «Новые идеи в науках о земле» РГГРУ, Москва, 2009, с. 248.

23. Прусс В.Л., В.В.Тисленко. Повышение надежности сельских электрических сетей. М.: Энергоатомиздат, 1989 г, 350 с.

24. Лучиано Ди Майо, Карло Гемм, Ральф Крум. Система непрерывной подачи электроэнергии. Быстрое переключение позволяет не останавливать производство. С. 95-103.

25. Обабков В.К. Метод автокомпенсации емкостных и активных составляющих в проблеме защиты от токов утечки без отключения сети // Изв. вузов. Горный журнал 1982. - № 7, с. 38-41.

26. Рыбаков Л.М., Халилов Ф.К. Повышение надёжности работы трансформаторов и электродвигателей высокого напряжения. Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1991, 250 с.

27. Долгополов А.Г. Способы автоматической настройки дугогасящих реакторов с подмагничиванием // Электротехника. 2003. №1.-С. 59-63.

28. High Speed Transfer Device SUE 3000. Product Description. 1HDK400075 EN c. ABB AG Power Technologies, 150 p.

29. R. Heinemeyer, R. Tinggren, R. Krumm. High Speed Transfer System. ABB Power Distribution (2000), DECMS 2241 00 E.

30. Обабков В.К., Целуевский Ю.Н. Устройства автокомпенсации емкостных и активных составляющих типа УАРК в системах электроснабжения с резонансным заземлением нейтрали / Промышленная энергетика. 1989.-№3,-С. 17-21.

31. Абрамович Б.Н., Круглый A.A. Возбуждение, регулирование и устойчивость синхронных двигателей. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 128с.

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

33. Руководство по устройству электроустановок Технические решения Schneider Electric./ Schneider Electric, 2007, разделы G, M.

34. Климов В.П., Портнов A.A., Зуенко В.В. Топологии источников бесперебойного питания переменного тока, Электронные компоненты, №7, 2003, с. 12-16.

35. Климов В., Климова С.Р., Портнов A.A. ИБП с двойным преобразованием энергии малой и средней мощности: схемотехника и технические характеристики, Электронные компоненты, №6, 2004, с.

36. Соколов C.B. Создание системы бесперебойного питания (ИБП/UPS) с большим временим автономной работы. Экономическая целесообразность и технические проблемы.

37. Парфенов А.Н. Автоматизированный электропривод в нефтяной промышленности. М.: Недра, 1982 г. - 224 с.

38. Абрамович Б.Н., Ананьев К.А., Марков В.В. и др. О режиме работы электрооборудования установок нефтедобычи. — Машины и нефтяное оборудование, 1981 г. №11. -с. 19-22.

39. Идельчик В.И. Расчет установившихся режимов электрических систем. -М.: Энергия, 1977 г. 189 с.

40. Веников В.А., Строев В.А. Прменение математических методов и средств вычислительной техники в проектировании и эксплуатации электрических систем.- М.: Энергия, 1965 г. 278 с.

41. Веников В.А. Кибернетические модели электрических систем. М. Энергоиздат, 1982 г. - 323 с.

42. Сипайлов Г.А., JIooc A.B. Математическое моделирование электрических машин. М.: Высшая школа, 1980 г. - 176с.

43. Абрамович Б.Н., Ананьев К.А., Марков В.В. и др. О режиме работы электрооборудования установок нефтедобычи. Машины и нефтяное оборудование, 1981 г., №11.-с. 19-22.

44. Иванов-Смоленский A.B. Электрические машины. М.: Энергия, 1980 г. - 245 с.

45. Гаинцев Ю.В. Добавочные потери в асинхронных двигателях. М.: Энергоиздат, 1981 г. - 126 с.

46. Меркурьев Г.В., Шаргин Ю.М. Устойчивость энергосистем. Расчеты: Монография. СПб.: НОУ "Центр подготовки кадров энергетики", 2006. - с. 156.

47. Абрамович Б.Н., Жуковский Ю.Л., Круглый A.A., Устинов Д.А. Моделирование электромеханических комплексов с синхронными двигателями. СПб.: Нестор, 2007, 59с.

48. Каталог серийной продукции ОАО «Алнас», 2008 г., с. 11.

