авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 ||

Совершенствование системы технического сервиса и повышение эффективности работы сельских

-- [ Страница 5 ] --

Выполненные расчеты показывают, что при потере фазы наиболее тяжелые условия возникают у электродвигателей мощностью 10 кВт и менее широко используемых в сельском хозяйстве. При этом условия работы АД при потере фазы ухудшаются с уменьшением номинальной мощности, синхронной частоты вращения и с увеличением номинального скольжения. Также установлено, что для АД с вентиляторной характеристикой нагрузки (q=2) при потере фазы происходит снижение момента сопротивления, но аварийный характер режима (перегрузка по току) сохраняется даже при 25% загрузке двигателя, в отличие от более мощных электродвигателей, которые уже при загрузке m не имеют перегрузки по току.

Исследованы особенности аварийного режима при обрыве фазы двигателя, с соединением обмоток по схеме «треугольник». В этом случае линейные токи и линейные напряжения (они же и фазные) могут определяться по тем же выражениям с заменой сопротивлений прямой и обратной последовательности при «треугольнике» эквивалентной «звездой»: и . При этом распределение токов по фазам определяется соотношениями: ; , а их значения определяются по выражениям:

; . (15)

При пусковом режиме ; , т.е. по наиболее нагруженной фазе протекает полный пусковой ток трёхфазного питания.

Следовательно при одинаковой кратности изменения линейного тока кратность изменения тока в наиболее нагруженной обмотке двигателя при обрыве фазы будет раз выше, чем в симметричном режиме, а в других менее нагруженных фазах составит . В этих условиях, защита от перегрузок, реагирующая на линейные токи, допускает 15% перегрузку фазной обмотки, что приводит к дополнительному сокращению срока её службы. Поэтому для мощных электродвигателей, выпускаемых на напряжение 380/660 В, используемых в мелиорациии и системах водоснабжения, запускаемых с переключением со «звезды на треугольник», целесообразным и экономически оправданным является применение более совершенных и дорогостоящих устройств защиты.

Исследовано влияние значений критического момента, тока холостого хода, вентиляторного момента на валу двигателя и сопротивления статора на величину скольжения и параметры неполнофазного режима, а также моментов обратной последовательности на результирующий момент.

Предложенная методика анализа позволяет оценивать характер изменения токов, напряжений и моментов двигателя при обрыве фазы в зависимости не только от степени его загрузки, но и от кратности максимального момента, критического скольжения, характера статического момента на валу двигателя, параметров схемы замещения. Полученные результаты анализа аварийных режимов электродвигателей и выявленные закономерности изменения их параметров являются важной дополнительной информацией для уточнения требований при разработке, выборе и настройке защиты асинхронных двигателей от перегрузок при потере фазы, позволяющей выбирать уставки времени срабатывания защиты с учетом постоянной времени нагрева, величины перегрузки, годового числа использования электродвигателя, что обеспечивает условия для сохранения его ресурса и повышения эксплуатационной надежности сельскохозяйственных электроприводов.



Глава 5. Разработать практические рекомендации для повышения эффективности работы сельских электроустановок

Разработана методика энергетического мониторинга электроприводов сельскохозяйственных объектов для выявления резервов и потенциала экономии электроэнергии, предназначенная для практического применения специалистами сельскохозяйственных предприятий. Обоснован выбор мероприятий и последовательность проведения энергетического мониторинга сельскохозяйственных электроприводов, путем обследования их состояния и анализа факторов использования, а также контроля за режимом потребления и учетом расхода электроэнергии с разработкой и реализацией соответствующих мероприятий по снижению потерь электроэнергии и её рациональному использованию. Продление срока службы электродвигателей и повышение уровня эксплуатации сельскохозяйственных электроприводов, осуществление и реализация мероприятий по энергосбережению позволит уменьшить непроизводственный расход электроэнергии на электропривод сельскохозяйственных машин и оборудования. Методика является составной частью общей методики энергетического мониторинга сельскохозяйственных объектов и определения резервов и потенциала экономии энергоресурсов в сельскохозяйственном производстве/ 82 /.

