
- •I международная (ivВсероссийская)
- •Канал плавного регулирования
- •Четное число каналов дискретного регулирования
- •Задание
- •Определение допустимого промежутка времени при внезапном понижении напряжения, подводимого к асинхронному двигателю
- •Расчёт допустимого времени провала напряжения для некоторых моделей двигателей
- •Реализация СпособА управления двухкатушечнЫм электромагнитнЫм приводом ударного действия л.А. Нейман
- •Обоснование конструкции линейного электромагнитного вибропривода л.А. Нейман, о.В. Рогова
- •Разработка интеллектуального igbt-модуля для матричного преобразователя частоты а.Б Дарьенков, и.А. Варыгин, д.А. Корнев, и.Ф. Трапезников
- •Автономный мобильный источникэлектропитания д. М. Андреев, к. Ш. Вахитов
- •Обоснование применения частотно-регулируемых электроприводов в системе доставки потребителю холодной и горячей воды1 ю.И.Мамлеева, о.И.Петухова
- •Математическая модель непрерывной подгруппы клетей широкополосного стана горячей прокатки а.Н.Гостев
- •К вопросу о расчете потерь от высших гармоник в синхронных двигателях с массивным ротором д.Е. Ярулин (маэ02-12-01), в.М. Сапельников
- •Анализ гармонического состава напряжения питающей сети высоковольтного частотно регулируемого синхронного электродвигателя в.И. Бабакин
- •Исследование гармонического состава напряженИяпри пуске элктродвигателя частотно-регулируемой компрессорной установки в.И. Бабакин
- •Построение цифроуправляемых функциональных преобразователей для систем автоматизированных электроприводов в.М. Сапельников, м.И. Хакимьянов
- •Повышение надежности частотно-регулируемого электропривода ответственных механизмов2 в.Н. Медведев
- •Определение скорости изменения частоты вращения частотно-регулируемых электроприводов магистральных насосов нпс в.А. Шабанов, о.В. Бондаренко
- •Оптимизация режима работы синхронного двигателя магистрального насоса нпс при частотном регулировании о.В. Бондаренко, в.А. Шабанов
- •Моделирование синхронного двигателя с массивным ротором в пакете matlabsimulink о.В. Бондаренко, в.А. Шабанов
- •Методика определения минимально необходимого числа и мест установкичастотно-регулируемых электроприводов магистральных насосов в.А. Шабанов, о.В. Бондаренко
- •Повышение устойчивости двухскоростного частотно-регулируемого электропривода при нарушениях электроснабжения3 р.Р.Храмшин, т.Р.Храмшин, а.Р.Губайдуллин
- •Задачи и проблемы оптимизации чрэп мн Шабанов в.А., Шарипова с.Ф.
- •Основные результаты нир, выполненных в угнту в рамках комплексного проекта по созданию вчрп Шабанов в.А., Бондаренко о.В., Павлова з.Х., Хакимьянов м.И., Шарипова с.Ф.
- •Исследование кпд мн при чрэп одного из насосов технологического участка в.А. Шабанов, а.А. Ахметгареев (маэ02-11-01)
- •Дифференциальная защита электродвигателя в высоковольтном частотно-регулируемом электроприводе в.А. Шабанов, ю.С. Галяутдинов (маэ-11)
- •Моделирование процесса пуска электропривода аво газа в режиме противключения Ивашкин о. (маэ-12), Пашкин в.В., Шабанов в.А.
