Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ конструкционных схем и условий эксплуатации систем охлажлаждении силовых трансформаторов, методов расчёта их параметров и надёжности 12
1.1. Анализ конструктивных схем электромеханических систем охлаждения и условий их эксплуатации 12
1.2. Методы прогнозирования электромагнитных и тепловых процессов в силовых трансформаторах и расчета параметров электромеханических устройств их систем охлаждения 20
1.3. Надежность и методы определения её показателей 38
1.4. Цель и задачи исследования 43
1.5. Выводы 45
2. Моделирование динамики электромагнитных и тепловых процессов в силовом трансформаторе с целью определения законов и топологии управления системой «силовой трансформатор - охладитель - утилизация воздушного теплового потока» 46
2.1. Математическое моделирование динамики электромагнитных процессов.. 46
2.2. Математическое моделирование динамики тепловых процессов 65
2.3. Моделирование динамики тепловых процессов в системе «охладитель -утилизация воздушного теплового потока» 82
2.4. Определение формирования законов и топологии управления переходными процессами в системе «силовой трансформатор - охладитель - утилизация воздушного теплового потока» 88
2.5. Выводы 92
3. Определение рациональных энергосберегающих режимных параметров надежности функционирования системы «силовой трансформатор - охладитель - утилизация воздушного теплового потока» 93
3.1. Определение взаимного влияния скоростей электродвигателей электромеханических систем на основе нейронных сетей ...93
3.2. Расчёт уровня, показателей и условий реализуемости конструкционной и функциональной надёжности 106
3.3. Методика определения рациональных энергосберегающих режимных параметров электромеханических систем 114
3.4. Выводы 118
4. Экспериментальные исследования при применении системы «силовой трансформатор - охладитель - утилизация воздушного теплового потока» 120
4.1. Техническое решение по системе «силовой трансформатор - охладитель - утилизация воздушного теплового потока», и, определение рациональных энергосберегающих режимных параметров её электромеханических систем 120
4.2. Планирование эксперимента, методика и аппаратура исследований 130
4.3. Исследование режимов работы системы «силовой трансформатор -охладитель - утилизация воздушного теплового потока» 138
4.4. Выводы 141
Заключение. 144
Литература 147
- Методы прогнозирования электромагнитных и тепловых процессов в силовых трансформаторах и расчета параметров электромеханических устройств их систем охлаждения
- Моделирование динамики тепловых процессов в системе «охладитель -утилизация воздушного теплового потока»
- Расчёт уровня, показателей и условий реализуемости конструкционной и функциональной надёжности
- Техническое решение по системе «силовой трансформатор - охладитель - утилизация воздушного теплового потока», и, определение рациональных энергосберегающих режимных параметров её электромеханических систем
Введение к работе
Актуальность темы. Силовые трансформаторы являются важнейшей электротехнической установкой электропитающих систем, от надёжности и качества функционирования которых зависит надёжность и качество распределяемой электрической энергии. Выход из строя силовых трансформаторов приводит к высоким техническим и экономическим издержкам в процессе эксплуатации электропитающих систем.
Одним из важнейших факторов, влияющих на надёжность функционирования силовых трансформаторов, является их эффективное охлаждение.
Большой вклад в обоснование рациональных параметров электромеханических систем охлаждения силовых трансформаторов для повышения их функциональной надёжности внесли российские ученые Ю.Б. Бородулин, А.Г. Бунин, Л.Н. Конторович, В.М. Бутовский, Г.В. Попов, Е.Ю. Комков, которые отмечают перспективность комбинированного воздушно-масляного принудительного охлаждения трансформаторов.
Однако в их работах не рассмотрены вопросы утилизации тепла, выделяемого силовым трансформатором, где важной научной задачей является формирование режимов эффективного их охлаждения и энергоэффективного процесса утилизации воздушного теплового потока, а также управление охлаждающей способностью воздушно-масляных охладителей системы «силовой трансформатор – охладитель – утилизация воздушного теплового потока» по критерию надёжности её функционирования.
Важным элементом таких систем является асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, который при реализации векторного управления им обеспечивает регулирование характеристик электропривода, а следовательно их режимов работы электромеханических систем.
