автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Регулирование режима напряжения в распределительных сетях 6(10) кВ горных предприятий

На правах рукописи

ПОЛИЩУК ВАДИМ ВАСИЛЬЕВИЧ

РЕГУЛИРОВАНИЕ РЕЖИМА НАПРЯЖЕНИЯ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ 6(10) кВ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Специальность 05.09.03 - "Электротехнические комплексы и системы, включая их управление и регулирование"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1996

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном горном институте (техническом университете)

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

АБРАМОВИЧЕЙ.

доктор технических наук, профессор ЛИМИТОВСКИЙ А.М. кандидат технических наук, доцент РАСПОПОВ Е В.

Ведущее предприятие: институт Типрошахт".

Защита состоится " £ 7-" <4ji.j<l._1996 года

в /,С час iГ мин. на заседании Диссертационного совета К.063.15.04. в Санкт-Петербургском государственном горном институте (техническом университете) им.Г.В.Плеханова по адресу: 199026, г.Санкт-Петербург, В.О., 21 линия, д.2, ауд. № 2L

Официальные оппоненты:

■о

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института (технического университета) им.Г.В.Плеханова. г

Автореферат разослан " 2^ " <х р^ 1996 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета доценгг

Б.Г.Анискин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время на добычу транспортировку и переработку полезных ископаемых расходуется около 20% всей производимой электроэнергии, а энергетическая составляющая в общем объеме производственных затрат достигает 30+60%. Поэтому в условиях опережающего роста цен на электроэнергию особую значимость приобретает внедрение энергосберегающих технологий и совершенствование режимов потребления, причем за счет совершенствования режима электропотребления может быть достигнуто снижение энергетической составляющей на 20+30%.

Совершенствование режимов электропотребления может быть достигнуто за счет:

• регулирования режима напряжения;

• регулирования режима реактивной мощности;

• исключения совпадения максимумов нагрузки предприятия и энергосистемы;

• управления потребителями-регуляторами.

В ряду перечисленных способов, совершенствования режимов электропотребления особое место занимает регулирование режима напряжения, т.к. оно позволяет достигнуть снижения энергетической составляющей на 10+15%, обеспечить устойчивость работы электрооборудования и увеличение срока его службы.

Существующая концепция регулирования напряжения в сетях горных предприятий базируется на групповом регулировании напряжения на шинах главной понизительной подстанции (ГПП), управлении потоками реактивной мощности и в отдельных случаях изменением сопротивления системы. Однако данная концепция не позволяет обеспечить рациональный режим напряжения на всей совокупности электроприемников, подключенных к протяженным ради-ально-магистральным линиям. Поэтому представляется особенно важным разработка системы и средств управления режимом напряжения на шинах ГПП посредством автоматического изменения коэффициента трансформации силового трансформатора при отклонении напряжения от рационального уровня и регулирования напряжения у удаленных электроприемников с использованием технически и

экономически обоснованных средств.

Работа выполнена на кафедре электротехники и электроснабжения горных предприятий Санкт-Петербургского государственного горного института (технического университета) в соответствии с планами научно-исследовательских работ ГП "Роснефть", АО "Татнефть" и Государственного комитета Российской Федерации по высшему образованию.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлась разработка системы и средств регулирования режима напряжения в распределительных сетях 6(10) кВ горных предприятий, обеспечивающих рациональные уровни напряжения у электроприемников, подключенных к узлам протяженных радиально-магистраль-ных линий. Для практической реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• разработать математическую модель обобщенной сети горного предприятия, обеспечивающую оценку отклонений напряжения в радиально-магистральных линиях, и произвести выбор параметров и мест подключения устройств регулирования режима напряжения ;

• разработать методику выбора уставок устройств РПН силовых ' трансформаторов, установленных на главной понизительной под' станции горного предприятия, учитывающую показатели технического ресурса;

• установить зависимость между режимными параметрами автоматического регулирования напряжения, характеристиками РПН и эксплуатационными технико-экономическими показателями электроснабжения горного предприятия;

• разработать устройство индивидуального регулирования режима напряжения, обеспечивающее электромагнитную совместимость электроустановок и повышение качества электроэнергии в узлах нагрузки горных предприятий;

• разработать микропроцессорную систему управления переключением устройств РПН;

• разработать электронную систему управления устройствами индивидуального регулирования режима напряжения.