Разработаны рекомендации по рациональному использованию и экономии электрической энергии в личных подсобных хозяйствах и быту сельского населения. Работа основана на результатах проведенных экспериментальных исследований электропотребления сельских жилых домов, анализа системы бытовых электроприборов и электрифицированной техники, необходимых для выполнения основных процессов и операций в сельском доме с подворьем в течение года. Для однотипных электроприборов и электрифицированных машин, сгруппированным по выполняемым технологическим процессам, даны практические рекомендации по их эффективному использованию и мерам энергосбережения. Разработаны технико-эксплуатационные требования к заявкам на разработку электрифицированной малогабаритной кормоприготовительной техники с для личных подсобных хозяйств.

Предложены новые технические решения и проведены исследования резонансной электрической системы (РЭС) с разработкой комплектов электрооборудования для реализации резонансных методов передачи и применения электрической энергии в сельском хозяйстве. Комплект электрооборудования РЭС состоит из преобразователя частоты, повышающего резонансного трансформатора, линии передачи электроэнергии, понижающего резонансного трансформатора и согласующего устройства для подключения нагрузки. Электрооборудование резонансной электрической системы, благодаря выполняемым преоб­разованиям и настройке системы «генератор – линия – электропотребитель» дает возможность осуществлять передачу электроэнергии в резонансном режиме для питания электроустановок.

Разработан экспериментальный комплект электрооборудования РЭС для передачи электрической энергии мощностью 20 кВт, работающего при напряжении на линии 10 кВ, частоте 3,6 кГц, имеющего согласующее устройство с инвертором для подключения нагрузки напряжением 220/380 В, 50 Гц. Проведены лабораторные исследования и производственные испытания комплекта оборудования резонансной электрической системы на КС-5 ОАО «Сургутгазпром». Полученные результаты свидетельствуют о высокой ожидаемой эффективности применения РЭС для передачи электрической энергии по облегченным линиям при снижении расхода цветных металлов и потерь на сопротивлении линии.

Для исследования и демонстрации резонансного метода питания электроустановок разработан и изготовлен ряд действующих макетных и экспериментальных стационарных и мобильных образцов мощностью 5-100 Вт, а также высоковольтных генераторов, позволяющих получить высокое напряжение повышенной частоты, электрический холодноплазменный разряд для совершенствования существующих и создания новых экологически чистых энергосберегающих сельскохозяйственных электротехнологий.

На основании выполненных исследований и разработок сформулированы перспективные направления использования резонансных методов передачи и применения электрической энергии в сельском хозяйстве, которые могут быть использованы для электроснабжения удаленных сельских потребителей малой мощности (фермерские, крестьянские и личные подсобные хозяйства), питания экологически чистых электротранспортных средств для работы в закрытых помещениях (теплицах, фермах, складах) и мобильных электроагрегатов с активными рабочими органами в технических системах точного земледелия и животноводства, создания высоковольтных источников питания для электротехнологических установок. Реализация и внедрение разработанных технических решений и рекомендаций по резонансным методам передачи и применения электрической энергии в сельском хозяйстве позволит повысить эффективность работы сельских электроустановок.

Расчетная экономическая эффективность от внедрения выполненных исследований по совершенствованию системы технического сервиса сельских электроустановок для сельхозпредприятия с парком электродвигателей 500 шт. составляет 779,2 тыс. руб. в год, за счет снижения преждевременного выхода электрооборудования из строя и ущербов от простоев технологических процессов с учетом затрат на проведение профилактических работ.

Основные выводы и рекомендации

1. Выполненный анализ эффективности использования электрооборудования в сельском хозяйстве показал низкую эксплуатационную надежность электрооборудования из-за несовершенства системы технического обслуживания и ремонта и системы защиты его от аварийных ситуаций, не обеспечивающую эффективную работу электрифицированного технологического оборудования.

2. Для совершенствования системы обслуживания электрооборудования предложены математические модели обоснования основных параметров различных стратегий обслуживания электрооборудования по критерию минимума средних эксплуатационных затрат на периоде восстановления с использованием априорной информации о надежности в виде функции распределения наработок до отказа с возрастающей интенсивностью и соотношении затрат на профилактические мероприятия и устранение отказов с учетом технологического ущерба.

3. Получены зависимости средних удельных эксплуатационных затрат от периодичности выполнения профилактических мероприятий, минимизация которых позволяет определять оптимальную периодичность .

На основании численного определения интегралов и характеристик и предложен графический метод определения .