Большой вклад в исследование и построение систем управления ЭП переменного тока внесли выдающиеся отечественные и зарубежные ученые – М.М. Ботвинник, И.Я. Браславский, А.А. Булгаков, А.М. Вейнгер, А.Б. Виноградов, Л.Х. Дацковский, Д.Б. Изосимов, Н.Ф. Ильинский, В.И. Ключев, С.А. Ковчин, А.Е. Козярук, В.А. Мищенко, Г.Б. Онищенко, В.В. Рудаков, Ю.А. Сабинин, О.В. Слежановский, Ю.Г. Шакарян, Р.Т. Шрейнер, В.А. Шубенко, И.И. Эпштейн, F. Blaabjerg, F. Blaschke, B.K. Bose, W. Flter, J. Holtz, W. Leonhard, R.D. Lorenz, M.P. Kazmierkowski, T.A. Lipo, K. Matsuse, D.W. Novotny и др.
В данном случае в адаптивных системах управления электроприводами должны быть реализованы автоматические процедуры активной предварительной идентификации начальных значений интервально неопределённых параметров машины, которые затем уточняются путём их текущей идентификации.
Поэтому важной научной задачей является обоснование рациональных параметров энергосберегающих электромеханических систем охлаждения силовых трансформаторов и утилизации тепла, выделяемого трансформатором, для повышения надёжности их работы.
Цель работы заключается в повышении надежности функционирования электромеханических систем охлаждения силовых трансформаторов путём обоснования их рациональных режимных параметров, комплексно учитывающих характеристики переходных электромагнитных и тепловых процессов при формировании потоков охладителей в трансформаторах и утилизации воздушного теплового потока.
Задачи исследования:
1. Анализ конструктивных схем и условий эксплуатации электромеханических систем охлаждения силовых трансформаторов и утилизации тепловых потоков, методов моделирования и расчёта их режимных параметров.
2. Разработка математических моделей динамики электромагнитных и тепловых процессов в системе «силовой трансформатор – охладитель – утилизация воздушного теплового потока» для определения исходных данных при формировании режимов работы электромеханических систем охлаждения силовых трансформаторов и энергосберегающего устройства утилизации воздушного теплового потока.
3. Исследование математических моделей динамики электромагнитных и тепловых процессов в силовых трансформаторах для расчёта рациональных режимных параметров электромеханических систем их охлаждения и формирования закона управления ими.
4. Разработка прогностической модели надёжности функционирования электромеханических систем охлаждения силовых трансформаторов и энергоэффективной утилизации воздушного теплового потока, и определение реакция системы на управляющие воздействия в реальном времени.
5. Определение топологии управления электромеханическими системами охлаждения силовых трансформаторов и энергосберегающим устройством утилизации воздушного теплового потока.
Идея работы состоит в достижении требуемого уровня надёжности функционирования системы «силовой трансформатор – охладитель – утилизация воздушного теплового потока» и обоснованности рациональных режимных параметров её электромеханических систем, обеспечивающих формирование энергоэффективного процесса охлаждения и утилизации тепла, выделяемого трансформатором, и, закона управления ими.
Научная новизна.
1. Разработаны математические модели динамики электромагнитных и тепловых процессов в системе «силовой трансформатор – охладитель – утилизация воздушного теплового потока», учитывающие взаимное влияние скоростей подачи трансформаторного масла, вращения вентиляторов воздушного охлаждения и всасывающего вентилятора теплового воздушного потока устройства утилизации тепла, выделяемого силовым трансформатором.
2. Определены зависимости для расчета рациональных режимных параметров электромеханических систем при охлаждении силовых трансформаторов и утилизации воздушного теплового потока.
3. Разработано устройство утилизации тепла, выделяемого силовым трансформатором, и, обеспечивающее энергоэффективный режим его охлаждения и формирования закона управления электроприводом насоса подачи масла и охлаждающей способностью воздушно-масляных охладителей системы «силовой трансформатор – охладитель – утилизация воздушного теплового потока» по критерию надёжности её функционирования.
4. Построена прогностическая модель в реальном времени функционирования системы «силовой трансформатор – охладитель – утилизация воздушного теплового потока», обеспечивающая прогнозирование реакции системы на управляющие воздействия и топологии структуры системы управления переходными процессами на основе нейронных сетей, генерации управляющих воздействий, рационального закона управления, охлаждающей способностью воздушно-масляных охладителей и энергоэффективностью устройства утилизации воздушного теплового потока.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
1. Установлены зависимости, учитывающие взаимное влияние скоростей подачи трансформаторного масла, вращения вентиляторов воздушного охлаждения и всасывающего вентилятора теплового воздушного потока устройства утилизации тепла, выделяемого силовым трансформатором.