Идея работы. Заключается в выявлении параметров^ создании компонентов и комплексном использовании устройств автомати-

ческого группового к индивидуального регулирования режима напряжения с целью улучшения качества электроэнергиив узлах нагрузки горных предприятий, повышения технико-экономических и эксплуатационных показателей системы электроснабжения, уменьшения ущербов, связанных с перерывами в электроснабжении горного предприятия.

Методы исследований. В работе использованы теория электрических цепей, методы теории электромагнитных процессов в системах электроснабжения и электрических машинах, методы математического моделирования, методы теории оптимизации, аналитические и численные методы решения нелинейных уравнений, методы обработки экспериментальных данных, решение задач моделирования с использованием вычислительной техники.

Научная новизна работы:

• установлена зависимость показателей режимов напряжения узлов нагрузки горных предприятий от параметров радиально-магист-ральных линий, от параметров распределения электрических нагрузок вдоль линии и их статических характеристик по напряжению, параметров и характеристик устройств автоматического группового и индивидуального регулирования режима напряжения;

• разработана математическая модель обобщенной сети горного предприятия, позволяющая произвести выбор параметров и мест подключения устройств регулирования напряжения в радиально-магистральных сетях;

• установлена зависимость между режимными параметрами автоматического регулирования напряжения, характеристиками РПН и эксплуатационными технико-экономическими показателями горного предприятия,

• установлены зависимости массогабаритных показателей, энергетических и рабочих характеристик вольтодобавочных трансформаторов с регулируемым магнитным потоком, обеспечивающих индивидуальное регулирование напряжения на электроустановках горных предприятий, от режимных параметров электроснабжения, характеристик нагрузки и управляющих воздействий.

Обоснованность научных положений базируется на применении известных положений теории электрических цепей, теории

электромагнитных процессов в системах электроснабжения и электрических машинах, методов математического моделирования и теории оптимизации.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается достаточным объемом теоретических исследований, близкой сходимостью расчетных и опытных данных, а также положительными результатами внедрения разработок в АО "Татнефть". Практическая ценность работы заключается в следующем:

• разработана методика выбора уставок устройства РПН силовых трансформаторов, установленных на главной понизительной подстанции горного предприятия, учитывающая показатели технического ресурса;

• разработана методика расчета вольтодобавочных трансформаторов с регулируемым магнитным потоком;

• разработана микропроцессорная система управления переключением устройств РПН;

• разработана система автоматического индивидуального регулирования режима напряжения с помощью вольтодобавочного трансформатора с регулируемым магнитным потоком.

Реализация выводов а рекомендаций работы. Обоснована и реализована система автоматического группового регулирования на электроподстанциях нефтегазодобывающего управления "Бавлынефтъ". За счет использования результатов диссертационной работы при внедрении микропроцессорной системы управления переключением коэффициента трансформации силового трансформатора достигнуто снижение потребления активной и реактивной мощности и электроэнергии электрооборудованием и потерь в радиально магистральных линиях, получен фактический экономический эффект в размере 255.458 тыс.руб.

За счет использования результатов диссертационной работы при внедрении систем автоматического индивидуального регулирования напряжения на электрооборудовании, установленном на двух нефтегазодобывающих скважинах, получен фактический экономический эффект в размере 5.385 тыс.руб.

Суммарный фактический экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы составил 260.843 тыс.руб.

На защиту выносится:

• закономерности и параметры, характеризующие системы группового и индивидуального регулирования режима напряжения в распределительных сетях горных предприятий, имеющих протяженные радиально-магистральные линии;

• комплекс технических средств автоматического регулирования режима напряжения в распределительных сетях 6(10) кВ горных предприятий, обеспечивающих рациональные уровни напряжения у элекгроприемников, подключенных к узлам протяженных ради-алыю-магистральных линий.

