автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Системы группового питания и управления электропотреблением энергоемких установок и технологических комплексов

сэ

^ï CVI

о

Q_

М1ШСТЕРСТВ0 0СВ1Ш УКРА1НИ НАЦЮНАЛЬНА Г1РНИЧА АКАДЕМЫ УКРАШИ

со

i_

о.

Сшолкций Анатолий Пилипович

УДК 658.26:621.314.632

СИСТЕМИ ГРУПОВОГО ЖИВЛЕННЯ ТА УПРАВЛ1ННЯ ЕЛЕКТРОСПОЖИВАННЯМ ЕНЕРГОСМКИХ УСТАНОВОК I ТЕХНОЛОПЧНИХ КОМПЛЕКС®

Спещальшсть 05.09.03. - електротехшчш комплекса та системи

Автореферат дисертацп на здобуття наукового ступеня доктора техшчних наук

Дшпропетровськ - 2000

Дисертащею е рукопис.

Робота виконана на кафедр! автоматизованого електропривода Кривор^зького техшчного ушверситету Мшстерства освш! Украпш,

Науковий консультант акадешк HAH Украши, доктор техшчних наук, професор • ГКвняк Геннадш Григорович, Нацншальна прнича акадешя Украши, ректор, завщувач кафедри систем електропостачання

Офщшш опоненти: доктор техшчних наук, професор Клешков Володимир Борисович, Хармвський державний поттехн1чний ушверситет, завщувач кафедри автоматизованих електромехашчних систем

доктор техшчних наук, професор Садовой Олександр Валентинович, Дшпродзержинський державний техшчний ушверситет, проректор по науковш робот! завщувач кафедри електрообладнання промисдових пцшриемств

доктор техшчних наук, професор Сшчук. Олег Миколайович, Державне науково-виробниче об'еднання "Харга.вський електромехашчний завод", заступник директора

Провщна установа шститут електродинам1ки HAH Украши, вщддл електроживлення технолопчних систем, м. Кшв.

Захист ввдбудеться " О " 6в/>еЗ//9 2000 р. о годиш на

засвданш спещаизовано!' вченоГ ради Д 08.080.07 в Нащональюн пршгай академи Украши за адресою: 49027, м. Дншропетровськ, 27, пр. КМаркса, 19.

3 дисертащею можна ознайомитися у б1бл1отещ Нацюнально! прничо! академи Украши за адресою: 49027, м. Дшпропетровськ, 27, пр. КМаркса, 19.

Автореферат ромсланий "22" d/t/ftЯ 2000 року.

Вчений секретар спещагазовано! вчено1 ради, канд.техн.наук, доцент

Заша В.Т.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальшсть проблеми.

Сучасний етап створення HOBiTHix технолопй характеризуеться залежш'стю в1д показниюв використання enepropecypciB, у тому чисп й електроснергп, масогабаритних характеристик електрообладнання, показнийв електромагштно!' сум1сност1 та надшяосп, функщональних можливостей eлeктpoтexнiчниx комплекс1в (ЕТК) i систем (ETC). Для енергоемких технолопй мегалургшно!, пряичо!, машинобуд1вно! й шших галузей промисловост1 розподш та використання електроенергп здшснюеться за допомогою розгалужених мереж живлення групових установок i комплекав i3 перетворювальними пристроями (1111). Це дае змогу представити там мерена електроенергетичшши системами (EEC) з груповими перетворювальними пристроями (ГПП), показники ефективност! яких визначаються технолоичними характеристиками установок i комплекав i специфЬгшши умовами формування групових режшшв електроспоживання. Але тендсшдя енергоспоживання, яка склалася ¡сторично в Украип, не сприяла розвитку енергозбер!гаючих технолопй, що характерно для виробницгв краш i3 розвиненою економпсою. ВСдсуттсть единих шдход!в до формування та розрахунмв режим ¡в електроспоживання на технолопчних р1внях EEC часто е причиною реал1заци недостатньо обгрунтованих р!шень стосовно компенсаца неактивних с кладов их потужност, вибору ращональних структур, не враховуючих взаемозв'язок параметр1в i процес!в групп комплеюпв, особливостей технологи. У цьому випадку число складових ефективносп збшьшуеться i для визначення ix впливу на узагальнююч1 показники необхщн) спечхальш дослщження й розробки.

Енергетичш процеси розгалужених мереж живлення енергоемких технологий характеризуються такими осношшмк факторами:

- структурною i функщональною складнютю об'екпв електроспоживання; об'екти, як правило, розм1щеш в едишй технолопчнш ланщ з груповою або шдивщуальною системами живлення, характеризуються великою вишршстго та жорсткими вимогами до якоси управлшня;

- модертзащею технолопчного пронесу та ввдновленням тех-Hi4H0i" бази снлово! та шформащйно-управляючог частин ЕТК i ETC у зв'язку з впровадженням передових виробничих технолопй, ям зм1нюють умови формування й прогнозування показниюв електроспоживання;

- розподшешстю та нестабшьшстю навантажень у мережах EEC, характером взаемовпливу та електромагштно!' сум1сносй, що визначае надшшсть складних систем.

Бшышсть досладжень, пов'язаних i3 шдвшценням показншав електроспоживання, стосусться поодиноких технолопчних об'екпв i питания щодо виршення проблеми ефективносп в комплекс! слад ваднссти до недостатньо вивчених. Найбшьш проблематичним у цьому випадку е пошук нового ефективного методу розрахуныв дночих значень базових парамстр1в у вузлах та енергетичних каналах розгалужених нелшшних мереж, який складае основу алгоритмов багатовар^антних розрахушав при обгрунтуванш та створенш високоефективних EEC з ГПП. Розроблеш на цей час штетральний та спектральний методи базуються на графоаналпичних опсращях i Ix використання для EEC з ГПП неефективно, а при складних мережах та режимах електроспоживання -навпъ неможливо. Це ускладнюе отримання необхвдно! шформацп про електромагштш та енергетичш процеси в структурах EEC i* не сприяе обгрунтуванню оптимальних по електроспоживанню pimenb. У зв'язку з цим актуальною е розробка нових шдход1в i принцюпв формування режимов електроспоживання EEC з ГПП, Korpi дозволяли б одержувати прийнятш, з точки зору практично! реал!заци, ршсння в умовах Д1ючих i заново створюваних енергоемких виробництв.

Наукова проблема, що виршуеться в дисертаци. полягае в розвитку Teopii i розробщ практичних метод1в створення ефективних систем групового живлення та управления електроспоживанням енергоемких установок i технолопчних комплексе в умовах керованого розподшу електроенергп, електромагштного i енергетичного зв'язку м1ж силовими ланками мереж i нестабшьносп навантажень. П1д системами групового живлення розумноться розгалужет EEC з одним або декшькома загальними джерелами живлення силових елемекпв схем i керуванням електроспоживанням об'екпв шляхом використання регулюючих i компенсуючих властивостей перетворювальних нристро1в. У цьому випадку реальна система живлення замшюеться а складовими -енергетичними моделями, KOTpi найбшьш точно в1дображають енергообм1нн1 процеси в наближених до навантажень ланках мереж з . урахуванням декомпозица складових потужносп. 3 методично! точки зору вказана проблема вир1шуеться на ochobi поеднання структурно-аналггичного моделювання складних нелшшних мереж i синтезу схем i алторитм1в управлшня, що в умовах взаемозв'язку енергетичних i технолопчних режишв об'екпв визначае енергетичш залежносп й параметри електрообладнання, якюш показники функцюиування групових установок i комплекав.

Досл1Джснш/, яи представлен! в дисертаци, виконаш в рамках po6ir, проведених автором у Кривор1зькому техшчиому ушверситеп зпдно з

програмами розвитку народного господарства СРСР, УРСР i Украши, у тому числк

- координацшними планами НДР АН УРСР на 1981-1985 p.p. (теми 1.9.6.2.2.1.13, 1.9.6.2.2.3);

- координащйними планами НДР АН УРСР на 1985-1990 p.p. (теми 1.9.2.2.1.4.15, 1.9.2.2.1.2);

- циьовою м1жвуз1вською програмою "Автоелектропривод" на 1985-1990 p.p.;

- планами раду мшстерств та промислових шдприемств на 19651995 p.p.

Метою роботи е розробка теоретичних основ та практичних метод!в створення систем групового живлення енергоемких установок i технолопчиих комплексе для тдвищення ix ефективност1 та надшноси шляхом прогнозування оптимальних режим!в електроспоживання та реал^защя цих режим1в за рахунок використання схемотехшчних piineiib з високими регулюючими й компенсуючими властивостями неактивних складових потужиоси в умовах розгалуження мереж та нестабшьностс навантажень.

Для досягнення поставлено! мети в дисертаци вир1шуються Hacrynni 3aaa4i наукових дослщженъ:

1. Обгрунтування нових тдход^в i положень стосовно формування та розрахунгав режинпв електроспоживання в системах групового живлення енергоемких установок i технолопчних комплскав на основ! структурно-аналтпшого моделювання нелпийних мереж та синтезу р1внянь балансу енерпй в енергетичних ланках i3 нестабшьними навантаженнями, яы встановлюють ятисш й кшыисш характеристики енергообмшу та визначають передумови для управлшня й контролю складовими повно! потужносп.

2. Розвиток Teopii таких систем як особливого класу складних мереж живлення, отримання нових залежностей та характеристик за

. допомогою математичного опису npouecie у системах "джерело-перетворювач-навантаження" за умов взаемозв'язку технолопчних режим ¡в об'екпв i взаемовпдиву електромагштних процеав у ланках мереж, обгрунтування на щй ochobI принципов побудови структур групового живлення з шдвищеними експлуатащйшши та масогабаритними характеристиками.

3. Визначення методичних основ створення високоефективних систем групового живлення з оптимальним р1внем складност1 силових i шформацШно-управляючих частин та розробка нових схемотехшчних pimeHb, що забезпечують реал!захпю стратеги управлигая електроспожи-

ванням за рахунок розширення складових ефективносл на ochobI пщвигцених яшсних показнимв групового живлення i управлшня.

Для визначення функцш структурно-аналтгчного методу, безпосередньо пов'язаних i3 задачею формування та розрахуныв режимов електроспоживання взаемозв'язаних за технолойчним процесом групових установок i комплекав, у щй робот1 вводиться поняття "енергстична модель".

