Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 7
ГЛАВА 1. РЕГУЛИРУЕМЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ БУРОВЫХ УСТАНОВОК 20
1.1. Общие сведения о буровых установках 20
1.2. Особенности регулируемых электроприводов главных буровых механизмов 24
1.3. Электроснабжение буровых установок 31
1.4. Влияние вентильного электропривода на электрическую сеть соизмеримой мощности 34
1.5. Регулирование реактивной мощности 38
1.6. Улучшение качества электроэнергии при работе вентильного электропривода буровых установок 42
Выводы 47
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ БУРОВЫХ УСТАНО ВОК С ФИЛЬТРО-КОМПЕНСИРУЮЩИМИ УСТРОЙСТВАМИ 48
2.1. Особенности математического описания и исследования систем соизмеримой мощности 48
2.2. Выбор типовых режимов работы буровых установок и определение электромеханических параметров электроприводов 54
2.3. Методика оценки эффективности дополнительных затрат на фильтро-компенсирующее устройство в составе электротехнического комплекса буровой установки 61
2.4. Методика выбора фильтро-компенсирующего устройства 71
Выводы 76
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ УСТАНОВИВШИХ СЯ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМАХ СОИЗМЕРИМОЙ МОЩНОСТИ С ВЕНТИЛЬНЫМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ ПОСТОЯННОГО ТОКА 77
3.1. Уравнения установившегося режима работы системы соизмеримой мощности 77
3.2. Аналитические зависимости между высшими гармониками фазного тока тиристорного преобразователя и напряжением сети 82
3.3. Нахождение высших гармоник выпрямленного тока при помощи преобразования Лапласа 90
3.4. Выпрямленное напряжение тиристорного преобразователя... 97
3.5. Методика решения уравнений установившегося режима работы системы соизмеримой мощности 100
3.6. Обобщение уравнений связи на электропривод переменного тока 105
3.7. Сравнение методик расчёта установившихся режимов 110
Выводы ИЗ
ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИ ЧЕСКИХ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМАХ СОИЗМЕРИМОЙ МОЩНОСТИ С ВЕНТИЛЬНЫМИ ЭЛЕКТРО ПРИВОДАМИ ПОСТОЯННОГО ТОКА 115
4.1. Уравнения электромеханических переходных процессов в системе соизмеримой мощности 115
4.2. Математическое описание электромеханических переходных процессов в автономной системе Диз-СГ-ТП-Д 120
4.3. Математическая модель дизеля 128
4.4. Оценка погрешности расчёта электромеханических пере ходных процессов по средним значениям 131
Выводы 134
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОНОМНЫХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ БУРОВЫХ УСТАНОВОК С ФИЛЬТРО-КОМПЕНСИРУЮЩИМИ УСТРОЙСТВАМИ СТУПЕНЧАТОГО ТИПА 135
5.1 Математическая модель автономного электротехнического комплекса 136
5.2. Определение условий возникновения резонансных явлений в автономной системе Диз-СГ-ТП-Д 144
5.3. Влияние тиристорных электроприводов на сеть 150
5.4. Аналитические зависимости для коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения в системе Диз-СГ-ТП-Д... 154
5.5. Влияние фильтро-компенсирующего устройства на нагрузку синхронного генератора и качество электроэнергии 161
5.6. Технико-экономическая оценка эффективности затрат на фильтро-компенсирующее устройство для автономного электротехнического комплекса буровой установки 170
5.7. Электромеханические переходные процессы в автономной системе Диз-СГ-ТП-Д 175
5.8. Технические требования к фильтро-компенсирующим устройствам электротехнических комплексов морских буровых установок 182
5.9.Результаты экспериментальных исследований влияния фильтро-компенсирующего устройства на энергетические показатели электротехнического комплекса буровой установки... 184
Выводы 191
ГЛАВА 6. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РЕГУЛИРУЕМЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ БУРОВЫХ УСТАНОВОК С ФИЛЬТРО- КОМПЕНСИРУЮЩИМИ УСТРОЙСТВАМИ СТУПЕНЧАТОГО ТИПА ПРИ ПИТАНИИ ОТ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 193
6.1. Математическая модель электротехнического комплекса буровой установки при питании от линии электропередачи 194