Апробация.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на семинарах ученых кафедры электротехники н электроснабжения горных предприятий СПбГГИ (ТУ), конференциях молодых ученых СПбГГИ(ТУ) в 1990-1996 годах, на Российско-Финлявдском семинаре "Автоматизированные системы управления электроснабжением", С-Петербург, 1994, международном симпозиуме "Минерально-энергетические ресурсы СНГ", С.-Петербург, 1995, международном симпозиуме "Энергосберегающие технологии добычи, транспортировки и переработки твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых", С-Петербург, 1996, IV международной выставке-конгрессе "Минерально-сырьевые ресурсы стран СНГ', С.Петербург, 1995.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 11 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 168 страницах. Содержит 36 рисунков, 11 таблиц, список литературы из 102 наименований и 3 приложения. Общий объем работы 192 страницы.

Во введении дается общая характеристика работы, обосновывается ее актуальность, дается краткая характеристика полученных результатов, их научная значимость и практическая ценность.

В главе 1 рассмотрены проблемы, технические средства, научные и методические задачи управления режимом напряжения для улучшения технологических и экономических показателей горных предприятий, сформулированы цель и задачи исследования.

В главе 2 составлена обобщенная схема системы электроснабжения; разработана математическая модель для оценки режима напряжения в радиально-магистральных линиях, установлены параметры режимов напряжения в узловых точках подключения нагрузки.

В главе 3 дана оценка экономической эффективности автоматического управления устройствами регулирования коэффициента трансформации силового трансформатора под нагрузкой(РПН); приведены результаты разработки блока автоматического регулирования (БАР) РПН.

В главе 4 приведены основные зависимости характеризующие вольтодобавочный трансформатор (ВДТ) с регулируемым магнитным потоком при использовании его в качестве индивидуального автоматического регулятора напряжения для отдельных электроустановок. Даны методика проектирования, результата разработки и испытаний ВДТ и его системы управления.

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

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Положение 1.

Закономерности и параметры, характеризующие системы группового и индивидуального регулирования режима напряжения в распределительных сетях горных предприятий, имеющих протяженные радиально-магистральные линии.

На основе анализа реальных схем электроснабжения реальных горных предприятий, в частности АО "Татнефть", АО "Воркутауголь", АО "Самаранефтегаз", АО "Беларускалий", АО "Интауголь", АО "Ленинградсланец" и др. составлена расчетная схема и схема замещения для оценки показателей режима напряжения (рис.1). Распределительные сети указанных предприятий имеют значительную протяженность и по своему характеру являются ради-ально-магистральными.

ис Я, X, -1 |-.-

Хд1 Ял1

—ГУУ\_|-ц

Хш Ип!

Ял

ДРш+^Оль Аи, Рл1 +}От

ДРя+^Ош; ди, Ря+ЗОш

АРлп+^АОш,; диа Рл«^Олп

Рнг1 "НОнП

Рнгп

Рис. 1. Схема замещения СЭС горного предприятия с выделением линии с наибольшими потерями напряжения

На рис. 1 обозначены: ис> Ис и Хс - эквивалентные напряжение, активное и индуктивное сопротивление питающей энергосистемы;

Рнп и Они - активная и реактивная мощности, потребляемые электроустановками, подключенными к выделенной линии; п - число узлов в которых подключена нагрузка, получающая питание от выделенной линии;

1 - целочисленная переменная, получающая значения 1, 2,..., п; Хд, и Яд, - индуктивное и активное сопротивления ¿-того участка выделенной линии;

Рл и Од - активная и реактивная мощности, передаваемые по ¿-тому участку выделенной линии;

АРл, и ДОш - потери активной и реактивной мощности в ¡-том участке выделенной линии.

Суммарные активная и реактивная мощности, подключенные к выделенной линии:

í= i ¿

где: Аь А2, Вь В2 - коэффициенты полиномов, характеризующие зависимости распределения передаваемых активной и реактивной мощностей вдоль выделенной линии. Активная и реактивная мощности, передаваемые к ьтому узлу по 1-тому участку выделенной линии, определяются из уравнений:

п 1 g

1=M

Ы+lU l \ 2

л J

У

/=1+1

/=i+l

Qm = ÈQm, + Z

X.