В основу наукового узагальнення покладеш:

- фундаментальш робота з Teopii" складних леретворювальних пристро!в aBTopiB Глштершка С.Р., Булгакова О.О., Чиженка I.M., Шляпошшкова Б.М., Сенька В Л.;

- досл1дження з енергетично! теори нелшшних мереж та методьв тдвищення ефективност! систем з перетворювальними пристроями Маевського О.О., Зшов'ева Г.С., Замараева Б.С., Пенфвда П., Супрунови-ча Г., Жемерова Г.Г., Гельмана М.В., Родькша Д.Й., Латишка В.Д., Булатова О.Г., ТонкаляВ.Ю., ДрехслераР., Садового О.В.;

- теоретичш та застосоваш доашджсння для створення високо-ефективних систем живлення енергоемких установок i комплекав Шидловського А.К., Ивняка Г.Г., Жежеленка I.B., 1ванова B.C., Гордее-ва B.I., Железка Ю.С., Сшчука О.М., Атамова Я.Ф., Томсона Т.И., Солодухи Я.Ю., Праховника A.B.

1дея роботи полягае в тдвищенш ефекту оптдапзацп показниыв електроспоживання за рахунок виршення задач моделювання та розрахунку енергетичних nponcciß ргзнотипових нелшшних мереж на основ1 единого тдходу й формування групового режиму електроспоживання з прюритетом компенсаци неактивних складових потужност! безпосередньо пристроями управлшня поодинокими та груповими об'ектами.

Основш науков! положения та результати, i'x новизна.

HayKOBi положения, що виносяться на захист:

1. Енергетичний зв'язок м)ж об'ектами електроспоживання та . об'ектами електропостачання в системах групового живлення задаеться

багатор1вневими енергетичними моделями з математичним описом електромагштних процеав складних нелшшних мереж, а запровадження фактору елементарних cneicrpiB у задачу визначення балансу енергш забезпечуе формування залежностей м!ж кшьысними й яисними показчиками електроспоживання та технолопчними характеристиками об'екпв у форм] штегральних р1внянь синтезу.

2. Зниження р!вня неактивних складових потужносл в енергетичних ланках EEC до значень, що забезпечують ефективне

функщювання мереж 1 об'екпв, здшснюеться вщ нижшх (технолопчних) до бшып високих р\втв !з наданням пр!оритету нижшм. Останне, за рахунок використания принципу декомпозицп складових потужносп та впровадження ГПП з високими регулюючими та компенсуючими властивостями, забезпечуе залишковий м1шмум неактивних складових, спрощуе 1 здешевлюе !'х подальшу компенсащю зовшшшми пристроями,. що дозволяе створити системи живлення з оптимальними масогабаритними характеристиками й мппмалышми втратами слсктроснергп.

3. Шдвищення ефективносп та надшносп складних систем живлення енергоемких установок 1 технолопчних комплекав визначаеться складов ими, яы в умовах ¡мов!ршсних 1 детермшованих характеристик навантажень, взаемозв'язку об'екпв технолопчним процесом та загальною мережею живлення встановлюють принципово шт залежноси енергообмшу та ямеш показники управлшня груповими об'ектами. Цим визначаеться пршритстшсть розробки та впровадження тих схемотехшчних рнпень, як! реал1зують вадшшдш показники ефективносп з мппмалышми витратами.

Науков! результата, одержан! в дисертацп.

1. Метод досл!дження й розрахунйв ефективносп систем групового живлення на основ! структурного моделювання бататор!вневих ЕЕС ! синтезу енергетичних р!внянь ¡з застосуванням положень штегрально! ! спектрально! теор!й нелшшних мереж. Це дозволяе, у пор!внянш з в!домими методами, виключити складш графоанал!тичн! операцн ¡з розрахунковото циклу при визначенш показншив ЕЕ вказаних систем ! обгрунтуванш нових шдход!в стосовно оптим^задп групових режтпв електроспоживання.

2. Методолопчш принципи формування енергетичних режтапв у ЕЕС, як! базуються на реал!зац!1 умов електромагн!тного ур!вноваження групових трансформатор!в ! компенсуючих властивостях широкого класу ГПП та внкористанш запропонованого сгруктурно-анал!тичного методу прогнозування ефективносп. Це склало основу синтезу енергетично оптимальних систем групового живлення, виходячи !з режимних чинншив керованих об'екпв, ! розширюе сферу застосування !х для енергоемких технологий.

3. Теоретичш аспекти електромагштних ! енергетичних процейв нел!н!йних структур при глибокопульсуючому ! уривчастому струм!, яю обумовлеш впливом неоднорщносп топологш за пер!од напруги живлення на основн! показники систем. Це сприяло виявленню нових законом!рностей у формуванн! режим!в електроспоживання та шдвищенш як1сних показншав функщювання установок ! комплекс!в, технолопчш процеси яких пов'язан! з нестабшьшстю навантажень.

4. Новий шдхвд до аналЬу та розрахунмв показниыв електроспоживання EEC при живленш групи взаемозв'язаних за технолопчним процесом установок i комплекав циюично1 дп, який полягае в тому, що розрахунков1 параметри на окремих штсрвалах i за цикл отримаш шляхом дискретного гармошчного синтезу. На вщмшу вщ вщомих шдход1в, яю базуготься на складанш модульованих функций або об'емних графоашштичних операшях, розроблений метод дозволяе за рахунок ушфшованих алгорюгапв ефективно реалпувати розрахунковий цикл у замкненому вигляд1, визначити вихщш передумови для вибору мстод1в та засоб1в компенсаца неактивних складових потужноси у вузлах EEC.

5. Методика розрахунив комутацшних викривлень наируги EEC з ГПП, яка полягае у cinrrc3i розрахункових ствв1дношень на 0CH0Bi часткових (для напруг) i повних (для струм1в) коефщ1ештв Фур'е i дозволяе за рахунок урахування когерентное« одно!менних rapMOHiK окремих установок з бшьшою точшетю, у пор1внянш з вщомими методиками, розрахувати коефвдент несинусо'1дальност1 в ycix ланках складних мереж. Виявлеш невщом1 рашше характеристики взаемовпливу разом ¡3 наведеними вище показниками комутацшних викривлень створили умови для обгрунтування нетрадицшних ршень шдвищення ефективност1 та надшност1 EEC, шляхом побудови структур i3 несшвпадаючими комутащями та використанням запропонованих надшних засоб1в обмеження взаемовпливу на основ1 часткового або повного розподшу електромагштних процеав.

6. Схемотехн1чн1 ршення стосовно шдвищення показниюв електроспоживання типовими установками в системах групового живлення, яю грунтуються на впровадженш комбшованих способ1в управлшня й комутаци ПП сум1жних об'екпв, формуванш екв1валентних багатофазових режим1в, штенсифпсацп технологичного процесу, вилученш ¡мпульсних навантажень i3 EEC, автоматизованому облшу та контрол1 енергетичних параметр!в. Це створило умови для послабления впливу показнимв енергоспоживання на co6ieapTicTb продукцп i, як насладок, забезпечило реал1зад1ю енергозбер^гаючо! технологи прокатного виробництва.

Методи досльгження.

У процеЫ проведения дос.аджень використовувались: аналп та наукове узагальнення лггературних джерел з енергетично! Teopiii нелшшних мереж, методам розрахуныв та шдвищення ефективност1 систем живлення енергоемких установок i комплексов; методи спектрально! теори сигнал1в та дискретного гармошчного синтезу; штегральний i спектральний методи аналву складних перетворювальних пристрохв;

методи Teopil ¡мовфностем та eapiauubmro обчислення, математичного анал1зу, шформатики та обчислювально! техшки.

У npoucci досл!джень широко використовувалось спещальне обладнания перетворювалыкм техшки, силово*' та шформацшно-керуючоГ частин автоматизованого електроприводу промислових установок i комплекав.

Обгрунтовашсть та достов1рн1Сть наукових положень, висновыв та рекомендацш гадтверджусться використанням перев^рених методов математичних доказ1в та ф1зичного моделювання, проведениям експериментальних досл1джень в умовах виробнинтва та достатньою зб1жшстю одержаних теоретичних та практичних результате, позитивними результатами промислового використання розробок.

Наукова новизна полягае в розвитку теори та побудов1 засоб1в уиравлшня електроспоживанням складних систем групового живлення взаемозв'язаних технолопчшш процесом установок i комплекав на ocuoBi ршення задач прогнозування й огггимтацп складових потужносп нелшшних мереж. Використання р1внянь балансу eHeprii на осноеп теореми Телледжена з елементами теорп дискретного гармоничного синтезу та анал1тичтшх наближень i апроксимацш забезпечило реал1зацпо ново! концепцп формування й контролю режим ¡в електроспоживання на технолопчних pieroix EEC. Запропонована система узагальнюючих показниюв сфсктиваост! за умов декомпозици i нестабшьност! складових потужност! i прюритетш напрямки ix шдвищення за рахунок синтезу i впровадження енергетично оптимальних групових структур у технолопчш piBHi EEC.

Практична щншсгь. Розроблеш методи та засоби знайшли використання при вирнпснш задач по тдвищенню ефективнос™ й надшнос™ систем групового живлення енергоемких установок i комплекав з рпномантшми вар!антами розгалужених EEC та ix техшчного оснащения. ' Ушверсальшсть запропонованих структур i алгоритмов управлшня забезпечуе i'x високу пристосовашсть до умов функщювання переважно! б1лъшосп об'егпв завдяки використанню в цьому випадку стандартного обладнання й обмежених o6'cMie вихщно! шформацп. Розроблеш шдходи грунтуються на впроваджент запропонованих багатовар1антних техшчиих ротень, яи, включно i3 нетрадицшними, визначають комплексний принцип шдвищення ефективносп при формуванш групових режтпв електроспоживання.

Реалтацш та впровадження результапв дослщжень. Результата дослщжень та розробок, виконаних в дисертацп, були використаш при BitpiuieiiHi народногосподарських задач. Пщтверджена експериментально ефекгившсть розроблених та впроваджених у виробництво техшчних ршень,

я Ki реашзують 1дс! i розробки автора по шдвшценню показшшв електроспоживання й електромагттно! cyMicuocri групових комплексов i технолопчних лшй; прокатного виробництва (КДГМК, НПТЗ - Украша), прничо1 иромисловостт (ЦГЗК, ПГЗК, 1БвГЗК-Укра'1'на, Каджаранський ГЗК -ЕМрмстя, Удачншський ГЗК - РоЫя), Мшсисрго Укршни (ДДТЦ, м. Дшпродзержинськ), Мнлетпрому Украши (КБПФ, м. Кривий Pir). Загальний екошвпчний ефекг по роботам, хцо впроваджеш, у цшах до 1991 р. перевщцив 850 тис. карбовашцв. Доля результатов дисертаци у цих розробках сгановить 28-40 %.

