3212

Рис. 3. Схемы ПЧ с ПЗПН с однофазным питанием

Сравнение показателей влияния разомкнутых приводов на питающую сеть выполнялось с использованием моделирования.

Модель привода с классическим ПЧ приведена на (Рис. 4), а привода с НАИН - на (Рис. 5).

Рис. 4. Модель привода с классическим ПЧ

31

Рис. 5. Модель привода с ДНАИН

В качестве нагрузки преобразователей выбран асинхронный двигатель 4АА50В2У3 с номинальной мощностью 120 Вт.

Из-за громоздкости на (Рис. 4,5) не показаны блоки, с помощью которых определялись параметры влияния на сеть. Схема для определения данных параметров приведена на (Рис. 6). Вычисление переменных осуществляется на основе формул (3)-(7).

Рис. 6. Модель для определения влияния привода на сеть

Некоторые из параметров для оценки влияния приводов на сеть сведены в таблице.

32

В схеме с двухфазным нулевым АИН потребляемая активная мощность меньше, чем в схеме с классическим ПЧ. Это связано с тем, что при номинальном моменте нагрузки двигателя недостаточен уровень напряжений на входе ДНАИН и скорость привода немного меньше, чем в классическом варианте. Параметры влияния на питающую сеть отличаются незначительно.

Литература 1. Муконин А.К. Частотные приводы с токовым управлением:

монография / А.К. Муконин, А.И. Шиянов. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2006. 143 с.

Воронежский государственный технический университет

33

УДК 621.313.323

П.А. Гриднев, В.Ю. Зубков, А.В. Кононенко, К.Е. Кононенко

ВЛИЯНИЕ МАГНИТОПРОВОДА РОТОРА НА ЭНЕРГЕТИКУ АСИНХРОННОГО МИКРОДВИГАТЕЛЯ

Рассмотрены результаты физического эксперимента макетного образца, геометрия которого рассчитана методом конечных элементов и отличается от общеизвестных требований руководств по проектированию.

Ключевые слова: ротор, магнитопровод, асинхронный микродвигатель.

Подбор оптимальной формы листа ротора дал хороший результат. По-крайней мере за экраном монитора картина была необычно хороша. Специалисты-электромеханики, которые создают электрические машины, привыкли доверять данным экспериментов. В цехе мы заказали на электроэрозионном станке новые листы ротора в соответствии с данными расчетов МКЭ. Такой лист показан на рисунке1.

Рис.1. Лист магнитопровода ротора Курьезности ситуации добавило то, что если внимательно

присмотреться к данному листу, возникает вопрос: авторы читали учебники по проектированию асинхронных двигателей. А, если да, то насколько внимательно.

Мастер на участке электроэррозии (чуть раньше заканчивал нашу специальность) сказал, что мы не умеем проектировать асинхронные двигатели с КЗ ротором. Мы доверяем в принципе методу конечных элементов. Решили сами довести изготовление ротора до конца.

34

Рис.2. Ротор в сборе Готовый ротор в сборе в составе электродвигателя показал очень

хороший результат, который приведем в выводах. Выводы по работе

1)Использование ротора в микродвигателе показало уменьшение общего тока в двигателе при пуске с одновременным увеличением пускового момента.

2)Исходный двигатель имел КПД равный 63%.

3)Существенным является 7,7-процентное повышение КПД рад КПД серийного двигателя.

Воронежский государственный технический университет

35

УДК 621.332

А.В. Черников

АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ СИСТЕМ ТЕЛЕМЕХАНИКИ И СВЯЗИ НА ПОДСТАНЦИЯХ

Рассматриваются основные виды программно-технических комплексов телемеханизации подстанций 110/35/10 кВ. Вывод основывается на расчёте стоимости единичного сигнала и опытной эксплуатации оборудования.

Ключевые слова: программно-аппаратный комплекс, система передачи данных.

При проектировании новых и реконструкции старых силовых подстанций, остро стоит вопрос грамотного выбора системы телемеханики и связи. Данный вопрос особенно актуален ввиду активного развития энергетической стратегии России в области эффективности энергосистемы.