J='

=>+ ; 1 2"

Tq^j + S^a, '

+ +

Z=i+1

l=M

(=1+1

/=/+1

Qmi + W +Ки!У>

где: a«, aji, a2¡ - коэффициенты, отображающие зависимость активной мощности Рнг.i от напряжения в i-том узле U,; boi, bu, b2¡ - коэффициенты, отображающие зависимость реактивной мощности Ош , от напряжения в i-том узле U¡; Poí и Qoí - активная и реактивная мощности потребляемые нагрузкой, подключенной к i-тому узлу, при напряжении в узле U=l.

Выполнено моделирование режимов напряжения в следующем диапазоне варьирования независимых переменных:

• полная суммарная мощность потребителей, подключенных к линии 8Л=0,1-0,2;

• длина линии 1д=5+15 км;

• плотность тока в линии ] = 0,5+1,0},*;

• число узлов нагрузки п=10+20;

• ао = 1,143-И,059; а, = -0,566+-0,708; а2 = 0,422+0,649; Ьь = 8,525 +3,207; Ь1 = 17,13-^5,55; Ьг = 9,601+3,340;

• Ао = 0,07+0,14; = -0,0031+-0,00042; А2 = 0,0004+0,0014; В0 = 0,07+0,14; В, =-0,0033+-0,00051; В2 = 0,0006+0,0018;

Моделирование проводилось в относительных единицах, за базис были приняты номинальная мощность силового трансформатора подстанции и номинальное напряжете в радиально-магист-ральной линии (6 кВ). Учитывалась возможность сосредоточения нагрузки в начале и конце линии, а также равномерное распределение по длине. Учитывались характеристики нагрузок, подключенных к линии, потери напряжения, активной и реактивной мощности в участках линии. Алгоритм моделирования приведен на рис.2.

Установлено, что наиболее неблагоприятные режимы напряжения имеют место при наличии нагрузки, подключенной в начале и конце длинных линий. В этом случае при плотности тока в линии равной 0,5 от экономического значения, и длине линии свыше 8+10 км потери напряжения, в часы максимума нагрузок, достигают 8%, а при длине 12+15 км могут превышать 12%. Это приводит к необходимости, для обеспечения устойчивости работы удаленных электроприемников, поддерживать напряжение на шинах главных понизительных подстанций выше номинального на 7+10%. При увеличении плотности тока в линии до экономического значения потери в линии длиной 10 км могут превышать 15%.

Для обеспечения рационального режима напряжения на электроприемниках, подключенных в начале и конце линии, показана необходимость включения индивидуальных устройств регулирования режима напряжения в радиально-магистральных сетях при протяженности радиальной части свыше 3+7 км. Выявлено, что диапазон регулирования напряжения индивидуальными устройствами должен составлять не менее ±10%, ступень регулирования - 2+2,5%.

Рис.2. Алгоритм моделирования

Для выбора уставок устройств группового регулирования режима напряжения было проведено исследование зависимости экономической эффективности процесса регулирования от выбора верхней и нижней уставок. График напряжения на шинах понизительной подстанции горного предприятия имеет случайный, вероятностный характер. Было принято, что график нагрузки детерминирован по времени, случайность его обусловлена случайностью графика напряжения.

Р +

л

к л—. к

— 1 бСУррег |-1-1 1 к

р •Гпгах.нер Р * ср.пер к Ртш Рщахрсг Рср. рег

1 г ч [-_>

Рис.3. Снижение колебаний нагрузки при уменьшении колебаний

напряжения

С учетом вышеизложенного была построена целевая функция экономической эффективности процесса регулирования:

г = (РМ(исрмер -и^т^ .

+ Д^от)365Сэ +{РМ(итгх-иу.в) + а2(и2та-игулУ)

,П2П [ К _ Ь0 , Ъ1__А_У|г

Уо 3 П2 и2 XI ТТ м

\и та иу.е и пах иу.е))

К год '

где: и^нер - математическое ожидание напряжения за заданный интервал осреднения при отсутствии регулирования; Ucpper - математическое ожидание напряжения за заданный интервал осреднения при наличии регулирования; Umax - максимальное напряжение на шинах подстанции при отсутствии регулирования; Uy.B - верхняя уставка срабатывания РПН; Ро и Qo - активная и реактивная мощность потребляемая нагрузкой при U = 1;

ai, аг, bi, Ьг - коэффициенты характеризующие регулирующие

эффекты нагрузки по напряжению;