4. Получены зависимости средних эксплуатационных затрат и среднего времени безотказной работы для оценки их изменения при возможных отклонениях от . Сравнение величины полученных затрат при позволяет осуществлять применение наиболее эффективных стратегий обслуживания.

5. Разработаны математические модели обоснования потребности электротехнических служб в невосстанавливаемых элементах при эксплуатации электроустановок по критерию достаточности с заданной степенью риска для различных законов надежности. При экспоненциальном законе надежности предложено определять с использованием закона Пуассона () по выражению с расчетом значений коэффициента , учитывающего дисперсию. При законах надежности Эрланга, нормальном и Вейбулла для большого числа N элементов предложено определять по выражению , с численным определением - среднего числа отказов за время t и - среднеквадратического отклонения числа отказов по составленным таблицам.

6. Разработана математическая модель обоснования потребности в восстанавливаемых изделиях на примере электродвигателей с использованием методов теории массового обслуживания на основе информации об эксплуатационной надёжности электродвигателей, организации их капитального ремонта при пуассоновском потоке возникающих требований на ремонт. В качестве критерия используется допускаемое по нормативам продолжительность простоев технологических процессов при отказах электродвигателей.





Приведены результаты исследования влияния различных факторов на величину запаса электродвигателей: сроки службы электродвигателей, продолжительность их ремонта, степень ответственности технологического процесса, число электродвигателей, работающих в хозяйстве.

7. С использованием метода симметричных составляющих при соединении обмоток в “звезду” и “треугольник” выполнен анализ аварийных режимов электродвигателей, связанных с обрывом фазы, при различных пусковых, рабочих, перегрузочных и других характеристиках асинхронных двигателей и приводных машин, возникающих при их эксплуатации.

Установлено, что при соединении обмоток в “звезду” у электродвигателей мощностью до 10 кВт, имеющих более высокое номинальное скольжение и сопротивление обмоток статора, при обрыве фазы происходит уменьшение Mk и Sk в большей степени – в 2,2-2,3 раза, чем у электродвигателей мощностью более 10 кВт - в 2 раза. Действительное значение скольжения электродвигателя при потере фазы определяется по выражению . У электродвигателей малой мощности с большим значением Ixx = до 0,8Iн, работающих с вентиляторной нагрузкой q=2, при обрыве фазы, даже при m<<0,5, то есть почти при холостом ходе, наблюдается перегрузка по току и перегрев обмоток.

При соединении обмоток в “треугольник” при обрыве фазы, при одинаковой кратности изменения линейного тока Iл, кратность изменения(превышение) тока в наиболее нагруженной фазе составляет Ia(1)/Ia(3)=1,15раза, однако при этом обычно применяемая и настраиваемая на линейный ток тепловая защита не срабатывает. Эти выявленные закономерности являются важной дополнительной информацией, которую необходимо учитывать при выборе и настройке защиты от аварийных режимов при эксплуатации электродвигателей.

8. Разработана методика энергетического мониторинга сельскохозяйственных электроприводов для выявления резервов и потенциала экономии электроэнергии, предназначенная для практического применения специалистами сельскохозяйственных предприятий. Обоснован выбор мероприятий, последовательность их проведения и расчёт ожидаемой экономии электроэнергии при обследовании состояния и анализе факторов использования электроприводов.

9. Разработаны рекомендации по рациональному применению и экономии электроэнергии в личных подсобных хозяйствах и быту сельского населения. Для однотипных электроприборов и электрифицированных машин, сгруппированным по выполняемым технологическим процессам, даны практические рекомендации по их эффективному использованию и мерам энергосбережения. Разработаны технико-эксплуатационные требования к заявкам на разработку электрифицированной малогабаритной кормоприготовительной техники с для личных подсобных хозяйств.

10. Предложены новые технические решения для реализации резонансных методов передачи и применения электрической энергии. Разработаны и исследованы экспериментальные и макетные образцы электрооборудования с резонансной системой питания. На основании проведенных исследований и разработок сформулированы перспективные направления использования резонансных методов передачи и применения электрической энергии в сельскохозяйственном производстве.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

1. Стребков Д.С., Тихомиров А.В., … Некрасов А.И. и др. Концепция развития электрификации сельского хозяйства России. Одобрена Президиумом РАСХН, пр-л № 134 от 20.12.2001 г. – М., 2001. – 36 с.