Апробащя робота. Робота в щлому доповвдалася та обговорювалася на науковому ceMiHapi "Елсктротехшчш комплекси i системи" Нацшнально! прничо! акадс.\иУ Украши, де була схвалена та рекомендована до захисту. Окрем! роздшо дисертацп доповадалися на двох лпжнародних, 5 всесоюзних, 7 республ^канських конференциях та ceMinapax, на координащйнш нарад! по М1жвуз1вськш nporpaMi "Автоелектропривод", на ceMinapax науково! ради з комплексних проблем електроенергетикк АН Украши, а також на ceMinapax в окремих оргашзащях, яю займаються розробкою, проектуванням та експлуатащею енергоемких технолопчних установок i комплекав з перетворювальними пристроями в системах групового живлення.

Публшацн. Результата виконаних доа^джень i розробок за темою дисертацп викладеш у 90 опублшованих працях (37 статей у наукових фахових виданнях, 6 статей у зб^рниках конференцш, 30 депонованих у наукових журналах статей, 8 авторських свадоцтв на винаходи, 9 статей у шших виданнях), з яких 5 статей i 1 авторське свщоцтво без ствавторш.

Структура та обсяг роботи. Дисертащйна робота складаеться з вступу, семи роздшв, висноввав, списку л1тературних джерел з 257 найменувань i 15 додатшв на 54 cropimcax. Загальний об'ем дисертацп складае 463 сторшки, об'ем основного тексту - 277 сторшок, 80 шостращй на 76 сторшках i 15 таблиць на 17 сторшках.

ОСНОВНИЙ 3MICT РОБОТИ

У BCTyni обгрунтована актуальнють досл!джень i розробок, сформульоваю наукова проблема, мета та задач1 дocлiджeнь, вщображена наукова новизна та практичш результата, наводяться положения, що виносяться на захист, а також даш по апробацп та иублшацп дослшжень.

У першому роздш на основ! ашшзу публ1кащй за темою дисертацп обгрунтоваш загальш шдходи створення ефективних систем групового живлення енергоемких установок i технолопчних комплексов, виходячи з умов узагальнення критерив оцшки i розрахуныв показштв електроспоживання, синтезу структур й алгоритмов управлшня з високими

компенсуючими (неактивш складов! потужност!) властивостями, формування групових режимов електроспоживання з обмеженим р1внем електромагштного взаемовпливу та ¡мпульсних навантажень у ланках ЕЕС.

Основш позиди залропонованих шдход^в полягають у наступному:

- складт ЕЕС з ГПП умовно замшюються багатор1вневими енергетичними моделями з урахуванням характеристик 1 параметр1в основних елеменпв;

~ формуються розрахунков1 вирази й алгоритми, як] передбачають виконання обчислювальних операцш у напрямку в1д нижшх енергетичиих р1вшв до верхшх;

- визначаються основш иоказники електроспоживання й напрямки 1х шдвищсиня шляхом впровадження в енергетичш ланки ЕЕС високоефективних систем групового живлення та управлшня.

Особливий акцент у робом зроблено на формувант узагальнених показниыв ефсктивност1, яы випливають 13 взаемозв'язку критерии систем на основ! яшснпх (ПЯЕ) I неяккних (ПНЕ) показниив електроенерга та втрат. Одержан! вирази для коефппенпв потужносп Кт 1 корисно! дн мають вигляд:

кш = ---г; „ 1

1

1-

1 + Ал

1

1 + Аг

(1)

де

ург ~ загальний показник системи ПНЕ, який дор1внюе сум1 часткових

показниыв неактивних складових вщносно активно!" потужностк -загальний показник системи ПНЕ, який дор1внюе сум! часткових показншав неактивних складових вщносно повно! потужноеп; -

ащносш мшмальш втрати.

Зпдно (1) виявлено взаемозв'язок коефоденпв Кт 1 %, одержан! умови опттатацп електроспоживання:

Кш 1-0; 0.0;

~> 0.0.

(2)

На основ! принципу декомпозицп такий шдх!д характеризуе електроспоживання з позици впливу кожно! !з складових потужност! на

узагальнеш показникк ефектизност! и створюе передумовн до вибору метод1в i засоб^в компенсацп хх у вузлах складних ЕЕС.

Обгрунтовано тезу про те, що анал1з, розрахунок I прогнозування ефективносп складних ЕЕС з ГПП не можуть бути рсалЬоваш' в замкненому вигляд! при ввдсутноеп шформаци про струми в !х енергетичних каналах, а одержати II вщомими методами складно. Розроблений же метод вилучае гром1здш й трудомюты операцп побудови та штегрування кривих струм ¡в складно! форми й базуеться на використаню коефвденпв Фур'е групових структур, складаючих основу розрахункових вираз1в для визначення ддачого значения сумарного струму:

¡п

1

л

р

I

*г = 1

^д = И = 1 ' у

\2

и = 1< = 1

(3)

де АВ(к- косинусш та синусш частков1 коефвденти Фур'е д-х труп 1 ¡-х пристро!в.

Я п 5 и

Формування сум > здайснюеться при будь-якому

5=11=1 9=11=1

поеднанш груп ч е 1 перетворювальних пристро!в 6 {/..«}, а похибка

розрахунклв досягаеться вибором кшькосп Р перших (б^льш низьких) гармошк струму к е {1...Р} 1 при обмеженому Р для найбшын поширених схем коливаеться вщ 0.23 % до 2.63 %.

Зпдно з викладеним, квадрат повно! потужност! трифазно! чотири-проводно! ЕЕС з ГПП визначаеться виразом:

>» V Г"

IV*

со

I

Ч'=1

Я,

к=\

и=1

+

п

/

41 = 1 \2

• +

(4)

де , - вщшшдно косинусний 1 синусний коефвденти Фур'е

струму Б-Т фази, д-х груп 1 г-х ПП; А^уц , В^ул - аналопчт коеф1шенти

струму нульового дроту И; По - коефщ!ент, який характеризуе вадношення опору нульового дроту 1 фази; и - дшче значения напруги на вход! ЕЕС.

Декомпозищя (4) з урахуванням (3) 1 методу симетричних складових дозволяе визначити складов! повно! потужносп в будь-якш точщ ЕЕС.

Розроблеш узагальнена класифпеащя 1 новий принцип подання ЕЕС з ГПП енергетичними моделями вадповщних тишв (на осшш теореми Телледжена) створили передумови для структурно-аналйгичного методу анашу й розрахунюв, який одержав назву модифгкованого. У робота приведет найбиьш типов1 вар1анти моделей, створених за розробленим принципом, що склали основу дослщжуваних групових структур.

Для успешного ршення розрахункових операщй розробленим методом обгрунтоваш методики формування аналггичних наближень 1 апроксимащй, яю визначають точшсть 1 область 1х практичного використання.

У другому роздш розглянуп принципи формування енергетичних режим!в 1 ефективного функцдавання систем групового живлення з природного комутащею, яга складають основу сучасних енергоемких технологш, на основ1 поеднання схемотехшчних р1шень та технолопчних характеристик установок I комплскав. Виконано анал1з умов компенсацп намагшчувальних сил (НС) обмоток трансформатора групово! структури, виходячи ¡3 узагальнено! модел! й запропонованого в першому роздш aнaлiтичнoro виразу к-х гармошк при формуванш групового режиму електроспоживання. При такому шдход1 основна умова компенсацп' НС на Б-му стержеш

0 (5)

1=1

реал1зуеться на ochobi попарного ур1вноваження НС первинно1 (FlSi) i вторинно! (F2Si) CTopiH власне ism ПП, або утвореними при формуванш групового режиму екв^валентними /-ми ПП.

Розроблеш принципи ашшзу й синтезу групових систем у свош основ1 лпстять однотишн onepauii структурного моделювання, розбиття структур на енергетичт р!вш й поегапного дослщження i'x на виконання умов компенсацп' НС, виходячи i3 гармошчних спекгр!в 1мпульс1в, що формунпъ струми в ланках EEC. При цьому повшстю виключаються графоаналгтичш onepauii' при визначенш первинних crpywie, тому що i'x розрахунков1 В1фази одержано методом дискретного гармошчного синтезу i, наприклад, для ряду структур мають вигляд:

- на основ1 несиметричних мостових схем при дворазовому вмиканш веттшв

5лг я ^лг

о о о

Л

(б)

¡=1 ко 2 5

з неоднорцщими вентильними групами

£

(7)

У виразах (6), (7) аи 1 а21 характеризують кути керування Н вентильно! групи при першому й другому вмикаши вентшпв, Бг -коефодент вщносноГ мшшально* напруги 1-1 групи, Кг - коефвдект навантаження г-1 групи.

Це дало змогу ефективно Ь багаточисельних вар1анпв виявиги групов! структури, практичне застосування яких при ¡мпульсних навантаженнях призводить до зниження в 4-5 раз^в р!вня реактивно* потужносп (схсми з ускладненими способами керування) та на 20-35 % -розрахункову потужшсть трансформаторов (схеми з неоднорщними вентильними групами). При цьому за рахунок формування групового режиму електроспоживання скривлення первинного струму бшьш низьке в порхвнянш з поодинокими установками.

Третш роздш присвячений розробщ нових шдход1в до компснсаци неактивних складових потужносп в розгалужених ЕЕС, ям базуються на використанш компенсуючих властивостей структур з комбшованою комутащею при формуванш групових режтпв електроспоживання. Установлено, що синтез алгоритлпв керування, яп забезпечують екстремальш значения критерй'в ефективностс, на основ1 анал13у функщоналу д1ючого значения первинного струму 1хг призводить до невизначеност1 в р1вняннях частинних похщних допом1жних функцш \ неоднозначное« 1х ршення. У зв'язку з цим розроблеш приндипи формування близьких до енергетично оптимальних алгоритм] в керування,

виходячи 15 умов симетрц кривих первинного струму /1Г (¿¡я) 1 кривих первинно! напругн и, (ш) (умова компенсацп реактивно! потужноеп) та багатостутнчаеп г1Е (¿у/) (умова компенсацп' потужност! викривления) 1 особливостей !х реалтзацШ у розгалужених мережах з ГПП.

