Введение к работе
Актуальность работы. Среди различных систем, обеспечивающих эффективное функционирование предприятий агропромышленного комплекса, ведущие места принадлежат системам энергообеспечения. Основой системы сельскохозяйственного электроснабжения являются электрические сети. В настоящее время передача электрической энергии производится различными способами. Прежде всего, к таким способам относится наиболее широко распространенная трехфазная система.
На фоне снижения абсолютных величин потребления электроэнергии увеличиваются требования к качеству предоставляемой электроэнергии. Это вызвано, прежде всего, изменением структуры потребления объектами АПК и переходом на новые технологии в полеводстве. Отсюда возникает задача повышения надежности электроснабжения. Для потребителя важно отсутствие негативных проявлений в электроснабжении, вызывающих ущерб.
Таким образом, большая протяженность, разветвленность, малые мощности и объемы потребляемой электроэнергии, необходимость значительных капитальных и эксплуатационных затрат являются серьезными факторами, определяющими необходимость поиска удешевления систем централизованного электроснабжения (СЦЭ) за счёт снижения металлоемкости и расхода других материалов на их сооружение и эксплуатацию. В связи с вышеизложенным, разработка системы, направленной на повышение надежности электроснабжения удаленных сельскохозяйственных потребителей является актуальной, представляет научный и практический интерес.
Целью настоящей работы является повышение надежности и снижение затрат на электроснабжение удаленных рассредоточеных сельскохозяйственных потребителей с использованием системы однопроводной передачи электрической энергии.
Объектом исследования является система сельскохозяйственного электроснабжения.
Предметом исследования являются режимы работы системы однопроводного электроснабжения.
Методика исследования базируется на теории электромагнитной индукции, методе симметричных составляющих, элементах теории надёжности, методах математического и компьютерного моделирования, элементах математической статистики. Для обработки результатов исследований использовался табличный редактор EXCEL и математический пакет MathCAD. Математическое моделирование проводилось в среде программных пакетов Electronics Workbench и Visual Micro Lab.
Научная новизна заключается
в способе организации электрической сети, позволяющем
существенно упростить ее структуру при соблюдении требований к надежности электроснабжения;
в полученных зависимостях, позволяющих создать трансформаторы, преобразующие трехфазное напряжение в однофазное и однофазное напряжение в трехфазное;
в полученных зависимостях, позволяющих определить параметры заземляющего устройства для однопроводной системы электроснабжения с учетом электропроводности водоносного слоя.
Практическая значимость исследований заключается в разработке для однопроводной системы электроснабжения устройства, преобразующего трёхфазное напряжение в однофазное, и методики его расчета, разработке устройства, преобразующего однофазное напряжение в трёхфазное, и методиках расчёта заземляющих устройств для однопроводной системы передачи электрической энергии, которые позволяют повысить надежность электроснабжения удаленных сельскохозяйственных объектов; снизить стоимость строительства линии электропередач для электроснабжения удаленных сельскохозяйственных объектов.
На защиту выносятся:
организация электрической сети при соблюдении требований к надежности электроснабжения потребителей в различных режимах работы;
устройства, преобразующее трехфазное напряжение в однофазное (двухфазное) и обратно и результаты исследований режимов их работы;
эксперементальное подтверждение результатов теоретических исследований;
экономическое обоснование целесобразности применения системы однопроводной линии электропередачи.
Реализация результатов исследования. Результаты исследований и методика расчета трансформаторов преобразующих трехфазное напряжение в однофазное и однофазное напряжение в трехфазное переданы для использования в ГНУ СКНИИМЭСХ.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и одобрены на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО АЧГАА (г. Зерноград, 2007...2011 гг.), ФГОУ ВПО Ставропольского ГАУ (г. Ставрополь, 2009 г.), на XXIX сессии Всероссийского научного семинара Академии наук РФ «Кибернетика электрических систем» по тематике «Электроснабжение промышленных предприятий» (г. Новочеркасск, 2007 г.), на IV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Научное творчество XXI века» (г. Красноярск, 2011 г.).
По результатам исследований получен патент, получено авторское свидетельство на программу для ЭВМ и опубликовано 8 статей, в том числе 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, в журналах «Электромеханика», «Механизация и электрификация сельского хозяйства», «Научный журнал КубГАУ», «В мире научных открытий».
За разработку однопроводной распределительной сети получена серебряная медаль на проходящей в ВВЦ Российской Агропромышленной Неделе «Золотая осень».
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографического списка, включающего 80 наименований, в том числе 3 на иностранных языках, и приложений, содержит 149 страниц основного текста, 81 рисунок, 54 таблицы, приложения на 25 страницах, в которых приведены таблицы экспериментальных данных и их обработки, расчетные таблицы, дополнительные расчеты, блок-схемы алгоритмов, листинг программы и акты внедрения.