- •Оценка эффективности оптимизации положений устройств встречного регулирования напряжения на примере электри-ческих сетей филиала оао «мрск сибири» - «кузбассэнерго – рэс» ф.С. Непша
- •Направления стабилизации уровня напряжения на шинахтяговых подстанций постоянного тока с помощью накопителя электроэнегрии в. Л. Незевак, ю. В. Плотников, а. П. Шатохин
- •Автоматический ввод резерва на предприятиях с крупными синхронными электродвигателями в.А. Шабанов, р.З. Юсупов
- •Ускорение действия автоматического повторного включения на нпс при нарушениях в систеМе электроснабжения в.Ю. Алексеев, с.Е. Клименко, в.А. Шабанов, р.З. Юсупов
- •О перспективных разработках элегазового электрооборудования в.П. Лопатин, д.О. Осипов
- •Повышение энергосбережения и надежности компрессорных установок производства углеводородных газов Хайруллин и.Х., Вавилов в.Е., Дуракова в.С., Охотников м.В
- •Разработка методики обслуживания комплектных трансформаторных подстанций на нефтедобывающих предприятиях а.Б. Петроченков
- •В.К. Гладков
- •Анализ современных конструкций намагничивающих установок и.Х. Хайруллин, р.Д. Каримов, в.Е. Вавилов, а.С. Горбунов, д.В. Гусаков
- •Средства снижения гидравлических ударов и предотвращения несанкционированного закрытия запорно-регулирующей арматуры сетевого насоса д. Ю. Пашали, э. Т. Намазова
- •О подходах к оценке текущего состояния электротехнического оборудования нефтедобывающих предприятий а.Б. Петроченков
- •Система индукционного скважинного электронагрева с.Г. Конесев, э.Ю. Кондратьев, с.И. Ризванова
- •Генераторы импульсов напряжения для эектрообработки нефтяных эмульсий с.Г. Конесев, р.Т. Хазиева, р.В. Кириллов
- •Турбодетандер – эффективнаяресурсосберегающая и природоохранная технология г.Р. Халилова, г.Ф. Мухаррямова
- •Регулирование реологическими свойствами вязких текучих сред с.Г. Конесев, п.А. Хлюпин, к.И. Муслимов, э.Ю.Кондратьев
- •Обоснование внедрения систем технического состояния силового маслонаполненного оборудования л.А.Маслов, а.А.Николаев,а.А.Сарлыбаев
- •Выбор схемы виу для работы в резонансном режиме с.Г. Конесев, а.В. Мухаметшин, р.В. Кириллов
- •Формирование оценок фактического состояния высоковольтного электротехнического оборудования в условиях неопределенности д.К. Елтышев
- •Тепловизионное обследование как средство повышения энергоресурсосбережения объектов и.М. Косотуров, а.В. Ромодин
- •Расчет основных решающих блоков на оу в.М. Сапельников, а.В. Пермяков, э.В. Выдрина
- •О бально-Рейтинговой системе в преподавании теоретических основ электротехники с.В. Чигвинцев
- •Режимы работа системы автоматического регулирования толщины полосы широкополосного стана 2000 оао «ммк» в.Р.Храмшин, с.А.Петряков, р.А.Леднов
- •Автоматизация индивидуального теплового пункта корпуса этф а.Н.Лыков, а.М.Костыгов , с.А.Пырков, д.А.Власов
- •Проектирование беспроводных датчиков для систем управления промышленными электроприводами ф.Ф. Хусаинов (маэ02-12-01), м.И. Хакимьянов
- •Оптический сенсор параметров движения вала электродвигателя с.В. Чигвинцев, д. А. Альтеджани (маэ02-11-01)
- •Оптико-электронный Индуктивно-резистивный измерительный преобразователь перемещения и.С. Чигвинцев
- •Анализ структуры потребления электроэнергии нефтегазодобывающими предприятиями м.И. Хакимьянов, и.Н. Шафиков (аспирант), и. М. Зарипов (маэ02-12-01)
- •Опыт проведения энергетического обследования Пермского Национального Исследовательского Политехнического Университета а.В. Ромодин, а.В. Кухарчук, д.Ю. Лейзгольд,и.С. Калинин, в.А. Кузьминов
- •Задачи исследования расхода электроэнергии при переключениях насосных агрегатов при изменении режимов перекачки а.Д. Мухамадиева (маэ02-12), з.Х.Павлова
- •Содержание
- •4 50062, Рб, г.Уфа, ул. Космонавтов, 1.
Выбор схемы виу для работы в резонансном режиме с.Г. Конесев, а.В. Мухаметшин, р.В. Кириллов
(Уфимский государственный нефтяной технический университет)
При проектировании высоковольтной испытательной установки (ВИУ) для диагностирования изоляции обмоток высоковольтных электродвигателей стоит задача выбора наиболее оптимального схемотехнического решения. В работе [1] предложены ВИУ работающие в резонансных режимах, с созданием резонанса в первичной цепи, что позволяет использовать установки для испытания изоляции объектов большой и малой емкости. Рассмотрим две основные схемы включения конденсатора в первичной цепи для создания резонанса напряжений и произведем оценку и выбор наиболее эффективной схемы.
На рисунке 1 и 2 показаны исследуемые схемы. Рисунок 1 – схема №1 с последовательным соединением дросселя Lдр, конденсатора С и первичной обмотки трансформатора Lтр.1. Рисунок 2 – схема №2 с параллельным соединением конденсатора С и первичной обмотки трансформатора Lтр.1.