49. Онищенко Г.Б. Электрический привод, М., издательский центр «Академия», 2006 г., с 20-45.

50. Гейер В.Г., Тимошенко Г.М. Шахтные вентиляторные и водоотливные установки. -М.: Недра, 1987, 380 с.

51. Ломакин А.А. Центробежные и осевые насосы. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Изд. Машиностроение. 1966 г., 200 с.

52. Коршак А. А., Нечваль A.M. Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов. СПб.: Недра, 2008 г., с. 72-98.

53. Лезнов Б.С. Энергосбережение и регулируемый привод в насосных установках.- М.: ИК «Ягобра» «Биоинформсервис», 1998 г., 285 с.

54. Попов В.М. Водоотливные установки: Справочное пособ. М.: Недра, 1990 г. 280 с.

55. Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов B.C. Электрические машины и микромашины. 3-е изд., перераб. и доп. М. Высш. шк., 1990 с. 189-193.

56. Чалый В. Д. Планы эксперимента высоких порядков для идентификации объектов: Учеб. пособие. М.: Изд-во МИФИ, 1987. - 64 с.

57. Абрамович Б.Н, Устинов Д. А., Поляков В.Е. Динамическая устойчивость работы установок электроцентробежных насосов, Нефтяное хозяйство, №9, 2010 г.

58. Руководство по эксплуатации измерителя показателей качества электрической энергии «PECyPC-UF2», 80 с.

59. Правила устройства электроустановок. 6-ое изд., переработанное и дополненное. М.: Энергоиздат, 2000. 648 с.

60. Облакевич С. В. Расчет предельно допустимой мощности двигательной нагрузки запитываемой от автономной ДЭС, "Промислова електроенергетика та електротехшка" Промелектро, №3, 2006 г, с. 28-32.

61. Облакевич С.Д. К расчету мощности ДЭС, работающей совместно с АБП "Промислова електроенергетика та електротехшка" Промелектро, №2, 2005 г, с. 35-40.

62. Федоров С.Д., Облакевич C.B., Основные схемотехничекие решения при проектировании систем гарантированного электроснабжения, «Электропанорама». 2000.- № 3, 4, с. 23-28.

63. Димо П. Узловой анализ электрических систем. М.: Мир, 1973, 250 с.

64. Прутчиков И.А., Камлюк В.В., Михайлов В.И., Солдатов В.Н. Математическое моделирование системы форсировки по активной мощности ДГУ на базе реверсивного преобразователя энергии. Двигателестроение, №1 2005, с. 25-30.

65. Прутчиков И.А., Камлюк В.В., Михайлов В.И., Солдатов В.Н. Форсировка мощности ДГУ на переходных режимах работы с использованием реверсивного преобразователя энергии. Двигателестроение, №4, 2004, с. 25-30.

66. Кривошапка И. К высокому напряжению готовы! / Кривошапка И.,// Энергетика и промышленность России, 2007, №8, с. 18-24.

67. Чамов A.B. Технология изолирования кабелей среднего напряжения повышенной надежности. / Чамов A.B., Леппанен Й.,// Наука и техника, 2005 №5, с. 8-12.

68. Кузмина О., О совместной работе ДГУ и ИБП, Сети и бизнес, №2(3), 2002, с. 25-27.

69. Шалыгин А. Вопрос-ответ./ Новости электротехники № 6(60), 2009 г., с. 54.

70. Курзуков Н.И. Ягнятинсий В.М. Аккумуляторные батареи. Краткий справочник. М.: За рулем, 2006. - 88с.

71. Лаврус B.C. Источники энергии//"Наука и Техника", Киев, 1997г. 200 с.

72. Техническая документация на ИБП Galaxy 6000, 150 с.

73. Овчинников Д.А., Костров М.Ю., Лукин А.В., Малышков Г.М. Трехфазный выпрямитель с корректором коэффициента мощности, Практическая силовая электроника, №6, 2002, с. 20-23.

74. T.Kataoka, Y. Fuse, D. Nakajima, S. Nishikata A three-phases Voltage-type PWM Rectifier with the Function of an Active Power Filter, Proc. Power Electronics and Variable Speed Drives, 2000, p. 10.

75. Kyo-Beum Lee, Frede Blaabjerg Reduced Order Extended Luenberger Observer Based Sensorless Vector Control Driven by Matrix Converter with Non-linearity Compensation, IEEE Trans, on Industrial Electronics, vol.53, no.l, 2006, p. 38-43.