6.2. Оценка влияния ёмкости воздушной линии электропередачи на результаты расчёта установившихся режимов 200
6.3. Режимы работы главных электроприводов и предварительный выбор реактивной мощности ФКУ ступенчатого типа 203
6.4. Влияние индуктивности фильтровых реакторов на коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения сети 207
6.5. Аналитические зависимости для показателей качества электроэнергии 212
6.6. Закономерности влияния фильтро-компенсирующего устройства на энергетические показатели регулируемых электроприводов буровой установки 217
6.7. Технико-экономическая оценка эффективности дополнительных затрат на фильтро-компенсирующее устройство 230
6.8. Технические требования к фильтро-компенсирующим устройствам электротехнических комплексов буровых установок... 238 Выводы 241
ГЛАВА 7. СТАТИЧЕСКИЕ И ДИНАМИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ РЕГУЛИРУЕМЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ БУРОВЫХ УСТАНОВОК С ФИЛЬТРО-КОМПЕНСИРУЮЩИМИ УСТРОЙСТВАМИ "КОСВЕННОЙ" КОМПЕНСАЦИИ 243
7.1. Математическая модель электротехнического комплекса буровой установки с фильтро-компенсирующими устройствами "косвенной" компенсации 244
7.2. Режимы работы главных электроприводов буровой установки 250
7.3. Моделирование статических режимов электроприводов буровой установки при работе ФКУ "косвенной" компенсации... 253
7.4. Некоторые сравнительные данные систем ФКУ-С и ФКУ-К.. 265
7.5. Особенности математического описания динамических процессов в системе соизмеримой мощности, содержащей ФКУ-К... 267
7.6. Структура и методика расчёта регуляторов системы автоматического регулирования ФКУ "косвенной" компенсации 270
7.7. Моделирование динамических режимов электроприводов буровой установки при работе ФКУ "косвенной" компенсации... 278
7.8. Повышение качества регулирования реактивной мощности... 286
7.9. Результаты промышленных испытаний ФКУ "косвенной" компенсации 294
Выводы 300
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 303
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 307
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Устройства комплектные низковольтные фильтро- компенсирующие ФКУ-2500, ФКУ-3900 328
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Акт о внедрении результатов диссертационной работы 331
Введение к работе
Актуальность работы. Электроэнергия - это продукт производства, и как всякий продукт он должен обладать определённым качеством. Однако рост нелинейных потребителей электроэнергии обострили проблему качества электроэнергии в аспекте искажения синусоидальности напряжения сети и ухудшения коэффициента мощности потребителей. Страны Европейского Союза (ЕС), например, от некачественного электроснабжения теряют в год около 10 млрд. евро [176].
К потребителям, ухудшающим качество электроэнергии, относятся электротехнические комплексы многих объектов, которые характеризуются применением нескольких вентильных электроприводов постоянного тока, получающих энергию от источника питания, мощность которого соизмерима с мощностью электроприводов. Это обстоятельство приводит к тому, что вентильные электроприводы постоянного тока и источник энергии образуют систему соизмеримой мощности [54], которой присущи следующие особенности: низкий коэффициент мощности, значительное отклонение напряжения сети от номинального, искажение синусоидальной формы напряжения. Указанные особенности отрицательно влияют как на характеристики самих электроприводов, так и на условия работы другого электрооборудования. Увеличиваются потери электроэнергии в электрооборудовании, сокращается срок службы электроприёмников за счёт дополнительного старения изоляции, увеличивается погрешность электроизмерительных приборов, ухудшается работа систем автоматики, телемеханики и связи и т.п. [11, 49]. При значительных отклонениях напряжения происходит срабатывание релейной защиты и отключение электрооборудования, что приводит к нарушению технологических процессов, сокращению выпуска продукции и потерям сырья [95].