Рисунок 1 – Схема №1 Рисунок 2 – Схема №2
К ВИУ предъявляются нормативно технические требования, которые определяют величину испытательного напряжения промышленной частоты от 1 до 16 кВ, и мощность установки до 5 кВ·А [2]. Для данных требований, был спроектирован высоковольтный трансформатор, работающий в резонансном режиме. Расчетные параметры трансформаторы приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Расчетные параметры трансформатора
Индуктивность первичной обмотки Lтр1, Гн |
Индуктивность вторичной обмотки Lтр2, Гн |
Активное сопротивление первичной обмотки Rтр, Ом |
Активное сопротивление вторичной обмотки Rтр, Ом |
Число витков первичной обмотки, w1 |
Число витков вторичной обмотки, w2 |
0.368 |
28.823 |
8.499 |
513.910 |
613 |
5516 |
Параметры
первичной обмотки трансформатора,
полученные
расчетным
путем при проектировании трансформатора
будем использовать в дальнейших
расчетах.
Условием резонанса напряжений в последовательной цепи, содержащей индуктивность и емкость является равенство XL=XC.
Для схемы №1 имеем:
- Резонансная частота
(1)
- Индуктивность дросселя
;
(2)
- Активное сопротивление дросселя
;
(3)
где
-
удельное электрическое сопротивление;
Sпр.- сечение медного провода;
w1- число витков дросселя;
Lср.др.- средняя длина одного витка обмотки дросселя.
Схема №2 содержит последовательное соединение дросселя с конденсатором, а конденсатор соединен параллельно первичной обмотке трансформатора.
Для схемы №2 по условию резонанса получим уравнение
(4)
Решая уравнение (4) относительно частоты получаем частоты, соответствующие резонансу напряжений и резонансу токов.
Для исследуемых схем резонансная частота равна частоте тока промышленной сети, т.е. 50 Гц.
Из уравнения (4) выведем для схемы №2 зависимость индуктивности дросселя от параметров цепи в режиме резонанса и получим уравнение
(7)
Активное сопротивление дросселя схемы №2 определяется формулой
; (8)
где - удельное электрическое сопротивление;
Sпр.- сечение медного провода;
w1- число витков дросселя;
Lср.др.- средняя длина одно витка обмотки дросселя.
Из
уравнения (2) видно, что значение
индуктивности дросселя в режиме
резонанса для схемы №1 определяется
значениями емкости конденсатора и
индуктивности трансформатора,
.
Из
уравнения (7) видно, что значение
индуктивности дросселя в режиме
резонанса для схемы №2 определяется
значениями емкости конденсатора,
индуктивности и активного сопротивления
трансформатора,
.
Выбор
наиболее оптимального схемотехнического
решения ВИУ из двух рассматриваемых
схем подразумевает определение
оптимального соотношения
и
для обеих схем. Для этой цели необходимо
построить зависимость
для
исследуемых схем.
Для схемы №1 получим уравнение:
(9)
Для схемы №2 получим уравнения:
а) для резонанса напряжений:
(10)
б) для резонанса токов:
(11)
На рисунке 3 и 4 по выражениям (9), (10) и (11) построены зависимости для исследуемых схем.
|
|
Рисунок 3 ‒ График зависимости С=ʄ(Lдр) 1− схема №1 |
Рисунок 4 ‒ График зависимости С=ʄ(Lдр) 1− схема №2, резонанс напряжений 2− схема №2, резонанс токов |
Из полученных графиков следует, что для работы в резонансных схемах ВИУ при известных параметрах трансформатора (таблица №1) емкость конденсатора должна находиться в диапазоне от 2,8 мкФ до 126 мкФ. Отечественная промышленность выпускает серийно высоковольтные конденсаторы с комбинированным диэлектриком серии К75-40 с диапазоном номинальных емкостей от 20 до 100 мкФ, на номинальное напряжение от 1600 до 5000 В. Данный вид конденсаторов характеризуются малым внутренним сопротивлением, допускает соединение в батареи и может эксплуатироваться на частотах до 50 Гц и предназначен для работы в качестве накопителей энергии в импульсных режимах в составе встроенных элементов внутреннего монтажа в специальной аппаратуре [1]. Конденсаторы этой серии изготавливаются во всех климатических исполнениях, их основные характеристики приведены в таблице 2, 3 [2].