2. Некрасов А.И. Развитие эффективной системы технического сервиса сельских электроустановок//Техника в сельском хозяйстве, 2005, №2, с.27-28.

3. Сырых Н.Н., Некрасов А.И. Становление и развитие научных основ системы эксплуатации электрооборудования в сельском хозяйстве// Вестник ГНУ ВИЭСХ, №1, 2005, с.146-154.

4. Некрасов А.И. Система технического сервиса электрооборудования в АПК// Механизация и электрификация сельского хоз-ва, 2002, № 5, с.23-25.

5. Сырых Н.Н., Некрасов А.И. Развитие и совершенствование системы эксплуатации электрооборудования в сельском хозяйстве. Научн. тр. ВИЭСХ, т.87. –М., 2000, с. 55-66.

6. Некрасов А.И., Сырых Н.Н. Задачи научного обеспечения технического сервиса сельских электроустановок. Проблемы использования техники в животноводстве. Сб. трудов научно – практ. совещ.–семинара. Вып. 4, т. 2. – Тамбов, ВИИТиН, 2003, с. 35-43.

7. Сырых Н.Н., Некрасов А.И. Направления развития системы эксплуатации электроустановок в новых условиях сельскохозяйственного производства. Научные труды ВИЭСХ, т.82. –М., 1995, с. 3-12.

8. Сырых Н.Н., Некрасов А.И. О необходимости более полного учета эксплуатационных факторов при проектировании и комплектовании электроприводов. Материалы Международной научно-техн. конф. – Киев-Глеваха, 1995, с. 206-208.

9. Nekrasow A.I. Development and improving technical service system for cattle breeding. XI Migdzynarodowa Konferencja Naukowa. -Warszawa, IBMER, 2003, p.361-366.

10. Некрасов А.И., Сырых Н.Н., Некрасов А.А. Методика обоснования периодичности выполнения профилактических мероприятий при обслуживании электрооборудования// Техника в сельском хозяйстве, № 2, 2007, с. 10-13.

11. Некрасов А.И. Определение периодичности технического обслуживания сельских электроустановок. Материалы 9 Научно-техн. конф. “Пути повышения надежности, эффективности и безопасности энергетического производства”. - Краснодар, 2006, с.159 - 166.

12. Nekrasov A., Syrykh N. Techniczo-ekonomiczne uzasadnienie optymalnej cyclicznosci profilaktycznej obslugi urzadzen elektrycznych w chowie zwierzat. XI1 Migdzynarod. Konferencja Naukowa. -Warszawa, IBMER, 2006, p.307-314.

13. Сырых Н.Н., Некрасов А.И. Стратегии технического обслуживания электрооборудования сельских товаропроизводителей. Материалы Международной научно-техн конф. «Аграрная энергетика в ХХI веке». – Минск, 2001, с. 38-41.

14. Сырых Н.Н., Некрасов А.И. Методические рекомендации по определению периодичности профилактичесих замен электрооборудования (под ред. академика РАСХН Стребкова Д.С.). Утв. РАСХН 15.06.2001 г. – М., ВИЭСХ, 2001.– 64 с.

15. Сырых Н.Н., Некрасов А.И. Обоснование стратегий технического обслуживания сельских электроустановок. Казахский нац. аграрный университет. Научный журнал. - Алматы, 2004, №3, с.229-231.

16. Сырых Н.Н., Некрасов А.И., Медведев А.А. Обоснование периодичности проверок элементов автоматики и приборов. Тез. докл. Международной научно-техн. конф. в г.Углич. – М., 1995, с.137-139.

17. Сырых Н.Н., Медведев А.А., Некрасов А.И. Методика определения эффективности планово-предупредительного обслуживания электрооборудования. Научн. труды МГАУ. – М., 1994, с.62-73.

18. Борисов Ю.С., Некрасов А.И. Надежность электрооборудования технологических линий в животноводстве/ Механизация и электрификация сельского хозяйства, №12, 2003, с. 4-6.

19. Сырых Н.Н., Некрасов А.И., Королев Ю.П. Графический метод определения периодичности замены электрооборудования при планово-предупредительной стратегии его обслуживания с учетом возраста. Материалы научно-практ. конф. –М., ВИМ, 1998, с. 177-181.

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 ||
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.