Для поточних технолопчних установок иайбшьш дошльною е групова Структура, в якш одночасно реал1зуеться ефект почергового керування й штучно!" комутацн, а розрахунков! вирази для уах електроматн!тних режим!в при використанш модиф!кованого методу мають досить простий вигляд. У цьому випадку активна ! реактивна складов! потужиост! визначаються виразами:

_ 1 " "

* 1 = 1 1=1

_ Iя "

ба2 = + 1Х 51П(а0 - <р%

1 1 = 1 !=1

а первинний струм

1\г = {¿т^005^ ±соък{а0-<р)]? +

2Ьг /=1 к

I

,К<Г ■ . . . .„7 11

(8)

(9)

-ь{]Г—Цвт^ ±8тА(ег0 -гр)]} ¿=1 &

де а0 - кут керування загальною анодною групою, що вщраховуеться вад точки штучно! комутацн; <р - кут випередження комутацн, що вадрахо-вуеться в!д точки природно!' комутацп.

У вираз! (9) верхн! знаки сум вдаовдають непарним, а нижн! -парним гармошкам, а порядок 1х визначаеться гармошчним рядом первинного ' струму трифазно!' грули, тобто первинного (нижнього) енергетичного р!вня.

Реальн! значения Кш теля впровадження розроблених на цШ основ! групових структур для баготодвигунного електропривода постачальник!в руди 1 шдйомншив вугшля складають 0,92-0^96 проти 0,41-0^49 до модершзаци, що зумовлено практично повною компенсац!ею (¿^ ! полтшеною формою групового режиму. Новизна такого шдходу

полягае в сумщенш функщй регулювання параметр!в ! компенсацп неактивних складових потужноеп на бмып низьких енергетичних р!внях без додаткових ювшшшх компенсуючих пристрош. Використання !ндив!дуальних груп з високочастотною модулящею на ЮВТ-транзисторах

1 СГО-тиристорах розширюе функщональш можливостч й дощльшсть застосування групових структур iз комбшовапою комутащею. Вщносно мереж1 живлення там структури представлен! екв1валентними схемами випрямлювач1в (швертор1в) 1 шт&изащя <21г досягаеться за допомогою спрощених алгоритшв комбшованох комутацп у первинних ланках схем. Фрагмент розроблено! на цш основ1 ЕЕС показано на рис.1, який

шии-ю шим-ш

Рис. 1. Групова структура ЕЕС з комбшованою комутащею.

В1дооражае принцип одночасно! компенсацп" неактивних складових потужносп в межах сумажних технолопчних установок.

У цьому випадку реал1защя умови 0{у —> 0 досягнута вщповадним вибором кут!в керування аш>ат та а2Б,а2и шдивщуальних установок, а компенсащя гармошк нижнього порядку здшснюеться за рахунок формування екв1валентного багатофазовото режиму в межах сум^жних установок.

Одержано ков1 математнчш вирази, яы дозволяють ефективно виконатн оцшку й розрахунки пульсащй вихщних напруг (cтpyмiв) г-х ПП з нетрадищйною формою кривих на баз! аналшпшого подання вщносжи ' плопц "напруга-час" 1 диочого значения змшно! складово! напруги. Показана доцшьшсть використання методу синтезу коефвден™ Фур'е для вихщних напруг /-х ПП по вщповдошм коефвдентам розкладання 1х первинних струм1в. яы визначаються при модиф1кованому методь

Четвертий роздш присвячений досл!дженню слектромагштних 1 енергетичних режшпв установок 1 комплекав при глубокопульсуючих I уривчастих струмах у IX силових колах (електропривод ¡з знакозмшним або цишичним моментом навантаження, спещальш джерела електротехнологи).

Основна складшсть у вивченш й використанш таких режим1в обумозлена вибором аналггичних вираз1в для струм!в iu(ûjt), як! визначаються багатовишрними функциями виду:

¡1; (<af) = F(at Д, ,<рй, Sf ), (10)

де Я,,., <рл. о, - в1дпов1дно тривалкть ¡мпульсу струму, фазовий кут силового кола й вшносна сумарна проти-ЕРС на розрахунковому штервалк Для схем 3i змшною структурою за период иапруги живлення, коли формувания електромагютних i енергетичних режтпв супроводжуеться наявшстю нульових (розрядних) контур1в (роздали 1, 2) i нсстабьчыпстю ■ivt, (plh на розрахункових штервалах, реал1зуються яисно нов! принципи персрозподЬу парамстр1в i побудови експлуатацшних характеристик. Запроваджено поняття параметру 8, який характеризуе в1дношсння сталих часу силового кола 3i змшною структурою i його вплив на показники режилпв. Використання розроблено'£ методики при створенш й впровадженш групового тиристорного електропривода псстачальниыв, ушверсальних зварювальних машпулятор1в дозволило нолтшити ïx регулювалып й технолопчш характеристики (зниження на 18-26% зони переривистого струму) i масогабаритш показники (зниження на 20-30% розрахунково!шдуктивносп дроселя).

Нестандартна й нестабшьна форма струм1в / -х ПП для зазначених структур i режишв, що îctothq в пли вас на ефектившсть ЕЕС, ускладтое розрахунок за точними формулами. У зв'язку з цим у робот1 розроблена й використана кон-цсищя анал1тичиих наближень i апрокси-мацш, яка побудована на зампп реальних кривих струм1в i -х ПП екв1-валентними синусоидами (або ïx всрхшми дшянками) i трапециями. Один i3 cnocoôie anpoKCuMauiï режиму уривчастого струму, коли реальна крива поодинокого ¡мпульсу струму замшена верхньою дшянкою сkbîвалентно!' синусоГди з параметрами 1Ыт (амплитудою) i Âj (основою), для трифазно! moctoboï схеми показаний на рис.2, а синтез коефвдештв Фур'е групово! структури здшснюеться за виразами :

Рис.2, первинного урахуванням

Формування струму ЕЕС з апроксимацп

поодиноких струм1в.

„_ 2(1+СО5к^) „ К ЛА(к)> =-—Е;-'—-Ая<хи>к-Ьа,-

¿=1 П ; = 11-С05^

„ 2вт£

=

—ч. „ Ал БтД: • Да,,

1=1

де Ая = —^—+—^——^--собД БША;-^ . к-1 &+1 к

Розрахунками, виконаними на основ! даних даочих ЕЕС прокатного виробництва, встановлена нестаб!льшстб 5-1 I 1-х гармошк (для 5-1 гармошки вщхил перевищуе 250 % у зош гранично-уривчастого режиму), що вносить !стотш корекгиви у виб1р способ!в 1'х компенсаций

Розвиток запролонованих методов дозволив на баз! едино! теорп електромагштних 1 енергообмшних процеав сформулювати методолопчну основу анал1зу й розрахунюв ЕЕ систем живлення з тиристорними регуляторами змшшн напруги (ТРЗН) для найб!льш поширених вар!анпв схем, режшав (вид¡в навантаження), способ1в керування й комутацн. Максимальна похибка наближених розрахуныв на основ1 екв1валентних синусощ 1 трапецш не перевищуе 4,5 %, у зв'язку з цим вщпадае необхщшеть у точних, але складних штегральних виразах.

У п'ятому' роздт показано подальший розвиток, практичний напрямок I корисшсть розробленото методу при синтез! й рсал1заци алгорш\пв { програм розрахунку ефективносп групових установок I комплекав щпшчно1 до. Розглянуто можлши шляхи одержання 1 використання розрахункових вираз1в для визначення диочих (амплггудних) значень гармошк 1 струму групових структур у дискретних пггервалах 1 за цикл як основних обчислювальних операщй, ям базуються на :

- безпосередньому штегруванш кривих струм!в групово1

струюгури в кожному дискретному штервал! Д циклу;

- аналогичному зображенш випадкових ! детерм!нованих функцш гармошк (/)! струму ¡^ (0 у виглядо модульованих функцш;

- формуванн! вираз!в для гармошк ' СТРУМ'В

в кожному дискретному интервал! А г,- ! за цикл !з використанням елемекпв гармон!чного синтезу.

Перил два шдходи, як показано у робот!, особливо складш при п>2 1 ¡мпульсних навантаженнях, тому запропоновано трстш.

У дьому випадку математичш вирази, що складають основу методу, подаш у ВИГЛЯД1 дискретних функщй, чисельш значения яких визначаються для кожного дискретного штервалу 1 за цикл за сшввщношенням виду :

- для циклового ККД

У л

п _;_.

>4- Нп '

/=11=1

- для циклового коефвденту потужиосп з нср1вно\прност! навантаження

и к

И 2 т, Я(Д 3 ^ ~ м р Х>

>щихф(Тц X Х.Лодд^Аг,)2

;=и=1

- для дгачого значения первинного струму

1иц -|2 (14)

У вираз! (12) характеризуе втрати електроенерп! за цикл, а

Д г, у виразах (12)-(14) - штсрвал дискретизацп (] -номер штервалу), який

вибираеться в залежноеп вад точное« розрахунюв у межах 0,02-0,1с.

Розрахунками показншив ефективносп групово! структури екскаватора (найбгаыи типового комплексу щншчно!' дп) встановлеш значна нестабильность ус!х компоненте електроспоживання, гшзьк! циклов! показники (%{^ -0,49-0,56, =0,27-0,32) навггь при використанш

ускладнених способ!в керування / -ми ПП основних мехашзм!в, що обумовлюе специф!чний шдхщ у вибор! засоб!в ! способ!в компенсацн неактивних складових з урахуванням одержаних уточнених характеристик електроспоживання.

Обгрунтовано ефективний метод розрахунку результуючих (екв!валентних) значень гармон!к струму в загальнш мереж!, яка живить групу взаемозв'язаних за технолопчним процесом установок. Практична реал1за1ця такого методу дозволила виявити особливоеи формування р!вшв гармон!к струму в окремих точках ЕЕС за цикл роботи неперервного

(12)

урахуванням (13)

прокатного стана при ргших способах чергування одно1мснних 1 р1зщименних схем з'еднання трансформатор1в.

У цьому випадку для компенсуючих гармошк порядку ^-(2/-1)±/

1 некомпенсуючих гармошк порядку т1± 1 одержано 1 викорнстано загальний розрахунковий вираз:

1 "(О «(А)

КЮ) сов к ■аНу)± ЛКтсо5к-ат)2 + КЛ 1(Г)=1 ¡{Д)=1

(15)

и(У) п( Д) I

>(Г)=1 »(Л)=1

де - коеф1щенти навантаження г -х ГШ з одшмменними (^ або

^д) 1 р1зно1мешшми або схемами з'еднання обмоток

трансформатора ; «¿(у^о^д) - кути керування г-ми ПП для аналопчних умов.