Весьма типичным примером таких объектов являются современные отечественные буровые установки (БУ) для разведочного и эксплуатационного бурения на нефть и газ, для главных технологических механизмов которых применяются электродвигатели постоянного тока, получающие питание от трехфазных мостовых тиристорных преобразователей (система ТП-Д). При этом возможно два варианта поступления электроэнергии. При наличии централизованного электроснабжения электроэнергия на общие шины поступает через один или два параллельно включённых трансформатора от местной линии электропередачи. На буровых установках, которые эксплуатируются в тех местах, где централизованное электроснабжение отсутствует, питание осуществляется от синхронных генераторов (СГ), приводимых в движение дизелями (система Диз-СГ-ТП-Д).
Для электротехнических комплексов буровых установок (ЭТК БУ), оснащённых системой ТП-Д, на практике имеют место все проблемы питания от источника энергии соизмеримой мощности: низкий коэффициент мощности тиристорных преобразователей (0,5-0,6); заметное увеличение искажения синусоидальной формы напряжения сети (коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения сети может превышать 20%); значительное снижение напряжения при питании от относительно слабой линии (отклонение напряжения на вводе буровой установки в этом случае достигает минус 15-20%). Из-за низкого качества электроэнергии, если не принимать специальных мер, нормальная эксплуатация буровых установок затруднительна.
В настоящее время эксплуатируется более 300 буровых установок с регулируемыми электроприводами, выполненными по системе ТП-Д [122]. Установленная мощность электроприводов главных технологических механизмов буровой установки, в зависимости от её класса, лежит в пределах от 1000 до 3000 кВт. Для морских буровых установок установленная мощность достигает величины 6000 кВт [100].
Широкое применение на буровых установках тиристорных электроприводов постоянного тока делает актуальной задачу повышения их энергетических показателей.
Решением проблемы повышения качества электроэнергии в системе электроснабжения соизмеримой мощности, содержащей электроприводы с полупроводниковыми преобразователями, является применение фильтро-компенсирующего устройства (ФКУ) [42, 153].
Выполненный обзор литературы показал, что имеется большое число работ, посвященных исследованию качества электроэнергии в системах соизмеримой мощности, содержащих полупроводниковые преобразователи. Вопросы, связанные с искажением формы напряжения питающей сети, применением ФКУ в системах соизмеримой мощности с полупроводниковыми преобразователями рассматривались, например, в работах Я.Ф. Ани-симова, Е.П. Васильева [11], П. Бюхнера [198], А.В. Грина [35], Л.А. Доб-русина [42, 43], И.В. Жежеленко [47, 49], В.Н. Ивакина, В.В. Худякова [56], Ю.И. Пайкина [113], В.В. Шейниховича и др. [65], В.И. Полонского, А.Б. Хайкина [127], Я.Ю. Солодухо [151, 154], Ю.К. Тимофеева [167].
Однако в указанных работах рассматриваются варианты питания ти-ристорных преобразователей либо от системы электроснабжения промышленных предприятий, либо от судовой электроэнергетической системы. Особенности работы этих объектов отличаются от условий работы электротехнических комплексов буровых установок. Поэтому, несмотря на большое количество работ, посвященных повышению качества электроэнергии в системах электроснабжения соизмеримой мощности, содержащих полупроводниковые преобразователи, эту проблему нельзя считать решенной для случая применения тиристорного электропривода постоянного тока на буровых установках, число которых увеличивается с каждым годом, в то время, как многие вопросы, связанные с повышением энергетических показателей регулируемых электроприводов буровых установок до сих пор остаются открытыми.