Тсуг - продолжительность суток;

Сэ - стоимость 1 кВт«ч электроэнергии;

AWnOT - снижение потерь в сети при работе на пониженном

напряжении;

С,« - стоимость 1 кВт заявленной мощности;

R3 - эквивалентное активное сопротивление подстанции;

©с - частота отказов РПН;

т0 - среднее время восстановления устройства РПН; У\ - удельный ущерб из-за внезапных перерывов электроснабжения по причине отказа РПН; vc - частота преднамеренных отключений РПН; г)с - среднее время одного технического обслуживания РПН; У2 - удельный ущерб от перерывов электроснабжения, связанных с преднамеренным отключением (техническим обслуживанием) РПН;

Р„ - максимум потребляемой мощности; Тт - время использования максимума активной мощности; К„ - коэффициент максимума; Тг - продолжительность года.

к

гг,__к

к~ Ъ65ЫС '

где: N0 - среднее число переключений РПН в сутки;

Рк - ресурс контактов устройства РПН по числу переключений;

N.

1а л/Г

У«

> > ( т

+1 + х-

У Км

У*

ШШ-У

Ак,

тр

+ 1

/у

/

где: п - усредненное суточное число выбросов превышающих верхнюю уставку срабатывания РПН;

ш - усредненное суточное число выбросов ниже нижней уставки срабатывания РПН;

ДК,р - шаг переключения коэффициента трансформации силового трансформатора.

На основе целевой функции была разработана методика выбора верхней и нижней уставок срабатывания устройств регулирования напряжения под нагрузкой, позволяющая оценить экономическую эффективность процесса регулирования напряжения и ограничить среднесуточное число переключений устройства РПН.

Положение 2.

Комплекс технических средств автоматического регулирования режима напряжения в распределительных сетях 6(10) кВ горных предприятий, обеспечивающих рациональные уровни напряжения у электроприемников, подключенных к узлам протяженных радиально-магистральных линий.

Разработана система автоматического управления устройства РПН силового трансформатора. Система построена на базе программируемого контроллера, имеет открытую архитектуру, способную адаптироваться к конкретным условиям понизительных подстанций горных предприятий и встраиваться в уже существующие системы управления подстанциями. Модульная конструкция позволяет наращивать функциональные возможности системы путем создания кон-

фигурации необходимой для решения конкретной задачи, что позволяет снизить затраты на оборудование.

Блок-схема устройства автоматического управления режимом напряжения приведена на рис.4.

Рис.4. Блок схема устройства автоматического управления режимом напряжения на шинах подстанции.

ПК - программируемый контроллер;

ИП - измерительный преобразователь;

ПР - промежуточное реле;

ИТ - информационный терминал.

Основой для создания блока автоматического регулирования системы управления устройством РПН был выбран программируемый контроллер TSX 17-20, производства французской фирмы "Телемеханик". В качестве аналого-цифрового преобразователя используется блок TSX AEG 4111, имеющий 4 аналоговых входа и подключаемый к порту расширения контроллера. Для контроля параметров работы системы, а также частичного изменения значений величин записанных в памяти контроллера используется терминал оператора ХВТ-В, подключаемый к nopiy RS 485.

Для автоматического индивидуального регулирования режима напряжения на электроустановках горных предприятий была разработана система на базе вольтодобавочного трансформатора (ВДТ) с

регулируемым магнитным потоком. Выведены основные зависимости для данного типа трансформатора и разработана методика их расчета. Мощность ВДТ на одну фазу определяется по формуле:

¿вдг- з и

где: Бн - полная мощность нагрузки;

и 1}22 - величина положительной и отрицательной добавок напряжения.

Зависимость напряжения на нагрузке от напряжения в сети и количества витков включенных в обмотках управления выражается следующей формулой:

ин=и0

щщ )

где: и0 - напряжение на входе ВДГ;

ДУ] - суммарное число витков обмоток возбуждения; и \У22 числа витков в обмотках вольтодобавки;

\У3] и \V_42 - числа витков включенных в обмотках управления;

= + Щ2.