Найбшышш ефект щодо компенсаци 5-1 I 14 гармошк реально дйочого стану ДС-250-3 КДГМК "Кривор1жсталь", як показано позшдями 5,6 на рис.3, досягнуто при неперервному чергуваню оджнменних 1 р1зно1менних схем замлеть ¡снуючого до модершзаци комбшованого 1 групового (позицп 1, 2, 3, 4), а залишковий р1вень зазначених гармошк викликаний технолопчними розб1жностями параметр1в.

Запроионовано нетрадицшний попарно-груповий метод компенсаци неактивних складових потужносп технолопчно! л1ш! прокатного виробництва, який базуеться на сумоденш комбшовано'1 комутацй' (для компенсаци ) та двоступеневому формуванш екв!валентного багатофазного режиму (для компенсаци Рш) у межах сум1жних клтв. 3 урахуванням особливостей технологи висоы енергетичш показники

(а) клш (5>

Рис.3. Графш! 5-i (a) i 7-i (б) гармошк первинного струму EEC прокатного стана.

досягаються при частковш (до 25 %) модершзацп перетворювальних груп силово) частини.

. Шостий роздш присвячекий дослщжсншо комутащйних процессе 1 режим!в взаемовпливу, обумовлених специф1чними умовами функщювання 1 взаемозв'язку електромагштних процес1в комплекс!в при живленш вщ загально! мереж1 й визначаючих критерп несинусо!'дальност1, взаемовпливу. та електромагшгно! сумюностг Запропоновано иовий метод розрахунку комутащйних викривлень групових структур на баз! часткових (для. напруг) 1 повних (для струшв) коефвдеипв Фур'е, що дозволяе визначити коефвдент несинусо'1дальност1 Ку будь-яий точщ ЕЕС за виразом:

Кнсг =тт~—| £ [(Ь\т>)2 +(Е%)и()212, (16)

и0)С [к=1т±I 1=1 1=1 )

де ~ амгоптуди синусно! I косинусно! складових к-х гармошк

скривлено! ; -м ГШ криво! напруги мережа; и^ - д1юче значения першо! гармошки напруги мсрежк

Рекомендований багатьма авторами спрощений шдхад до визначення по виразу

*я<х = 7~ё +втт»г (17)

и(1)С /=1 к=1т±1

дае значш похибки для складних ЕЕС, бо не враховуе когерентноеп к-х гармошк г-х ПЛ. Бпыд точним при розрахунку результуючих к-х гармошк комутащйних викривлень и(к ^ 1 Кнс-^ е метод шдсумовування парами к-х гармошк / -х ПП у вщповщност1 з виразом:

п п I

+ 2 Ъи(к)щи(к)ш соЩ/щ ~Ч'т)\г> (18)

¡=1 9,1=1

однак через складшсть пром1жних обчислювальних операцш при п > 2 практичне використання (18) недоцшьне.

Синтез алгортэав 1 програм передбачае операцп по формуванню сум

п я

виду Х^ДО'Х^даи' як' вход ять у (16), що розширюе функцюнальш ¡=1 1=1

можливост! розробленого структурно-анал1тичного методу 1 його практичну направлешсть.

Визначеш шдходи 1 принцили стосовно анал1зу й розрахунку режим ¿в взаемовпливу групово! структури цикл1чно! дц з урахуванням реальних параметр1в 1 експлуаташйних характеристик (иавантажувальних 1

швидысних fliarpaw), що обумовлен! наявшстю велико! KinbKOcri електромагштних режим! в, рпномаштшстю вих1дних систем диференщйних р1внянь i методами ix перетворення. Найбьтьш негативний ефект зшшг кулв комутацп виявляеться при живленш перетворювам1в в1д загального трансформатора (у межах 470...850% в залежносп в1д довжини :unii живлення) для електропривода меншо! потужностл (рис.4,а), а при живленш Б1д 1ндив1дуальних трасформаторхв щ показники значно нижч! (рис.4,6). Цифрами 1, 2, 3 позначен! крив! залежностей /3 - /(«3)

для трьох електромагштних режюшв взаемовпливу, а цифрою 6 - Ti ж залежносп, але без урахування взаемовливу.

Спсциф1чною особлив1стю електромагштних процеав взаемовпливу в групових структурах з комбшованою комутащею е наявшеть трьох вцщв комутащйного спадання напруги, поданих у вщносних одиницях виразом

£дcpj = ДCMrk + дс;. + лег , (19)

де - власне вадносне комутацшне спадання напруги в

шдивщуальних вентильннх трупах; AC'pj - вхдносне спадання напруги

некомутуючих вентильних труп; АС"р] - в ¡дно с не спадання напруги

некомутуючих вентильних груп, для яких проводною е фаза, що виходить i3 роботи вщносно комутуючих груп.

Виконаш досл1дження й розробки визначили комплексний шдхщ до вирхшення проблеми взаемовпливу й електромагштно! сум1сност1, який передбачае частковий або ловний розподш електромагштних режилпв та виключення ¿з EEC !мпульсних навантажень.

к

50 40

30

io!

1

i N

w'r.......—

Хс-9,40«

Хс=9,4 0м

4-

а» 97'

54.-

:с

-i Я

а)

60

б)

120

Рис.4. Залежносп кут1в комутаци вад кута керування для режимов взаемовпливу в ЕЕС при живленш установок вщ загального (а) та шдивщуальних (б) трансформатор1в.

У сьомому роздал! ротлянут1 питания практично! рсалтцп способов шдвищення ефективност! установок 1 комплекав на основ! розроблених принцип!в 1 шдход!в. Показана специф!ка едектромагн!тних ! енергетичних

пропссш у вентильних структурах i3 дволанковим перетворенням енергп i особливосп формування групових режим ¡в електроспоживання вщносно мерея« яшвлення. Так, для багатодвигунно! системи АВК 6a30Bi роз-paxyHKcmi вирази для активно! i реактивно!" потужиоси перетвореш до

виду:

Paz +

i=i

Qz = ¿ЫQ + etCptf* ефт i=i

(20)

де г3, - номшальна електромагштна потужшеть 1 -го двигуна; -ступшь регулювання вхщно! напруги / -го швертора (або / -! незалежно! групп при складнш схеш швертора); - коефодент, який враховуе м1ру споживання реактивно! потужност! /' -м швертором; К„ - коефвдент характеру навантаження (для широкого класу мехашзм1в приймаеться в межах 0-3); кщ - коефвдент, який враховуе реактивну потужшеть /-го двигуна.

Використання комбшовано! комутацп дозволяе тдвшцити У

достатньо широких межах (вщ 18 % до 250 % у пор!внянш з симетринним керуванням) у залежност! В1д способ!в керування базовими та шдивь дуальними ПГТ, але при цьому вадбуваеться перерозподьт розрахункових потужностей силових елеметтв у сторону !х збшьшення (до 75 % для

тиристорних груп), або змен-

К,

г; в

шення (до 20 % для загального трансформатора групово! струк-тури).

Показаш результати й особливост! практично! реаль заци мстод1в енергозбереження та ефективност1 енергоемких технологш прокатного вироб-ництва. Впровадження техшчних i схемних pimenb, що шдвищшга на 30-40% швидмсний режим i на 25-30 % знизили час техно-лопчного циклу стана ДС-250-6 КДГМК "Кривор1жсталь", реаль защя пристро!в безударного запуску СД велико! потуж-ност1 (до 16 MB А) у вузлах EEC визначили

1!

клт

Рис.5. Графшт коефвдента потужноси прокатного стана для трьох швидысних режтпв.

багатокритер1альний характер ефективносп. Покращення одного з показншцв едектроспожнвання для цього випадку представлено на рис.5, де позищя 1 характеризуе Кт стану гпсля модершзацп, позшця 3 - до

модершзацп, позищя 2 - в пер10д налагодження.

Наявшсть у технолопчнШ ланщ установок i компдекав i3 ударно-цик;пчшши навантаженнями створюе специфшп умови формування гармошк струму i для ix розрахунку запропоноваш таи сшввщношення:

- при збьтыленш навантаження

i(k) = --sia/v(— - Айг)л/Г+(Г- Д0[(1 - А») ± 2 cos k-3Au\; (21)

Jc 3

- при знягп навантаження

i(k) = isin/i(- + Aor)^l+ (1- Ai)[(l - ДО ± 2cos/с - ЗАа]. (22)

к 3

Прирости кута керування (фази) A a i струму (модуля) А/ у виразах (21), (22) вибираються Ь д1аграм (осцилограм) у !х дискретних

штервалах Ат = —(т - число пульсащй вихвдно! напруги, f€ - частота

мерела). Для установок прокатного виробництва (юптей, ножиць) диапазон змши Аа складае 15-30°, а А/ -в1дпо1идно 0,11-0,16. Виявлена таким способом нестабшьшсть парних i непарних гармошк, а також гармошк, кратних трьом, у вузлах мереж! живлення враховуеться при виршенш проблем електромагнггно! cyMicitocTi й надшностг

Як приклад, на рис.6 наведеш залежносп 2-i, З-i та 4-1 гармошк в1д A or, яи обумовлеш особливостями вказаних режтпв. Практичне вико-ристання досл!джень здшснено також при створенн1 та впровадженш групо-вих систем живлення загально-промислових установок i комплексе: тиристорних збуджувач1в СД велико! потужност1, електротехнолопчних установок, постачальншав руди, шдшмач1в вуплля, мехашзм1в та установок прокатного виробництва. В умовах прокатного виробництва реал1зашя технолопчного контролю електроспоживання досягаеться без використання спещальних пристро!в, що значно знижуе варткть in ф орм ацш н о - в им i р н их систем у пор1внянш з вщомими ршеннями.

Рис.6. Залсжносп 2-1, З-i та 4-1 гармон1к струму в!д приросту кута керування при циклгчних навантаженнях.

Як показали експеримснтальш досл1дження, реальна картина формування первинного струму /1Е мереж! живлення ЕЕС нав!ть при обмеженому числ! установок (п = 3) вщргзняеться особливою складшстю 1 нестабшыистю при симетричних (рис.7,а) 1 ускладнених (рис.7,б) способах керування. Це в казус на дошльшсть 1 перспективу використання розробленого струкгурно-ашиптичного методу анал1зу та розрахунмв-показнимв електроспоживання для створення високоефективних систем групового живлення.