Проектирование и выбор ФКУ для ЭТК БУ с регулируемым электроприводом существенно затрудняется из-за следующих специфических особенностей работы буровой установки: переменный характер нагрузок от относительно спокойных режимов бурения до повторно-кратковременных при спуске и подъеме бурильной колонны; значительные изменения уровня максимальных нагрузок в зависимости от текущей глубины скважины; измене ниє числа работающих электроприводов при проходке скважины; зависимость длины питающей линии от места нахождения буровой установки; изменение числа параллельно работающих синхронных генераторов при автономном электроснабжении [99,101,108,131].
При указанных особенностях работы буровых установок для получения требуемых энергетических показателей необходимо применение ФКУ, позволяющих регулировать величину генерируемой реактивной мощности.
Проблема повышения энергетических показателей ещё более обострилась, когда в целях разведки и освоения более удаленных месторождений возникла необходимость обеспечения работоспособности буровой установки с питанием от существующих маломощных линий длиной до 10 - 12 км, а по возможности и большей длины, без строительства новых линий электропередач (в настоящее время эта длина не превышает 6-8 км) [38, 129]. Очевидно, эта проблема может быть решена только за счет наиболее рационального выбора ФКУ, что должно обеспечить существенный технико-экономический эффект за счет экономии капитальных затрат.
При проектировании ФКУ необходимо обязательно учитывать, что ФКУ является частью электротехнического комплекса буровой установки и во многом определяет технические показатели буровой установки в целом. При этом только комплексный подход [100], учитывающий все подсистемы электротехнического комплекса, обеспечивающие выработку электроэнергии, её распределение, преобразование и использование, позволит решить задачу локального проектирования и выбора ФКУ. Рациональное сочетание всех подсистем, входящих в комплекс, оказывает решающее влияние на конструкцию установки и её технико-экономические показатели. Следовательно, проблема проектирования и выбора ФКУ как подсистемы электротехнического комплекса является одной из важнейших при создании современных буровых установок с регулируемым электроприводом. Решение этой проблемы возможно только при наличии научно обоснованных технических требований к фильтро-компенсирующим уст ройствам в зависимости от класса буровой установки наземного и морского бурения.
На стадии проектирования, а также в процессе наладки ЭТК БУ необходимо иметь математические модели, позволяющие судить о качестве электроэнергии при различных режимах работы электроприводов для выбора оптимальных параметров ФКУ. Ввиду сложности рассматриваемых систем соизмеримой мощности рассчитать их характеристики можно только на ЭВМ.
При создании математических моделей необходимо учитывать, что регулируемый электропривод буровых установок потребляет энергию от источников, мощность которых соизмерима с мощностью самого электропривода. Особенности систем соизмеримой мощности приводят к тому, что исследование и проектирование тиристорных электроприводов постоянного тока в таких системах нельзя проводить без учета свойств системы электроснабжения.
Методы расчёта показателей качества электроэнергии и выбора ФКУ при работе вентильных электроприводов в системах соизмеримой мощности, описанные в литературе, например в [11, 49, 195, 198], приближённо учитывают высшие гармоники тока полупроводниковых преобразователей, сложную структуру системы соизмеримой мощности и одновременность работы нескольких преобразователей. Принятые допущения учитывают либо условия работы системы электроснабжения промышленных предприятий, либо судовых электроэнергетических систем. Проектирование ФКУ для систем соизмеримой мощности требует по возможности точного расчёта несинусоидальных токов и напряжений в элементах системы. Неправильный выбор параметров ФКУ может привести либо к завышению массогабаритных показателей элементов ФКУ, либо к перегрузке элементов ФКУ и выходу из строя электрооборудования. Использование методов расчёта, описанных в научной литературе, для условий работы регулируемых электроприводов буровых установок может привести к существенным погрешностям и ошибкам при выборе электрооборудования. Следовательно, необходима разработка более точных математических моделей систем соизмеримой мощности, которые позволяют учитывать действительную структуру электрических сетей, одновременную работу нескольких полупроводниковых преобразователей, реальные процессы коммутации в преобразователях. В то же время это не должно приводить к существенному усложнению программ и значительному увеличению времени решения уравнений на ЭВМ по сравнению с использованием приближённых методик, описанных в литературе.