Увеличение коэффициента эффективности технологическихпроцессов энергосистемынеразрывно связано с решением следующего круга задач:

контроль параметров;

прозрачный механизм электрической энергии;

качественное улучшениеметодик управления;

оптимизация процессов управлениями энергосистемой;

контроль и прогнозирование технологического ресурса силового оборудования;

оперативное предотвращение развития технологических нарушений с целью предотвращения развития аварийных ситуаций;

экономия эксплуатационных затрат и сокращение численности обслуживающего персонала путем повышения наблюдаемости технологических процессов и развития систем распред.автоматизации;

Одним из основополагающихспособов минимизациивышеуказанных направлений является максимальное повышение качества, оперативного управления за счет внедрения и последующего развития систем АСДУ.

В связи с развитием концепции цифровой трансформации 2030,одобренной Советом Директоров ПАО «Россети» 21.12.2018, системы телемеханики с жёсткой, аппаратной логикой (TM-800, «ГРАНИТ», «КарсТП» и др.), ввиду жесткой структуры, аппаратнореализуемых алгоритмов, не позволяют в полной мере обеспечить

36

автоматизацию контролируемых подстанций[1].

Широкое развитие получили программно-технические комплексы, с гибкой системой конфигурирования, реализованные на базе промышленных контроллеров[2, 3].

Данные программно-технические комплексы, обладают широким набором преимуществ, таких как:

•модульное исполнение, дающее возможность объектноориентированного комплектования оборудования;

•большинство ПТК поддерживают резервирование источников питания с горячей заменой;

•возможность разнесения процессорных модулей с их резервированные;

•некоторые ПТК имеют встроенный модем беспроводной связи

GPRS/3G/LTE;

•наличие протоколов резервирования RSTP обеспечивает гибкую маршрутизацию данных

•все современные ПТК построены на операционных системах реального времени, имеющих встроенный, интуитивно понятныйинтерфейс;

•передача большойноменклатуры параметров в основных протоколах МЭК

•широкая гамма настроек математических алгоритмов обработки данных;

•поддержка различных каналов связи (ВОЛС,РРС, PLC, БШПД, ВЧ-

связь)

•гибкая интеграции с различными системами ТМ, в том числе устаревшими.

•большинство современных ПТК имеют функции УСПД коммерческого учета ЭЭ;

Ксписку наиболее современных, программно-технических комплексов поставляемых отечественными вендорами можно смело отнести следующее оборудование:

ПТК ARIS, производства ООО «Прософт-системы»

Программно-технические комплексы ARIS предназначеныдля сбора данных с обширной номенклатуры, интеллектуальных электронных устройств (измерительные преобразователи различных типов, терминалы РЗА) а такжеприборов учета электроэнергии и широкого ассортимента модулей ввода/вывода сигналов, трансляции широкого спектра команд ТУ и ТР, преобразования протоколов, и

37

обмена данными с верхним уровнем управления. Используется в составе комплексов Smart Grid, ССПИ, АСУ ТП ПС, и др. Основными особенностями системы являются:

объектно-ориентированные вариантыконструкции

поддержка различных каналов связи для интеграции с различными системами ТМ.

УСПД коммерческого учета ЭЭ;

встроенный Web-интерфейс.

имеется аварийная сигнализация и самодиагностика;

широкие возможности программы-конфигуратора.

ПТК Smart, производстваООО «РтСофт»

Система SMART-SPRECON – является одной из современнейших решений в области автоматизации технологических процессов на подстанциях любого номинала.Имеет развитой функционал и возможностьварьирования архитектурой систем автоматизации любой сложности.

ТМК Компас ТМ 2.0, производстваЮГ-система плюс

Современная номенклатура, программируемых контроллеров «КОМПАС ТМ 2.0» имеет в своей основе модульную архитектуру (каждому функциональному узлу контроллера соответствует свой съемный модуль). Контроллеры телемеханики созданы на едином программном обеспечении в рамках одной серии для всех имеющихся модификаций. Данная методика дала возможность создать на единой программно-аппаратной платформе обширное семейство контроллеров различной функциональности. Для удобства семейство контроллеров серий EK3xxE и EK5xxE в ассортименте выпускаемой продукции условно разделено на две подгруппы: контроллеры связи и контроллеры многофункциональные. При этом первая группа, как правило, применяются в качестве контролируемых пунктов для подстанций большой информационной емкости (полностью цифровые подстанции), а вторые - применяются на объектах малой информационной емкости (модернизация по методике ретрофита).