Таблица 2 ‒ Технические характеристики конденсаторов К75-40
Параметр |
Uном, В |
Сном, мкФ |
Тангенс угла потерь (макс.) |
Сопротивление изоляции (мин.), МОм |
Интервал рабочих температур, 0C |
Амплитуда тока разрядки, А |
Наработка, имп. |
Значение |
750÷5000 |
2÷100 |
0,008 |
15000 |
-60÷ +70 |
75÷4000 |
105 |
Таблица 3 ‒ Массогабаритные показатели конденсаторов К75-40
Номинальная ёмкость, мкФ |
Номинальное напряжение, В |
|||||
1600 |
2000 |
2500 |
3000 |
4000 |
5000 |
|
L×B×H, мм/масса, г |
||||||
20 |
86×26×141 530 |
86×31×141 750 |
105×35×170 995 |
105×65×170 2000 |
105×90×170 2480 |
|
40 |
86×46×141 1000 |
86×66×141 1400 |
105×65×170 2000 |
105×110×170 3300 |
105×170×170 4550 |
|
60 |
86×66×141 1300 |
86×86×141 1900 |
105×90×170 2750 |
105×170×170 5000 |
- |
|
80 |
86×81×141 1800 |
86×91×141 2050 |
86×111×141 2350 |
105×120×170 3750 |
- |
- |
100 |
86×101×141 1915 |
86×111×141 2145 |
86×141×141 3000 |
105×150×170 3955 |
- |
- |
Для реализации резонансного режима в рассматриваемых схемах определили оптимальное соотношение и (таблица 4).
Таблица 4 – Результаты определения оптимального соотношения
Схема |
С, мкФ |
Lдр, Гн |
Rдр, Ом |
№1 |
20 |
0.151 |
1.210 |
№2 |
60 |
0.318 |
1.756 |
Для исследуемых схем построим осциллограммы напряжений в резонансном режиме.
|
Uс,Uтр |
Рисунок 5 ‒ Осциллограммы напряжений Рисунок 6 ‒ Осциллограммы напряжений
резонансного режима схемы №1 резонансного режима схемы №1
Uдр− напряжение на дросселе; Uдр− напряжение на дросселе;
Uс− напряжение на конденсаторе; Uс− напряжение на конденсаторе;
Uтр− напряжение на трансформаторе; Uтр− напряжение на трансформаторе;
Uсети− напряжение сети. Uсети− напряжение сети.
В результате исследования схем получили следующие данные, приведенные в таблице 5.
Таблица 5 ‒ Результаты расчета
Схема |
Добротность,Q |
Uтр, В |
Uдр, В |
Uc,В |
1 |
11.552 |
2253.23 |
950.80 |
3197.32 |
2 |
11.735 |
2288.14 |
2283.43 |
2283.20 |
По полученным данным построим диаграмму напряжений для исследуемых схем, показывающую распределение напряжения на элементах цепи (рис. 7).
Рисунок 7 ‒ Диаграмма напряжений схем №1 и №2
Масса обмотки дросселя для схемы №1 меньше на 31% чем для схемы №2, а масса конденсатора меньше на 27%. Следовательно, наиболее оптимальным схемотехническим решением для реализации ВИУ является схема с последовательным соединением дросселя Lдр, конденсатора С и первичной обмотки трансформатора Lтр.1.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Конесев С.Г., Мухаметшин А.В., Хазиева Р.Т., Стрижев Д.А. Новые схемотехнические решения резонансной высоковольтной испытательной установки // Межвузовский сборник научных трудов «Инновационные направления развития электропривода, электротехнологий и электрооборудования».‒ Уфа, УГНТУ, 2012.‒ С.178‒183.
РД-19.100.00-КТН-062-10 – Правила технического диагностирования и освидетельствования механо-технологического оборудования. Методики технического диагностирования механо-технологического оборудования: «Институт по проектированию магистральных трубопроводов (ОАО «Гипротрубопровод»). Документ входит в состав отраслевого информационного фонда ОАО «АК «Транснефть»
Кравченко Т. Импульсные высоковольтные конденсаторы К75-40 // Научно-технический журнал «CHIP NEWS Украина» / Силовая электроника, источники питания. Киев, №2, 2006г.-120с.
Официальный сайт компании ОАО «ЗАВОД «МЕЗОН» [Электронный ресурс]/ Режим доступа: http://www.meson-factory.com/, свободный. –загл. с экрана.-Яз.рус.
УДК 621.31:658.58:004.89