Другая проблема заключается в том, что выбор и проектирование ФКУ необходимо проводить с учётом взаимозависимости режимов работы всех подсистем ЭТК БУ. Только такой подход позволит выбрать ФКУ, которое обеспечит требуемое качество электроэнергии при минимальной стоимости и массогабаритных показателях. Однако в этом случае расчет режимов и нахождение параметров ФКУ представляет собой сложную многофакторную задачу, что требует разработки методики исследования рассматриваемых систем соизмеримой мощности.
Применение ФКУ обеспечивает требуемый коэффициент мощности, допустимые значения отклонения напряжения и коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения. Однако приобретение ФКУ требует дополнительных инвестиций. Поэтому необходимо иметь методику технико-экономической оценки эффективности дополнительных затрат на ФКУ, учитывающую особенности работы регулируемых электроприводов буровых установок.
Если учитывать всё возрастающую роль нефтегазодобывающего комплекса в экономике России [166], связанный с этим дальнейший рост числа буровых установок с регулируемым электроприводом [122], то повышение энергетических показателей регулируемых электроприводов буровых установок является актуальной научной проблемой, имеющей важное народнохозяйственное значение.
Цель работы. Обоснование способов повышения энергетических показателей регулируемых электроприводов буровых установок, обеспечивающих нормативные значения показателей качества электроэнергии.
Идея работы заключается в обеспечении нормативных значений показателей качества электроэнергии на основе применения фильтро-компенсирующих устройств двух типов: со ступенчатым регулированием реактивной мощности и с косвенной компенсацией реактивной мощности.
В соответствии с идеей работы для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
Создать математическую модель системы соизмеримой мощности, учитывающую действительную структуру электрической сети, одновременную работу нескольких полупроводниковых преобразователей, реальные процессы коммутации в преобразователях.
Разработать методику расчёта и выбора ФКУ для электротехнических комплексов буровых установок, содержащих вентильные электроприводы, при питании от системы электроснабжения соизмеримой мощности.
Разработать методику определения областей эффективности вариантов ЭТК БУ с ФКУ и без ФКУ, позволяющую предварительно оценить целесообразность использования ФКУ для повышения энергетических показателей ЭТК БУ с регулируемым электроприводом;
Установить закономерности влияния ФКУ со ступенчатым и плавным регулированием реактивной мощности на энергетические показатели регулируемых электроприводов буровых установок при автономном и централизованном электроснабжении, позволяющие обосновать способы повышения энергетических показателей для рассматриваемых вариантов питания;
Обосновать принцип построения структур систем автоматического регулирования ФКУ, обеспечивающий требуемое качество переходных процессов и улучшающий энергетические показатели регулируемых электроприводов буровых установок в динамических режимах.
Методологической основой исследования послужили работы В.В. Алексеева, СИ. Гамазина, М.С Ершова, И.И. Карташёва, А.В. Ляхомского, Б.Г. Меньшова, В.И. Щуцкого, посвященные повышению качества электроэнергии; работы В.А. Андреюка, Я.Ф. Анисимова, П. Бюхнера, СР. Глинтерника, Л.А. Добрусина, И.В. Жежеленко, А.Е. Козярука, А.Г. Павловича, Ю.И. Пайкина, Я.Ю. Солодухо, М.Г. Шехтмана, в которых рассмотрены проблемы, связанные с влиянием полупроводниковых преобразователей на питающую сеть и мероприятия по уменьшению этого влияния; работы Б.И. Абрамова, А.И. Когана, О.И. Кожакова, Б.И. Моцохейна, Т.З. Портного, Б.М. Парфёнова, М.Г. Юнькова, посвященные проектированию электротехнических комплексов буровых установок и применению ФКУ в составе комплексов; работы М.М. Соколова, СП. Степаняна, А.В. Шинянского, посвященные изучению влияния тиристорного электропривода постоянного тока буровых установок на электрическую сеть соизмеримой мощности; работы О.В. Фёдорова, где развиваются научные основы определения областей эффективности электротехнических комплексов и систем.