ПТК Телеканал М-2, производстваСистемы связи и телемеханики

Программно-технические комплексы телемеханики «ТЕЛЕКАНАЛ-М2» применяются в качестве устройств сбора и передачи данных, управления и регулирования в комплексах АСУ ТП подстанций всех номиналов напряжения. На базе контроллеров «Телеканал-М2» строятсяразветвленные многоуровневые комплексы

38

радиальной, магистральной, цепочечной икомбинированной структуры. Системы АСУ ТП на основе устройств «ТЕЛЕКАНАЛ-М2» широко применяются во многих сферах автоматизации.

Устройства «ТЕЛЕКАНАЛ-М2» представляют собой модульные программируемые микропроцессорные устройства, состоящие из процессорного (концентраторного) модуля и произвольного набора функциональных модулей, ёмкостью до 5 штук. Функциональные модули обеспечивают: измерение аналоговых входных сигналов; сбор дискретных (непрерывных и импульсных) сигналов; прием команд телеуправления и телерегулирования.

ПТК Систел, производстваСистел Автоматизация

Программно-технический комплекс «СИСТЕЛ» предназначен для повышения надежности, экономичности и безопасности эксплуатации основного и вспомогательного оборудования подстанций, различных номиналов рабочего напряжения, за счет комплексной автоматизации технологических процессов и высоком уровне наблюдаемости оборудования.

В данный программно-технический комплекс входят как аппаратныесредства (собственного производства и покупные комплектующие изделия) так и собственное программное обеспечение. Комплекс предназначен для автоматизации большого круга задач оперативно-технологического управления подстанцией 35-110 (150) кВ

имеет следующий функционал:

контроль технологического режима и состояния основного и вспомогательного оборудования;

управление коммутационным оборудованием (ТУ,ТР);

информационно-аналитической поддержки дежурного, оперативного персонала.

сбор значений аналоговых и дискретных широкой номенклатуры измерительных устройств

обмен информацией с обособленными системами ПС;

передача информации на вышестоящие уровнями системы диспетчерского управления;

контроль функционирования ПТК (самодиагностика);

синхронизация общего времени комплекса компонентов ПТК;

предварительная обработка данных.

В настоящее время, для задач проектирования оптимальной

39

системы телемеханики и связи используются различные, аналитические методы.

В основебольшинства существующих методик используетсяпринцип нахождения, базового критерия Q, условной стоимости одного сигнала ввода-вывода функций ТС, ТУ, ТИИ (интегральных измерений) и ТИТ (текущих значений) [4, 5, 6].

Данный критерий вполне имеет место быть, с рядом оговорок:

1.Условная стоимость одного сигнала (ТС,ТУ,ТИ) аргументировано применима только на этапах первоначального проектирования системы

2.Мультипликативный критерий Q следует дополнить критерием архитектурной сложности системы, напрямую влияющим на последующие эксплуатационные затраты

3.Интеграция новой системы ТМ возможна только с детальной проработкой системы связи с верхним уровнем (действующей либо проектируемой).

В комментарии к п.3 желаю нужным пояснить, что существующие на сегодняшний день отечественные системы ВЧ-связи, будь то цифровая система ВЧ связи по ЛЭП MC04−PLC, OOO "АДС" г. Пермь, либо аппаратура ВЧ-связи по ЛЭП ЦВК-16МТ, «ООО «НПФ «Модем» г.Санкт-Петербург или аппаратура ВЧ связи по ЛЭП 35-750 кВ ССТМ «ES100» ООО «НПФ Мультиобработка», имеют скорость цифрового потока данных, не превышающую 182,4 кбит/с, что может приводить к излишним задержкам в передаче данных с цифровых подстанций.

Из этого следует, что наиболее оптимальными каналами связи для современных программно-технических комплексов являются волоконно-оптические линии связи либо системы БШПД (при условии их максимальной защищенности и горячего резервирования минимум двумя разными операторами связи).

Литература

1.«Цифровая трансформация 2030» - концепция ПАО «Россети».

2.СТО 34.01-6.1-002-2016. Программно-технические комплексы подстанций 35-110 (150) кВ. Общие технические требования.

3.ГОСТ Р 51841-2001 (МЭК 61131-2-92) Программируемые контроллеры. Общие технические требования и методы испытаний.

4. Чичёв С.И.Информационно-измерительная система центра управления электрических сетей [Текст]/ С.И. Чичёв,В.Ф.Калинин,Е.И.Глинкин– М.: Машиностроение,2009. – 176 с.

40