У додатку до дисертащй-но1 роботи подаються матер!али 1 документи, ям шдтверджують факт використання в промис-ловост), науководослдаих та проектноконструкторських ор-гашзащях, а також у навча-льному процес1 розроблених методов розрахунку й опти-м1зацп по казним в електроспоживання, впровадження у виробництво високоефективних ис. /. исцилограмн струшв систем живлення та управлшня ЕЕС при симетричних (а) I установками I комплексами 1з ускладнених (б) способах керування. зазначенням отриманих результатов. Наводяться додатков1 теорстичш матер1али, подано тексти програмного забезпечення, результата практичних розрахунмв та експериментальних дослщжень.

X!_

'й> ^ ^

Д» Д;

■Д-М-А

4 \

/ 1

Ощ-1 ьз, --ев'; а,- 75-;

висновки

У дисертащйнш робот1 здшснено наукове обгрунтування теоретичних положень 1 техшчних ршень, реал1защя яких забезпечуе створення ефективних систем групового живлення та управлшня електроспоживанням енергоемких установок 1 технолог¿чних комплексов, що с вагомим внеском в науково-техшчний прогрес. Конкретш результата там:

1. Вир1шсння задач для створення ефективних систем групового живлення енергоемких установок 1 технолопчних комплексш забезпечуеться використанням концептуального шдходу, який базуеться на ефективних методиках анал1зу та розрахунмв розгалужених нелшшних мереж 1 пршритетносп формування оптамальних режилпв електроспоживання безпосередньо пристроями управлшня об'ектами. 3

урахуванням таких важливих особливостей ЕЕС з ГПП, як складшсть та енергетична багатор!внсв!сть, розподшешсть об'екпв та залежшсть !х показниыв електроспоживання вад технолопчних режюпв, сформульована концепция нового структурно-аналЬичного моделювання, яка грунту еться на зображенш топологи складно! ЕЕС и складовими - енергетичними моделями вщповщних тишв (з урахуванням класифшащюшх ознак) га синтез! базових аналтмних стввщношень за умов формування групових режтпв електроспоживання.

2. Доведена необхишсть використання для розрахунку дшчих значень струм^в (гармошк) у розгалужених ЕЕС з ГПП як одше! гз найбглып складних 1 основних операдш при визначенш !х показниыв електроспоживання, сшввщношень, отриманих за допомогою дискретного гармоничного синтезу. На в!дмшу вщ вщомих метод1в, яи передбачають великий обсяг граф!чних побудов та аналггичних операцш, синтез розрахункових сшввщношень запропонованим методом обмежуеться сумуванням часткових коефвденив Фур'с струм1в г-х пристро!в. Выбором функцш струму визначаються структури коефвдетлв Фур'е, точшсть розрахуныв та оссбливост! формування групового режиму електроспоживання. Вказаний метод у сполученш з штегральним склав основу нового структурно-анал1гичного методу, який ефективно реал!зуе анализ та розрахунки складних ЕЕС з урахуванням технолопчних характеристик об'екив.

3. Визначеш аспекта формування енергетичних режишв в ЕЕС з ГПП, яш грунтуються на поеднанш ягасних характеристик електромагютних ироцсав розгалужешк нсл!шйнпх мереж 13 компенсуючими властивостями широкого класу ГПП та використанш запропонованого нового методу розрахунку показнишв електроспоживання. На цш основ! обгрунговано математичш й ф1зичт передумови компенсаци неактивних складових потужносп, яш базуються на впроваджешп в технолопчш ланки ЕЕС групових ПП з ускладненими способами управл1ння, неоднорщними структурами, на повшстю керованих ключах 1 спещальних алгоритмах !х перемикання. Сформульоват умови синтезу енергетнчно рахцонально! форми первинного струму ЕЕС на основ! групових структур !з залежною 1 незалежною комутащями, при повшстю керованих шднввдуалышх або базових групах. Установлено приоритета техшчних ршень за рахунок сполучсння ускладнених способ!в управл!ння та комбшовано! комутацп, ям формують груповий режим електроспоживання в ЕЕС з однотштовими технолопчними установками та !з дволанковими перетворювалышми пристроями нового поколшня. Реал!загдя цих аспекпв дозволяе обмежити р1вш неактивних складових потужност! в технолопчних ланках ЕЕС без зовшшшх компенсуючих пристро!в та розширити сферу застосування !х для тдвшцення ефективност! енергоемких технолопй.

4. Досягнення високих показниыв електроспоживання, яке здшснюеться за рахунок впровадження 11111 щцвищено! складносп та багаторежимносп електромагштних процеав, супроводжуеться нестабшьшсгю пульсацШ i гармошк вюадних наврут (струсив), що ускладнюе '¿х математичний опис при визначенш сфективносп. Обгрунтоваш на ochobI анал1тичного опису вщносно! плопц "напруга-час" i синтезу розрахункових сшввщношень для вих^дних напрут по в1дпов1дним коефодентам розкладу первинних струм1в поодиноких установок методики забезпечують реал1завдю принципу повноти аш-шзу. У цьому випадку базов1 алгоритми i програми доповнюються вщповадною частиною шдпрограм, у яких математичш сшввадношення задаються у вигляд1 р!внянь зв'язку, а отримаш результати забезпечують вилучення неефективних схем живлення шдиввдуальних навантажень при формуванш групових режим1в електроспоживання.

5. Здшснено розвиток Teopii електромагштних i енергетичних npoueciB систем при глибокопульсуючих i уривчастих струмах (електропривод 3i знакозмшним або цшинчним моментом навантаження, спешальш джерела електротехнологи), яг« полягають у дослщженш специф1чних умов формування кривих струм1в у складних нелтйних колах та ix математичного вираже пня. На цш ochobi визначеш яюсно нов1 принципи лерерозпод1лу параметр!в, побудови структур та характеристик типових установок (шдшмач1в, ушверсальних зварювальних машпулятор1в), значно покращеш ix масогабаритш та експлуатацшш показники, шдвищена надшшсть. Показано, що синтез алгоритм1в i програм автоматизованого розрахунку ефсктивносп на ochobI точних вираз!в для струм1в (напрут) дощльно виконувати з використаиням запропонованих апроксимованих функщй, ям забезпечують похибку не бшыпе 4,5%, але скорочують об'еми розрахункових операцш на один порядок. Математичш модел1 й алгоритми складаютъ основу методик шженерних розрахунмв EEC з груповими перетворювачами змшного струму як р1зновиду розгалужено! нелшшно! мереж1, яи визначеш запропонованими положениями Teopii електромагштних npoueciB нелшшних структур.

6. Встановлено, що виконати анал1з та розрахунки ефективностс розгалужених EEC, ям живлять установки й комплекси з р1зкозмшними (цигшчними) навантаженнямн, вадомими методами (графоашштичним, iMOBipnicHiiM, модуляшйним) складно й малоефективно. Розроблений на основ1 дискретних функцш та гармошчного синтезу новий метод дозволяе в будь-якш точщ EEC, з великою точшстю, на дискретних штервалах i за цикл визначити Bci показники електроспоживання. Це дало можлившть сформулювати та реа.мзувати прюритетш напрямки у тдвищенш

ефективносп складних 1 енергоемких ЕЕС, технолопчних комплекЫв 1 установок (прокатних сташв, екскаватор1в, шдшмачш), цикл!чш (або квазщшипчш) рсжими яких е основними. Запропонований шдхщ розкрив можливост1 для яысно нового принципу ощнки й формування енергетичних процейв групових технолопчних комплекс!в прокатного виробництва, при якому використовуеться обмежений об'ем вих1дно'х шформаци та нестандартш техшчш р1шення.

7. Отримали розвиток теоретичш положения, я и стосуютъся комутащйних викривлень та режим1в взаемовпливу 1 яы обумовлеш специф1чними умовами функшювання й взаемозв'язку електромагштних процес!в групових комплекав при живленш в1д загально! мереж!. Запропоновано спектральний метод розрахуныв комутацшних викривлень при обмеженш шлькосп взаемозв'язаних за технолопчним процесом установок (мехашзм1в) на основ! часткових коефщ!ент!в Фур'е, який дозволяе, на вщмгну в1д вгдомих, урахувати когерентшсть к-х гармошк 1-х пристрош та з бшыпою точшстю визначити р1вень окремих гармошк 1 коефвдента несинусодальносй. Отримано нов! результати режишв взаемовпливу групових комплекав циклично! ди (на приклад! багатодвигунного тиристорного електропривода екскаватора), якими визначеш граничш умови (кути улравлшня \ комутаци, комутацшш втрати напруги) безавар1йно! робота реверсивних схем Ь урахуванням реальних параметр!в 1 експлуаташйних характеристик, способ!в живлення та управления. Розроблено комплексний шдхщ до виршення проблеми електромагштно! сум1сност1, який полягае у використанш групових структур п частковим або повним вилученням сум!щених комутацш, зменшенш впливу !мпульсних навантажень на ЕЕС, впровадженш стабшьних джерел шдвищено! швидкодп.

8. Показано шляхи й можливосп практично!" рсал!зац!! запропонованих техшчних ргшень пщвшцення сфективносп енергоемких технолотш, яю трунтуються на поеднанн! компенсуючих властивостей особисто ПП у ланках шдивщуальних навантажень та зниженш р1вня неактивних складових потужносп в межах сум!жних технолопчних установок, що в умовах прокатного виробництва визначае комплексний шдхщ до тдвищення показниыв електроспоживання. 3 урахуванням ефекту середньостатистичного наближення технолопчних 1 енергетичних параметр1в сум1жних клптв неперервного прокатного стана запропоновано новий попарно-груповий метод, який при спрощеному вар1анп комб!новано! комутацп забезпечуе компенсащю (або генерацио) реактивно! потужносп в ланках ЕЕС ! обмежуе р!вень гармон!к первинного струму за рахунок формування багатофазового режиму та вибору вщповиних сшввщношень кут^в улравлшня. Такий шдхщ спричиняе зменшення до

мш1муму циркуляцп неактивних складових потужноеп в силових елементах i мережах складних EEC i суттево обмежуе втраги електроенергп, що практично досягаеться лише при частковш модсршзацп силового електрообладнання. Практична реальзащя систем прогнозування та контролю електроспоживання досягаеться на ochobv розроблених алгоритм!в i стандартних пристро1в введения шформацп, що забезпечуе. передумови 1х широкого використання при проектуванш та експлуатащ! складних EEC.