Методы исследования. В работе использованы методы теорий дифференциальных уравнений, преобразования Лапласа, электрических цепей, полупроводниковых преобразователей, автоматизированного электропривода, имитационного моделирования, теории планирования эксперимента, технико-экономического анализа.
Основные научные положения, выносимые на защиту.
1. Математические модели системы соизмеримой мощности, основанные на раздельном исследовании переходных электромеханических процессов и установившихся электромагнитных процессов, учитывающие структуру электрической сети, одновременную работу нескольких полупроводниковых преобразователей и реальные процессы коммутации в преобразователях.
Закономерности влияния ФКУ со ступенчатым регулированием реактивной мощности и "интегральной" фильтрацией высших гармоник на энергетические показатели автономных электротехнических комплексов буровых установок с регулируемым электроприводом, позволяющие обосновать способ повышения энергетических показателей при автономном электроснабжении.
Закономерности влияния ФКУ со ступенчатым регулированием реактивной мощности и "интегральной" фильтрацией высших гармоник на энергетические показатели регулируемых электроприводов буровых установок при питании электротехнических комплексов от централизованной системы электроснабжения, позволяющие обосновать способ повышения энергетических показателей для рассматриваемого варианта питания.
Закономерности влияния на энергетические показатели регулируемых электроприводов буровых установок плавно регулируемого ФКУ с косвенной компенсацией реактивной мощности и "интегральной" фильтрацией высших гармоник, позволяющие обосновать способ повышения энергетических показателей, основанный на косвенной компенсации реактивной мощности и "интегральной" фильтрации высших гармоник.
Принцип построения структур систем автоматического регулирования ФКУ с косвенной компенсацией реактивной мощности на основе подчинённого регулирования координат, обеспечивающий требуемое качество переходных процессов и повышающий энергетические показатели регулируемых электроприводов буровых установок в динамических режимах.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций. Основные научные положения, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертации, подтверждаются: корректным применением методов теорий дифференциальных уравнений, преобразования Лапласа, электрических цепей, полупроводниковых преобразователей, автоматизированного электропривода; сравнением и сходимостью результа тов имитационного моделирования с данными экспериментальных исследований на объектах, расхождение между которыми не превышает 12%. Научная новизна результатов исследования.
Разработана математическая модель установившихся электромагнитных процессов в системе соизмеримой мощности, отличающаяся учётом пульсаций выпрямленного тока, одновременной работы нескольких вентильных электроприводов, процессов коммутации в преобразователях, структуры системы соизмеримой мощности.
Разработана математическая модель переходных электромеханических процессов в системе соизмеримой мощности, отличающаяся учётом одновременной работы нескольких вентильных электроприводов, структуры системы соизмеримой мощности, взаимного влияния системы электроснабжения и вентильных электроприводов.
Установлены закономерности влияния ФКУ со ступенчатым регулированием реактивной мощности и "интегральной" фильтрацией высших гармоник на энергетические показатели регулируемых электроприводов буровых установок в установившихся режимах работы, учитывающие структуру электрической сети, одновременную работу нескольких полупроводниковых преобразователей, реальные процессы коммутации в преобразователях.
4. Установлены закономерности влияния плавно регулируемого ФКУ с косвенной компенсацией реактивной мощности и "интегральной" фильтрацией высших гармоник на энергетические показатели регулируемых электроприводов буровых установок в статических и динамических режимах работы, учитывающие структуру электрической сети, одновременную работу нескольких полупроводниковых преобразователей, реальные процессы коммутации в преобразователях.