Исследования показали, что к п. д. ВДТ при мощностях Бвдт -2,5+25 кВА достигает 97,5+98%, а регулировочные характеристики близки к линейным, что упрощает создание для них систем управления.

На рис.5 показана блок-схема устройства автоматического индивидуального регулирования режима напряжения на базе ВДГ с регулируемым магнитным потоком для однофазной нагрузки:

1. ИТ - измерительный трансформатор напряжения;

2. ИП - измерительный преобразователь напряжения;

3. ПУ - пороговое устройство;

4. МГИ - многоканального генератора импульсов;

5. БСТ - блок силовых тиристоров.

Данная система отличается . высоким быстродействием (переключение ступеней регулирования происходит в течение одного полупериода), низкой генерацией высших гармоник в питающую сеть т.к. нелинейные элементы (силовые тиристоры) включены через магнитную цепь, улучшенными условиями работы тиристоров (большие токи и низкое обратное напряжение).

А О

а о

75+125В

0*5 мА

Рис.5. Блок схема устройства индивидуального автоматического регулирования режима напряжения

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано решение научной задачи, заключающейся в разработке системы и средств регулирования режима напряжения в распределительных сетях 6(10) кВ горных предприятий, обеспечивающих рациональные уровни напряжения у электроприемников, подключенных к узлам протяженных радиально-магисгральных линий.

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Обоснована необходимость для обеспечения рационального режима напряжения в сетях горных предприятий сочетания индивидуального (у удаленных элекгроприемников) и группового (на шинах понизительной подстанции) регулирования напряжения. Разработан комплекс технических средств регулирования режима напряжения в сетях горных предприятий с радиально-магист-ральными линиями. Обоснованы параметры устройств группового и индивидуального регулирования напряжения, включая верхний и нижний пределы, а также величину ступени регулирования.

2. Разработана математическая модель обобщенной сети горного предприятия, обеспечивающая оценку отклонений напряжения в радиально-магистральных сетях, учитывающая нелинейности, вносимые нагрузкой и изменением коэффициента трансформации силового трансформатора. Разработана методика, алгоритм и программа расчета параметров режимов напряжения узлов нагрузки радиально-магистральных линий.

3. Установлены зависимости потери напряжения в участках ради-ально-магистральной линии от параметров нагрузки, характера распределения нагрузки вдоль линии и параметров ее отдельных участков. Показано, что наиболее неблагоприятные режимы напряжения имеют место при наличии нагрузки, подключенной в начале и конце длинных линий. При плотности тока в линии равной 0,5 от экономического значения, и длине линии свыше 8+10 км потери напряжения, в часы максимума нагрузок, достигают 8%, а при длине 12+15 км могут превышать 12%. Это приводит к необходимости, для обеспечения устойчивости работы удаленных элекгроприемников, поддерживать напряжение на шинах главных понизительных подстанций выше номинального на 7+10%. При увеличении плотности тока в линии до экономического значения потери в линии длиной 10 км могут превышать 15%.

4. Даны рекомендации по выбору параметров и мест подключения индивидуальных устройств регулирования режима напряжения. Установлена необходимость включения индивидуальных устройств регулирования режима напряжения в радиально-магистральных сетях при протяженности радиальной части свыше 7+10 км. Выявлено, что диапазон регулирования напряжения индиви-

дуальными устройствами должен составлять не менее ±10%, ступень регулирования - 2-5-2,5%.

5. Разработана методика выбора уставок срабатывания устройств регулирования напряжения под нагрузкой, базирующаяся на обеспечении .экономической эффективности процесса регулирования напряжения и ограничении среднесуточного числа переключений устройства РПН. Показана зависимость экономической эффективности процесса регулирования режима напряжения от ширины зоны нечувствительности и среднесуточного числа переключений устройства РПН. В качестве независимых переменных в состав целевой функции входят параметры и характеристики нагрузки, подключенной к шинам подстанции, эквивалентные параметры подстанции, показатели надежности устройств РПН и данные об ущербах от перерывов в электроснабжении горных предприятий. Показано, что основными параметрами, определяющими экономическую эффективность процесса регулирования режима напряжения с помощью устройства РПН являются нижняя уставка срабатывания и ширина зоны нечувствительности.