9. Результати виконаних теоретичних i експеряментальних досл]дженъ знайшли застосування при розробщ та впровадженш групових тиристорних збуджувач1в СД велико! потужноот, систем живлення електротехнолопчних i транспортуючих установок, у яких використана 1дся структурного синтезу неоднор1дних схем i3 симетричними режимами навантажень. Концепц1я формування групового режиму електроспоживання використана при обгрунтуванш та впровадженш в технолопчш ланки прокатного виробництва високоефективних техшчних piuieHb з розширеним спектром складових ефективносп та надшносп, елсктромагштш характеристики нелшн'ших мереж з 1мпульсними та нсстабьтьними навантаженнями враховаш при створенш та впровадженш групових систем живлення й управдшня в автоматизоваш зварювальш комплекси та установки вуглезавантаження. Кьчыасш та ямсш показники впроваджених техшчних раиень та i'x суттев1 переваги в пор]внянш з ввдомими розробками викладеш у в1дпов1дних документах, ята наведет в додатках.

OCHOBHI ПУБШКАЦИ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦП

1. Синолицый А.Ф. Энергетические зависимости групповых преобразовательных устройств // Техн. электродинамика. - 1998. - № 1. -С.30-34.

2. Сшолиций А. П. Нов1 напрямки в енергозбереженш прничо-металургшних комплекав // Вщомосй академп прничих наук Украши. -1997. -№3. - С.101-102.

3. Синолицый А.Ф. Первичный ток групповых преобразовательных устройств // Изв. вузов и энергетических объединений СНГ. Энергетика. -1992. -№9-10. -С.29-33.

4. Синолицый А.Ф. Общие энергетические характеристики многодвигательной системы АВК // Изв. вузов. Энергетика. - 1983. - № 7. - С.121-125.

5. Синолицый А.Ф. Новый принцип построения информационно-измерительных систем электропотребления в автоматизированном электроприводе // Проблемы автоматизированного электропривода. Теория

и практика. Вестник ХГПУ. Тематич. вып. 61. - Харьков: ХГПУ. - 1999. -С.328-330.

6. Синолицый А.Ф., Бондаренко В.П., Лазаревич Г.Г. Повышение энергетических характеристик многодвигательных вентильных электроприводов путем использования комбинированной коммутации // Горная электромеханика и автоматика. - 1980. - Вып.36. - С.41-46.

7. Синолицый А.Ф., Лазаревич Г.Г., Ляук Г.И., Шкода A.A. Основные энергетические соотношения для вентильных преобразователей постоянного тока с несколькими независимо регулируемыми выходами и комбинированной коммутацией // Изв. вузов. Электромеханика. - 1983. -№ 3. - С.101-106.

8. Синолицый А.Ф., Лазаревич Г.Г. Общие энергетические выражения для многодвигательного тирисгорного электропривода постоянного тока // Методы и средства повышения эффективности устройств преобразовательной техники. - К.: Наукова думка. - 1981. -С.100-103.

9. Синолицый А.Ф., Бондаренко В.П., Лазаревич Г.Г. Анализ энергетических характеристик асинхронно-вентильного каскада с использованием ЭВМ // Горная электромеханика и автоматика. - 1982. -Вып.40. - С. 111-117.

10. Синолицый А.Ф., Лазаревич Г.Г. Энергетические характеристики многодвигательного вентильного электропривода с комбинированной коммутацией // Современные проблемы преобразовательной техники. - К.: Наукова думка. - 1980. - С.94-103.

11. Синолицый А.Ф., Бутенко В.И. Граничные режимы якорной цепи маломощного тирисгорного электропривода с шунтирующим диодом // Электромашиностроение и электрооборудование. - 1981. - Вып.32. -С.19-24.

12. Синолицый А.Ф., Бутенко В.И. Уточненный метод расчета критической индуктивности контура нагрузки тиристорных

. преобразователей II Изв.вузов. Энергетика. - 1977. - № 9. - С.45-49.

13. Синолицый А.Ф., Лазаревич Г.Г. Составляющие полной мощности и их определение в электрических цепях с вентилями // Оптимизация устройств энергетической электроники. - К.: Наукова думка. - 1981. - С.29-34.

14. Синолицый А.Ф., Олейник В.Д., Лазаревич Г.Г. Исследования энергетических показателей многодвигательного электропривода экскаватора // Процессы в устройствах преобразования параметров электрической энергии.-К.: Наукова думка. - 1983. - С.125-128.

15. Синолицый А.Ф., Бондаренко В.П., Родькин Д.И., Бутенко В.И. Электромагнитные процессы в роторной цепи каскада при двукратном

включении вентилей инвертора // Электротехника. - 1974. - № 3. - С.46-50.

16. Синолицый А.Ф., Бондаренко В.П., Олейник В.Д., Лазаревич Г.Г. Энергетические характеристики многодвигательного тиристорного электропривода экскаватора при различных способах управления вентильными группами // Горная электромеханика и автоматика. - 1983. -Вып.42. - С.66-69.

17. Синолицый А.Ф., Бутенко В.И., Родькин Д.И. Гармоники тока каскада при двукратном включении вентилей инвертора // Изв. вузов. Энергетика. - 1976. -№1. - С.48-54.

18. Синолицый А.Ф., Бондаренко В.П., Лазаревич Г.Г. Применение групповых вентильных преобразователей для многодвигательного электропривода // Горная электромеханика и автоматика. - 1981. - Вып. 39. - С.64-69.

19. Ляук Г.И., Синолицый А.Ф., Лазаревич Г.Г., Шкода A.A. Построение рациональных систем многодвигательного тиристорного электропривода постоянного тока//Изв. вузов. Электромеханика. - 1983. -№ 4. - С.84-90.

20. Лазаревич Г.Г., Синолицый А.Ф., Олейник В.Д., Шкода A.A. Рациональные законы управления вентилями и вентильными группами комбинированных преобразователей // Процессы в устройствах преобразования параметров электрической энергии. - К.: Наукова думка. -1983. -С.131-135.

21. Лазаревич Г.Г., Шкода A.A., Синолицый А.Ф., Ляук Г.И. О снижении реактивной мощности комбинированных схем вентильных преобразователей // Изв. вузов. Электромеханика. - 1984. - № 6. - С.70-76.

22. Бондаренко В.П., Синолицый А.Ф., Лазаревич Г.Г., Шкода A.A. Алгоритм управления синхронизированным с сетью широтно-импульсным преобразователем для многодвигательного электропривода постоянного тока // Горная электромеханика и автоматика. - 1983. - Вып. 42. - С.69-77.

23. Бутенко В.И., Синолицый А.Ф., Лазаревич Г.Г., Шкода A.A. Особенности тормозных режимов тиристорного электропривода скипового подъемника // Горная электромеханика и автоматика. - 1985. - Вып. 47. -С.60-64.

24. Чермалых В.М., Родькин Д.И., Синолицый А.Ф., Назаренко В.М., Гужовский А.Т., Филипп Ю.Б., Осадчук Ю.Г., Захаров В.Ю. Повышение эффективности электроприводов стационарных установок железорудных шахт // Изв. вузов. Горный журнал. - 1982. - №8. - С.103-106.

25. Олейник В.Д., Синолицый А.Ф., Бондаренко В.П. Гармоники первичного тока многодвигательного тиристорного электропривода экскаватора // Горная электромеханика и автоматика. - 1986. - Вып. 48. -

С.76-79.

26. Лазаревич Г.Г., Ляук Г.И., Сияолицый А.Ф., Шкода A.A. Взаимовлияние вентильных групп в схеме комбинированного преобразователя // Изв. вузов. Электромеханика. - 1987. - №3.-С.76-80.

27. Олейник В.Д., Синолицый А.Ф. Режимы работы тиристорных преобразователей многодвигательного электропривода экскаватора при различных способах питания //Изв. вузов. Энергетика. - 1987. - № 6. - С.56-59.

28. Олейник В.Д., Синолицый А.Ф., Бондаренко В.П. Особенности совместной работы многодвигательного тиристорного электропривода экскаватора // Горная электромеханика и автоматика. - 1985. - Вып. 47. -С.52-54.

29. Синолицый А.Ф., Бондаренко В.П. Аварийные режимы асинхронно-вентильного каскада (АВК) при опрокидывании инвертора с двукратным включением вентилей // Горная электромеханика и автоматика. - 1976. - Вып.29. - С.90-95.

30. Синолицый А.Ф., Родькин Д.И., Бутенко В.И., Бондаренко В.П. Особенности аварийных режимов роторной цепи асинхронно-вентильного каскада // Горная электромеханика и автоматика. - 1976. - Вып.28. - С.7-11.

31. Каневский В.В., Родькин Д.И., Синолицый А.Ф., Стариков А.Н. Разработка и внедрение в горнорудную промышленность асинхронно-вентильных каскадов с улучшенным коэффициентом мощности // Преобразование параметров электрической энергии. - К.: Наукова думка. -1975. - С. 172-183.

32. Родькин Д.И., Христенко В.Г., Каневский В.В., Ляук Г.И., Синолицый А.Ф. Определение состава гармонических в кривой первичного тока вентильных преобразователей с усложненными способами управления // Электротехника. - 1973. -№10. - С. 1-3.

33. Родькин Д.И., Ляук Г.И., Христенко В.Г., Синолицый А.Ф., Бондаренко В.П. Компенсация реактивной мощности глубокорегулируемых вентильных приводов постоянного тока с усложненными способами сеточного управления И Преобразование параметров электрической энергии. - К.: Наукова думка. - 1975. - С.166-172.

34. Синолицый А.Ф., Ляук Г.И., Фесенко А.Д. Повышение надежности работы инверторной группы ножниц 1250 тонн // Бюллетень ДНИИИ черной металлургии. - 1977. - №12. - С. 47-49.

35. Демиденко Н.И., Бутенко В.И., Синолицый А.Ф. Тиристорный электропривод планшайбы универсального сварочного манипулятора // Горный журнал. - 1973. - №12. - С. 48-49.

36. Бондаренко В.П., Синолицый А.Ф., Самойлович И.С., Колесник A.C. Полупроводниковые возбудители синхронных двигателей

рудоразмольных мельниц // Горный журнал. - 1970. - №1. - С. 50-51.

37. Бондаренко В.П., Колесник A.C., Ляук Г.И., Синолицый А.Ф. Основные расчетные соотношения бестрансформаторного тиристорного возбудителя синхронных двигателей II Изв. вузов. Горный журнал. - 1970. - №5. - С.150-153.

