Введение к работе
Актуальность темы. Преобразование сельского хозяйства в последнее десятилетие характеризуется применением современного оборудования в технологических процессах сельскохозяйственного производства, что ставит одной из основных задач эффективное использование электрической энергии. Одним из основных вопросов, решаемых при эксплуатации систем электроснабжения сельскохозяйственного перерабатывающего предприятия, является проблема компенсации реактивной мощности: выбор типа компенсации реактивной мощности, места установки и режима работы компенсирующего устройства (КУ).
Компенсация реактивной мощности позволяет обеспечить баланс реактивной мощности, снизить потери мощности и электроэнергии, улучшить показатели качества электроэнергии в сети электроснабжения сельскохозяйственного перерабатывающего предприятия.
Вопросы компенсации реактивной мощности актуальны для электрических сетей всех напряжений как в России, так и в Монголии.
В Монголии интенсивно развивается производство по переработке сельскохозяйственной продукции с использованием высокотехнологического оборудования на основе электронных приборов нового поколения. Такое оборудование, как правило, повышает требования к качеству питаемого напряжения. Технология производства и переработки на сельскохозяйственном перерабатывающем предприятии непосредственно связана с качеством электрической энергии.
В настоящее время в электрических сетях напряжением 0,4 кВ, 6 кВ, 10 кВ на сельскохозяйственных перерабатывающых предприятиях республики Монголии применяются статические компенсирующие устройства на основе конденсаторных батарей (КБ). Статические компенсирующие устройства позволяют получить эффект от компенсации реактивной мощности, но недостаточный при резко переключающихся переменных нагрузках.
Таким образом, актуальной представляется задача применения регулируемого источника реактивной мощности для снижения уровня реактивной составляющей мощности.
Степень разработанности темы. Основанием для определения цели и постановки задач исследования являются: тенденция развития и использования средств компенсации реактивной мощности, степень изученности теории плавного регулирования реактивной мощностью в распределительных сетях, результаты эксплуатационных характеристик и эффективности использования на сельскохозяйственных предприятиях Монголии.
Цель работы - оценить эффективность работы регулируемого источника реактивной мощности в сельских распределительных сетях Монголии для снижения потоков реактивной мощности.
Задачи исследования:
- провести анализ существующих способов и средств компенсации реактивной мощности;
провести теоретические исследования влияния параметров компенсирующего устройства на реактивную составляющую электрической сети;
разработать физическую модель исследования параметров и эффективных режимов работы регулируемого источника реактивной мощности;
провести экспериментальные исследования режимов работы компенсирующего устройства в распределительных сетях сельскохозяйственных предприятий Монголии;
обосновать технико-экономическую эффективность применения регулируемого компенсирующего устройства в распределительных сетях сельскохозяйственных предприятий Монголии.
Объект исследования. Процесс регулирования реактивной мощности в сельских распределительных сетях на основе применения управляемого источника реактивной мощности.
Предмет исследования. Влияние регулируемого источника реактивной мощности на режимы работы сельской распределительной сети 0,4 кВ.
Научная новизна исследований:
проведено обоснование параметров выбора регулируемого компенсирующего устройства для электрических сетей сельскохозяйственного предприятия;
разработана физическая модель регулируемого источника реактивной мощности для электрических сетей;
впервые разработано и исследовано регулируемое устройство компенсации реактивной мощности для сельских распределительных сетей Монголии;
проведена оценка технико-экономического обоснования применения компенсирующего устройства.
Практическая значимость.
Разработанный источник реактивной мощности в сельских распределительных сетях позволяет повысить энергоэффективность и ресурсосбережение при производстве и переработке сельскохозяйственной продукции, а также улучшить технико-экономические показатели сельхозтоваропроизводителей Монголии.
Выбор параметров компенсирующего устройства позволяет снизить реактивную составляющую в сельских распределительных сетях и оптимизировать их пропускную способность.
Заводам-изготовителям компенсирующих устройств результаты работы позволят усовершенствовать производимые ими источники реактивной мощности для снижения реактивной составляющей.
Результаты экспериментов и методика исследований используются в учебном процессе кафедры электроснабжения сельского хозяйства Монгольского сельскохозяйственного университета и кафедры энергообеспечения и теплотехники ФГБОУ ВПО ИрГСХА.
На защиту выносятся:
- результаты проведенных теоретических исследований влияния пара
метров КУ на реактивную составляющую электрической сети;
результаты физического моделирования параметров и режимов работы регулируемого источника реактивной мощности;
разработанное устройство компенсации реактивной мощности для сельских распределительных сетей;
результаты экспериментальных исследований режимов работы компенсирующего устройства в сельских распределительных сетях Монголии;
технико-экономические показатели эффективности применения регулируемого источника реактивной мощности.
Достоверность научных положений подтверждается результатами лабораторных и производственных испытаний, полученных с использованием методов активного планирования эксперимента на сертифицированном оборудовании и согласованностью с опубликованными экспериментальными данными по теме диссертации.
Апробация работы. Материалы исследования доложены и получили одобрение: на научно-практической конференции «Актуальные проблемы эксплуатации машинно-тракторного парка, технического сервиса, энергетики и экологической безопасности в АПК» (Иркутск, 2007); научно-практической конференции «Совместная деятельность сельскохозяйственных товаропроизводителей и научных организаций в развитии АПК центральной Азии» (Иркутск, 2008); научно-практической конференции «Рациональное природопользование и энергосберегающие технологии в агропромышленном комплексе» (Иркутск, 2010); научно-практической конференции «Инновационные технологии в АПК» (Иркутск, 2010); международной научно-практической конференции «Engineering problems in agriculture and industry» (Улан-Батор, 2010); научно-практической конференции «Природа и сельскохозяйственная деятельность человека» (Иркутск, 2011); научно-практической конференции «Инновационные энергоресурсосберегающие технологии в АПК» (Москва, 2012); научно-практической конференции «Природопользование и аграрное производство» (Иркутск, 2012); научно-практической конференции «Актуальные вопросы технического, технологического и кадрового обеспечения АПК» (Иркутск, 2012); научно-практической конференции «Инновационные энергоресурсосберегающие технологии» (Москва, 2012).
Работа выполнена в соответствии с планом НИР Иркутской государственной сельскохозяйственной академии «Энергосберегающие технологии и повышение эффективности использования электрической энергии в сельскохозяйственном производстве» (тема 28К, номер государственной регистрации № 01200903240).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 19 печатных работ, из них 2 работы в изданиях, рекомендованных ВАК. Получен патент на изобретение РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы из 126 наименований, содержит 128 страниц машинописного текста, включая 60 рисунков, 10 таблиц и 3 приложения.