6. Разработано алгоритмическое обеспечение блока автоматического регулирования системы регулирования напряжения на шинах понизительной подстанции. Алгоритм обеспечивает надежную и безаварийную работу устройства РПН, цепей управления и блока автоматического регулирования, возможность бесконфликтной совместной работы устройства РПН с другим смежным оборудованием, возможность встраивания в общий алгоритм управления работой понизительной подстанции.

7. Разработана система автоматического регулирования напряжения на шинах понизительной подстанции, имеющая модульную конструкцию. Открытая архитектура системы позволяет легко интегрировать ее в состав комплексов управления электроснабжением горных предприятий и придавать ей дополнительные функции путем введения в ее состав дополнительных блоков расширения.

8. Установлены зависимости массогабаритных показателей, энергетических и рабочих характеристик вольтодобавочных трансформаторов с регулируемым магнитным потоком от режимных параметров электроснабжения, характеристик нагрузки и управляющих воздействий. Показано, что ток в обмотке управления прямо

пропорционален току нагрузки, сумме чисел витков обмоток волътодобавки и обратно пропорционален числу витков включенных в обмотке управления. Мощность вольтодобавочного трансформатора определяется диапазоном регулирования напряжения и мощностью нагрузки. Разработана методика проектирования вольтодобавочных трансформаторов с регулируемым магнитным потоком, обеспечивающих индивидуальное регулирование режима напряжения на электроустановках горных предприятий.

Разработана автоматическая система индивидуального регулирования режима напряжения на базе вольтодобавочного трансформатора с регулируемым магнитным потоком. Система состоит из датчика напряжения на нагрузке в виде измерительных трансформатора и преобраователя, порогового устройства, многоканального генератора импульсов и блока силовых тиристоров. Система обеспечивает изменение напряжения на электроустановках без искажения формы кривой путем коммутации тиристорных пар, включенных в цепях обмотки управления. Проведены экспериментальные исследования автоматической системы индивидуального регулирования режима напряжения на базе ВДТ с регулируемым магнитным потоком.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Полшцук В В., Евсеев А.Н. Математическая модель регулирования режима напряжения в системах электроснабжения промышленных предприятий. -В сб.: "Автоматическое управление энергообъектами ограниченной мощности". Л., 1992.

2. Полшцук В.В. Комплексное устройство автоматического управления энергетической подстанцией. -В сб.: Тезисы докладов Российско-Финляндского семинара "Автоматизированные системы управления электропотреблением для предприятий горнодобывающей промышленности и перерабатывающего комплекса". СПб., 1994.

3. Полшцук В.В. Вольтодобавочный трансформатор с регулируемым магнитным потоком. -В сб.: Тезисы докладов научной конференции студентов и молодых ученых СПбГГИ, 1996.

4. Полшцук В.В. Регулирование напряжения в электрических сетях горных предприятий. -В сб.: Тезисы докладов международного симпозиума "Энергосберегающие технологии добычи, транспор-

тировки и переработки твердых, жидких и газообразных полез: ных ископаемых. СПб.: РТП СПбГГИ, 1996.

5. Полгацук В.В. Вольтодобавочный трансформатор с регулируемым магнитным потоком. -В сб.:Тезисы докладов международного симпозиума "Энергосберегающие технологии добычи, транспортировки и переработки твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых. СПб.: РТП СПбГГИ, 1996.

6. Абрамович Б.Н., Полищук В.В. Пути энергетической оптимизации процессов добычи и переработки полезных ископаемых. В сб.тез. докладов международного симпозиума "Топливно-энергетические ресурсы России и других стран СНГ", СПб, 1995.

7. Абрамович Б.Н., Полищук В.В., Евсеев А.Н. Показатели регулирования режима напряжения в системах электроснабжения. -В сб.: "Автоматическое управление энергообъектами ограниченной мощности. Л., 1991.

8. Абрамович Б.Н., Полищук В.В. Комплекс технических средств регулирования режима напряжения в электрических сетях горных предприятий. В сб.тез. докладов симпозиума "Горное оборудование, переработка минерального сырья, новые технологии, экология", СПб.: BAO "Рэсгек", 1996.

РИЦ СПГГИ. 25.11.96. 3.505. т.ЮО экз

199026 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2