38. A.c. 1072219 СССР, МКИ Н 02 М 7/17. Преобразователь переменного напряжения в постоянное / АФ. Синолицый (СССР). -№3502385/24 - 07; Заявлено 20.10.82; Опубл. 07.02.84, Бюл.№ 5. - 2с.

39. A.c. 1418673 СССР, МКИ G 05 F 1/56. Способ регулирования напряжения группы импульсных регуляторов / Г.Г. Лазаревич, A.A. Шкода, И.В. Мурашкина, А.Ф. Синолицый, A.B. Яровой (СССР). - №4185890/2407; Заявлено 26.01.87; Опубл.23.08.88, Бюл.№ 31. - 6с.

40. A.c. 1203680 СССР, МКИ Н 02 Р 5/06. Электропривод постоянного тока / В.И. Бутенко, А.Ф. Синолицый, A.A. Шкода, Д.И. Родькин (СССР). - № 37773509/24-07; Заявлено 23.07.86, Бюл.№ 1. - Зс.

41. A.c.1291322 СССР, МКИ В 23 К 9/10. Источник питания для импульсно-дуговой сварки в защитном газе / Г.Г. Лазаревич, А.Ф. Синолицый, В.В. Червяков, A.A. Шкода, И.В.Мурашкина (СССР). -№3969837/25 -27; Заявлено 26.10.85; Опубл. 23.02.87, Бюл.№7.-4с.

42. Синолицый А.Ф. Оптимизация энергетических режимов непрерывного прокатного стана на основе попарно-групповой компенсации неактивных составляющих мощности // Придшпровський науковий вкник. Техтчт науки. - 1998. - №84(151). - С.85-88.

43. Синолицый А.Ф. Энергетическая эффективность электроэнергетических сетей (ЭЭС) с преобразовательными структурами (ПС) нового поколения // Придшпровський науковий вюник. Техшчш науки. - 1998. - №78(145). - С.87-90.

44. Синолицый А.Ф. Модифицированный метод расчета энергетической эффективности сложных комплексов и систем // Академический вестник международной академии компьютерных наук и систем. - Кривой Рог: КрТО МАКНС. - 1998. - Ks 1. - С.32-36.

45. Синолицый А.Ф. Коммутационные процессы и режимы в электроэнергетических сетях (ЭЭС) с групповыми преобразовательными устройствами II Академический вестник международной академии компьютерных наук и систем. - Кривой Рог: КрТО МАКНС. - 1999. - №3. -С. 26-30.

46. Синолицый А.Ф. Метод анализа и расчета энергетической эффективности групповых установок на основе случайных и детерминированных функций нагружения // Академический вестник международной академии компьютерных наук и систем. - Кривой Рог: КрТО МАКНС. -1998. - №2. - С. 90-94.

47. Синолицый А.Ф. Системы автоматизированного проектирования электропотребления групповыми установками и комплексами II Академический вестник международной академии компьютерных наук и систем. - Кривой Рог: КрТО МАКНС. -1999. - №3. - С.30-33.

48. Синолицый А.Ф., Гуров И.А., Ткаченко Е.В., Хаттиб Н. Энергетическая эффективность группового тиристорного электропривода // Труды конф. с междунар. уч. "Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика". - Харьков: Основа - 1996. - С.243-244.

49. Синолицый А.Ф., Гуров И.А., Ткаченко Е.В., Хаттиб Н. Методы расчета энергетической эффективности установок с циклическим режимом работы // Труды конф. с междунар. уч. "Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика". - Харьков: Основа. - 1996. - С. 150151.

50. Лазаревич Г.Г., Синолицый А.Ф. О повышении коэффициента мощности вентильных преобразователей // Тез. докл. Всес. научн.-техн. конф. «Проблемы преобразовательной техники». - Часть II. - К.: ИЭД АН УССР. - 1979. -С.27-30.

51. Лазаревич Г.Г., Синолицый А.Ф., Шкода A.A. Синтез рациональных параметров цепей принудительной коммутации комбинированного преобразователя для систем многодвигательного электропривода постоянного тока // Тез. докл. III Всес. научн.-техн. конф. «Проблемы преобразовательной техники». - Часть VII. - К.: ИЭД АН УССР.- 1983,-С.63-66.

Особистий внесок автора полягае в розвитку теори та практичних метод1в створення ефективних систем групового живлення та управлшня електроспоживанням енергоемких установок i технолопчних комплексе на основ1 розроблених метод1в прогнозування процеав енергообмшу в складних нелшшних мережах i синтезу енергетично оптимальних структур та алгорит\пв управлшня, участ1 в експериментальних дослщженнях та впровадженш розробок. Роботи [1-5,38,42-47] написаш здобувачем особисто, в роботах [6-22,25-28] здобувачев1 належать основш 1дс! що до наукового обгрунтування теоретичних положень по шдвищенню ефективноси систем групового живлення установок i комплекав, в роботах [23,24,29-37] здобувачем запропоноваш нов1 шдходи вщносно розробок та впровадження у виробництво високоефективних засоб1в енергозбереження та надшносп, в роботах [39-41] здобувачем запропоноваш схемотехшчш р1шення системи групового живлення, в роботах [48-51] здобувачев1 належать ¿де! структурно-анал1тичного методу анал1зу i розрахунмв енергетично! ефективност1 та синтезу ращональних параметр!в.

АН0ТАЦ1Я

. Сшолиций А.П. Система групового живлення та управлшня електроспоживанням енергоемких установок 1 технолопчних комплекав. -Рукопис.

Дисертащя на здобуття наукового ступеня доктора техшчних наук за спещальшстю 05.09.03 - електротехшчн! комплекси та системи. -Нацшнальна прнича академ1я Украши, Дшпропетровськ, 2000. У дисертаца здшснено теоретичне обгрунтування й розвиток нового напрямку в створенш систем групового живлення та управлшня електроспоживанням енергоемких установок ! технолопчних комплексов. Щдвищення основних показштав таких систем досягаеться за рахунок сумвдення ефективних метод! в прогнозування процсав енергообмшу в складних нелшношх мережах та анал1гичного синтезу структур живлення й алгоританв управлшня з високими компенсуючими неактивш складов! потужносп властивостями в режимах групового електроспоживання. Запропоновано способи й розроблено схемотехшчш ршення, яга надають можлив1сть здшснити гнучкий процес управлшня технолопчними об'ектами при високих характеристиках функциовання 1'х у систем! групового живлення. Основш результата робота знайшли промислове застосування при розробщ й впровадженн! ефективних способ!в енергозбереження та електромагштно! сушсноси в ЕЕС з розгалуженими та цшшчними навантаженнями.

Ключов! слова: система групового живлення, управлшня, синтез, компенсац!я, електромагштна сумкшсть, ефективн!сть, цикл!чие навантаження.

АННОТАЦИЯ

Синолицый А.Ф. Системы группового питания и управления электропотреблением энергоемких установок и технологических комплексов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.09.03 - электротехнические комплексы и системы. -Национальная горная академия Украины, Днепропетровск, 2000. В диссертации осуществлено теоретическое обоснование и развитие нового направления в создании систем группового питания и управления электропотреблением энергоемких установок и технологических комплексов. Идея работы состоит в повышении эффекта оптимизации показателей электропотребления за счет решения задач моделирования и расчета энергетических процессов разнотиповых нелинейных сетей на основе единого подхода и формирование группового режима электропотребления с приоритетом компенсации неактивных составляющих мощности непосредственно устройствами управления

одиночными и групповыми объектами. Показано, что решение задач прогнозирования и расчета показателей электропотребления в условиях группового питания и нестабильности нагрузок наиболее эффективно достигается структурно-аналитическим моделированием энергообменных процессов, предусматривающим идентификацию многоуровневых ЭЭС энергетическими моделями соответствующих типов и математическим описанием энергетических режимов. Введение фактора элементарных спектров в задачу определения баланса энергий обеспечивает формирование основных зависимостей электропотребления в форме интегральных уравнений синтеза, которые составляют основу математического обеспечения алгоритмов и программ автоматизированного расчета и контроля показателей электропотребления. Обоснована концепция повышения энергетической эффективности систем группового питания на основе декомпозиции неактивных составляющих мощности и минимизации их уровней путем формирования преобразовательными структурами энергетически рациональной формы тока в силовых цепях ЭЭС. При этом максимальный эффект достигается в системах питания объектов непрерывно поточных технологий, когда за смет сочетаний комбинированной коммутации с процессом формирования эквивалентных многофазных режимов обеспечиваются минимальные уровни неактивных составляющих мощности без внешних компенсирующих устройств. Установлено, что создание высокоэффективных систем группового питания и управления предусматривает выбор приоритетных критериев эффективности, учитывающих взаимосвязь электромагнитных и энергетических процессов в силовых цепях ЭЭС, неоднородность их структур и нестабильность нагрузок. На этой основе предложены и реализованы методики создания таких систем для широкого класса механизмов, установок и технологий. Проведены экспериментальные и промышленные исследования разработанных и внедренных в производство схемотехнических решений, существенно повысивших эксплуатационные характеристики и надежность функционирования объектов в системе группового электропотребления.

Ключевые слова: система группового питания, управление, синтез, компенсация, электромагнитная совместимость, эффективность, циклическая нагрузка.

ANNOTATION

Sinolitsiy А.Р. Systems of group supply and control with electrousing of power capacious installations and technological complexes. - Manuscript.

Thesis for doctor's degree, speciality 05.09.03 - electrotechnical complexes and systems. - National mining university of Ukraine, Dnipropetrovsk, 2000.

Theoretical grounds and development of the new direction in creation of the system of group supply and control by electrousing of power capacious installions and technological complexes is fulfilled in the thesis. Improvement of main indices of such systems is achieved thanks to the combination of the effective methods of the forcast of the processes of power exchange in difficult nonlinear systems and analytical synthesis of structures of supply and instructions of control with high compensations unactive compounds powers characteristics in conditions of group electrousing. Technological diagrams and means which make it possible to put into practice adoptable process of leadership by technological objects under the high characteristics of their function in the system of group supply are suggested and worked out. The main results of the work have found industrial application underworking out and inculcation of effective ways of power saving and electromagnetic combination in EES with brandling and cyclic loadings

Key words: system of a group supply, to control, synthesis, indemnification, electromagnetic compatibility, efficiency, cyclic loading.