76. Андреев И.Н. Электрохимические устройства ХИТ. - Казань: Изд-во КГТУ, 1999. - 84с.

77. Арзуманян Н., Микаэлян А., Данелян А. Топливные элементы вчера, сегодня, завтра. //Альтернативная энергетика и экология. - 2005. - №10. -с.65-68.

78. Багоцкий B.C. Скундин A.M. Химические источники тока. М.: Энергоатомиздат, 1981.-360с.

79. Барнс Дж. Электронное конструирование: методы с помехами, М., Мир, 1990 г., 220с.

80. S.Bernard, G. Trochain Compensation of Harmonic Currents Generated by Computers Utilizing an Innovative Active Harmonic Conditioner, MGE UPS Systems, MGE0128UKI-2000, 2000, 80 p.

81. G.W. Massey Power Distribution System Design for Operation under Non sinusoidal Load Conditions, IEEE Trans, on Industry Applications, vol.31, no.3, 1995, p. 83-88.

82. S.Fukuda, T. Endoh Control Method for a Combined Active Filter System Employing a Current Source Converter, IEEE Trans, on Industry Applications, vol.31, no.3, 1995, p. 80-88.

83. Климов В.П. современные направления развития силовых преобразователей переменного тока, Электронные компоненты, №3, 2008г. стр. 26-31.

84. Климов В.П., Москалев А.Д. Способы подавления гармоник в системах электропитания, Практическая силовая электроника, №6, 2003г., с. 18-22.

85. Климов В.П., Кулашова A.B., Портнов A.A., Синяков В.В. Многомодульный принцип построения однофазных ИБП, Практическая силовая электроника, 2003г., вып.9, с. 23-27.

86. Климов В.П., Москалев А.Д. Проблемы высших гармоник в современных системах электропитания // Практическая силовая электроника. Науч.-техн.сб./Под ред. Малышкова Г.М., Лукина A.B.- М.: АОЗТ "ММП-Ирбис", 2002. Вып 5. с. 20-22.

87. Климов В.П., Смирнов В.Н. Коэффициент мощности однофазного бестрансформаторного импульсного источника питания // Практическая силовая электроника, 2002г., вып. 5, стр.21-23.

88. Климов В.П. Тенденции развития UPS // Банковские системы и оборудование, №3, 1994, стр.40-46.

89. Климов В.П., Федосеев В.И. Схемотехника однофазных корректоров коэффициента мощности, Практическая силовая электроника, 2002г., вып.8, с. 20-25.

90. Климов В.П., Климова С.Р. Энергетические показатели ИБП переменного тока, Электронные компоненты, №4, 2004г. стр. 21-25.

91. ГОСТ 20439-87 Электроагрегаты и передвижные электростанции с двигателями внутреннего сгорания. Требования к надежности и методы контроля.

92. ГОСТ 23377-84 Электроагрегаты и передвижные электростанции с двигателями внутреннего сгорания. Общие технические требования.

93. ГОСТ 27699-88 Системы бесперебойного питания приемников переменного тока. Общие технические условия.

94. Абакумова Ю.П. Химические источники тока. СПб: СПбГУПС, 2004. -26с.

95. Абрамович Б.Н., Поляков В.Е. Система гарантированного электроснабжения технологических установок минерально-сырьевого комплекса./ Международная научно-практическая конференция "XXXVIII НЕДЕЛЯ НАУКИ СПбГПУ". СПб, 2009, с. 47-49.

96. Вагапов Ю.Ф., Белянин И.В.,Шахов A.B. О стандарте МЭК на агрегаты бесперебойного питания, Электротехника, №3, 2000г. с. 30-35.

97. Варыпаев В.Н., Дасоян М.А., Никольский В.А. Химические источники тока. М.: Высшая школа, 2000 г. 280 с.

98. Воробьев А.Ю. Влияние ИБП на систему электроснабжения, Вестник связи, №7, 2006г., с. 35-38.

99. Воробьев А., Качество и надежность электроснабжения LAN, #09/2003, с. 50-55.