Научное значение работы состоит: в разработке математических моделей установившихся электромагнитных и переходных электромеханических процессов в системе соизмеримой мощности с вентильными электроприводами, позволяющих установить закономерности влияния ФКУ на энергетические показатели регулируемых электроприводов буровых установок; установлении закономерностей влияния ФКУ на показатели качества электроэнергии в системах электроснабжения буровых установок, позволяющих обосновать способы повышения энергетических показателей регулируемых электроприводов буровых установок: в установившихся режимах при применении ФКУ со ступенчатым регулированием реактивной мощности и "интегральной" фильтрации высших гармоник; в статических и динамических режимах при применении ФКУ с косвенной компенсацией реактивной мощности и "интегральной" фильтрации высших гармоник.
Практическое значение работы заключается в разработке:
методики выбора ФКУ для электротехнических комплексов буровых установок с вентильным электроприводом постоянного тока, включающей этапы предварительного выбора параметров ФКУ и точных расчётов энергетических показателей;
методики определения областей эффективности вариантов ЭТК БУ с ФКУ и без ФКУ при централизованном и автономном электроснабжении, позволяющей предварительно оценить целесообразность применения ФКУ для повышения энергетических показателей регулируемых электроприводов буровых установок;
программных средств для ЭВМ, позволяющих рассчитывать энергетические показатели электротехнических комплексов буровых установок с регулируемым электроприводом в установившихся и переходных режимах работы и обеспечивающих принятие рациональных решений на стадиях проектирования и эксплуатации данных систем;
- научно обоснованных технических требований к фильтро- компенсирующим устройствам для электротехнических комплексов буровых установок с вентильными электроприводами постоянного тока в зависимости от класса буровой установки, выполнение которых обеспечивает нормально допустимые показатели качества электроэнергии.
Реализация результатов работы.
Разработанные технические требования к ФКУ электротехнических комплексов буровых установок, методики и программы расчёта энергетических показателей электротехнических комплексов буровых установок используются в проектных работах ОАО "Электропривод" при конструировании и внедрении электротехнических комплексов буровых установок с регулируемым электроприводом.
При помощи предложенных математических моделей и методик осуществлён выбор электрооборудования для морской буровой установки ППБУ-6500/200 (серия "Шельф"). Программные средства и методики расчёта и выбора фильтро-компенсирующих устройств со ступенчатым регулированием реактивной мощности использованы в ОАО "Электропривод" при создании комплектных низковольтных фильтро-компенсирующих устройств ФКУ-2500 и ФКУ-3900, предназначенных для работы в составе основного электрооборудования электрических буровых установок 2-6 классов. Программные средства и методики расчёта и выбора плавно регулируемого фильтро-компенсирующего устройства с косвенной компенсацией реактивной мощности использованы в ОАО "Электропривод" при создании фильтро-компенсирующих устройств для электрической буровой установки с электроприводом постоянного тока БУ-3900/225 ЭКБМЦ.
Результаты работы внедрены в учебный процесс Московского государственного геологоразведочного университета при подготовке специалистов, обучающихся по направлению 650200 "Технологии геологической разведки", специальность 080700 "Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых", специализация "Механизация и энергоснабжение горных и геологоразведочных работ".
Апробация работы.
Основные положения работы докладывались на Всесоюзных и Международных конференциях: Всесоюзной научной конференции "Моделирование электроэнергетических систем" (Баку, 1982); XI Всесоюзной научно-технической конференции по проблемам автоматизированного электропривода (Суздаль, 1991); III Международной конференции "Новые идеи в науках о Земле" (Москва, 1997); IV Международной конференции "Новые идеи в науках о Земле" (Москва, 1999); III Международной (XIV Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу (Н. Новгород, 2001); IV Международной (XV Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу (Магнитогорск, 2004); VII Международной конференции "Новые идеи в науках о Земле" (Москва, 2005)
Автор выражает благодарность за помощь и поддержку при работе над диссертацией коллективу ОАО "Электропривод", а также сотрудникам кафедр механизации и автоматизации горных и геологоразведочных работ МГГРУ и электрификации и энергоэффективности горных предприятий МГГУ за содержательные научные консультации.