100. Таганова А.А, Бубнов Ю.И., Орлов С.Б. Герметичные химические источника тока: Элементы и аккумуляторы. Оборудование для испытаний и эксплуатации: Справочник. СПб.: Химиздат, 2005. - 264с.

101. Коровин Н. Никель-Металлгидридные аккумуляторы. // Электронные компоненты. 2002. - №4, с. 45-49.

102. Коровин Н. Свинцовые герметизированные аккумуляторы. // Электронные компоненты. 2003. - №2, с. 40-43.

103. Кромптон Т. Вторичные источники тока. М.: Мир, 1985. - 301с.

104. Кромптон Т. Первичные источники тока. М.: Мир, 1986. - 326с

105. L.Zhang, С. Watthanasarn, W. Shepherd Control of AC-AC Matrix Converters for Unbalanced and/or Destored Supply Voltage, Proc. IEEE PESC'01, vol.2, 2001, 125-130 p.

106. Цыркин М.И., Гольдинер А.Я., Тюляков K.A., Совместная работа дизельной электростанции (ДЭС) и источника бесперебойного питания (ИБП) (системы «ДЭС-ИБП»). Двигателестроение, №2, 2000г., с. 45-49.

107. Цыркин М.И., Гольдинер А .Я., Тюляков К.А., Соколов С.В. Система «ДЭС-ИБП». Согласование работы дизельной электростанции (ДЭС) и источника бесперебойного питания (ИБП). Двигателестроение, №4, 2000г., с. 18-21.

108. S.Kwak, Н.А. Toliyat A Hybrid Converter System for High Performance Large Induction Motor Drives, IEEE Proc. APEC'04, vol.1, 2004, p. 100-105.

109. R.M. Duke, S.D. Round The Steady-state Performance of a Controlled Current Active Filter, IEEE Trans, on Power Electronics, vol.8, no.3, 1993, p. 7578.

110. V.B. Bhavaraju, P.n. Enjeti Analysis and Design of an Active Power Filter for Balancing Unbalanced Loads, vol.8, no.4, 1993, 30 p.

111. ИБП Liebert NXa мощностью от 30 до 80 кВА. Технические характеристики, ENP Liebert NXa UPS, 2003.

112. Петухов B.C., Красилов И.А. Резонансные явления в электроустановках зданий, Технологии электромагнитной совместимости, №4(7), 2003г., с. 5-8.

113. Руденко B.C., Сенько В.И., Чиженко ИМ. Основы преобразовательной техники, М., Высшая школа, 1980г., 380 с.

114. Casadei D., Serra G., Tani A., Zarri L. Matrix Converter Modulation Strategies: A New General Approach Based on Space- Vector Representation of the Switch State, IEEE Trans, on Power Electronics, vol.49, no.2, 2002.

115. Wheeler P.W., Rodriguer J., Clare J.C., Empringham L., Weinstein A. Matrix Converters: A Technology Review, IEEE Trans, on Industrial Electronics, vol.49, no.2, 2002.

116. L. Huber, D. Borojevic Space Vector Modulated Three-phases to Three-phases Matrix Converter with Input Power Factor Correction, IEEE Trans, on Industry Applications, vol.31, no.6, 1995.

117. O. Simon, J. Mahlein, M,N. Muenzer, M. Bruckmann Modern Solutions for Industrial Matrix-converter Applications, IEEE Trans, on Industrial Electronics. Vol.49, no.2, 2002.

118. Геворкян М.В. Современные компоненты компенсации реактивной мощности для низковольтных сетей, М., Издательский дом "Додэка-XXI", 2003г., 100 с.

119. Штефан Гильх, Против невидимой опасности, Журнал LAN, #2/2005, с. 43-45.

120. Эрдмуте Тамм, Бесперебойное электропитание. Способы и средства достижения, Журнал LAN, #04/2004, с. 20-22.

121. Galaxy 3000,MGE UPS Systems, MGE 331, 2000.

122. Gruzs T.M. An Optimized Three-Phase Power Conditioner Featuring Deep Sag Protection and Harmonic Isolation // Liebert Corporation, 1996.- 10 p.

123. Harmonic Disturbances in Networks and Their Treatment // Cahier Technique Schneider Electric, no 152. 25 p.

124. Houdek J.A. Economical Solutions to Meet Harmonic Distortion Limits // MTE Corporation, 1999.- 5 p.