2. Разработана математическая модель динамики электромагнитных и тепловых процессов в системе «силовой трансформатор – охладитель – утилизация воздушного теплового потока», исследование которой позволило определить закономерности формирования рационального закона управления и режимных параметров её электромеханических систем, учитывающих взаимное влияние скоростей вращения вала электродвигателей масляного насоса, вентиляторов воздушного охлаждения и всасывающего вентилятора устройства утилизации тепла, выделяемого трансформатором.
3. Определены зависимости, обеспечивающие прогнозирование реакции системы «силовой трансформатор – охладитель – утилизация воздушного теплового потока» на управляющие воздействия, и, установлены закономерности формирования топологии структуры управления переходными процессами в её электромеханических системах, на основе нейронных сетей, генерации управляющих воздействий, рационального закона управления, охлаждающей способностью воздушно – масляных охладителей и энергоэффективностью устройства утилизации воздушного теплового потока.
Методы исследований. В диссертационной работе использованы методы термодинамики, теории управления и надежности, имитационного моделирования электромеханических систем с использованием пакета MATLAB, теории вероятностей и математической статистики, численные методы и экспериментальных исследований.
Достоверность научных положений , выводов и рекомендаций диссертационной работы обоснована аргументированностью математических выкладок и корректностью постановки задач и методов исследований, адекватностью теоретических и экспериментальных исследований, расхождение между которыми составило 14%, что подтверждает их удовлетворительную сходимость, практическим применением результатов работы в производстве.
Практическое значение. На основе проведенных исследований разработана методика определения рациональных параметров энергосберегающих систем охлаждения силовых трансформаторов с утилизацией воздушного теплового потока и алгоритмы управления режимами работы их электромеханических систем. Разработано новое энергосберегающее техническое решение утилизации тепла, выделяемого силовым трансформатором, законы рационального управления электроприводом электромеханических систем от преобразователей частоты в системе «силовой трансформатор – охладитель утилизация воздушного теплового потока, в комплексе обеспечивающих энергосберегающие режимы за счет снижения потерь электрической энергии и использования тепла, выделяемого трансформатором. Число преобразователей частоты зависит от конструктивных особенностей системы охлаждения и утилизации теплового воздушного потока за охладителями.
Реализация результатов работы.
Разработанная методика определения рациональных режимных параметров энергосберегающих электромеханических систем охлаждения силовых трансформаторов с утилизацией воздушного теплового потока, алгоритмы управления режимами работы их электромеханических систем и устройство утилизации выделяемого тепла трансформатором внедрены в Приокском предприятии магистральных электрических сетей «ФСК ЕЭС» с годовым экономическим эффектом 3 млн. руб. на одно устройство.
Использование в учебном процессе. Теоретические результаты данной работы были использованы при разработке курсов лекций и комплексов лабораторных работ по дисциплинам: «Электрические станции и подстанции», «Надежность электрооборудования». Данные курсы читались в ТулГУ для студентов специальностей «Электроснабжение».
Апробация работы. Результаты работы докладывались на конференциях: Международная конференция «Энергосбережение – 2010», Тула, 10-12 марта 2010 г., Международная конференция «Автоматизированный электропривод – 2010», Тула, 28 сентября-1 октября 2010 г., Международная специализированная конференция «Силовая электроника и энергетика» , г. Москва, 2010, 2012 г.; Всероссийский семинар «Автоматизированный электропривод», МЭИ, г.Москва, 2010-2012 г.
Публикации. Основные положения диссертационной работы изложены в 8 статьях, из них 5 в изданиях, рекомендованных ВАК, патент на «Устройство для использования избыточного воздушного теплового потока от силового трансформатора».
.Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 128 наименований. Основная часть работы изложена на 135 страницах и содержит 41 иллюстрацию.
Автор выражает благодарности заведующему кафедрой «Электроэнергетика» Тульского государственного университета, доктору технических наук, профессору Степанову Владимиру Михайловичу и доценту кафедры «Электроэнергетика» Тульского государственного университета, кандидату технических наук, доценту Горелову Юрию Иосифовичу за научные консультации, поддержку и помощь при работе над диссертацией.
Методы прогнозирования электромагнитных и тепловых процессов в силовых трансформаторах и расчета параметров электромеханических устройств их систем охлаждения
Одним из путей уменьшения влажности изоляции обмоток трансформатора является ее сушка. Для трансформаторов со значительным сроком службы обычно используется метод разбрызгивания масла при вакуумировании. Следует отметить, что практически все методы сушки твердой изоляции связаны с воздействием повышенных температур, а при вакуумировании, кроме того, макромеханическими воздействиями на целлюлозу при удалении влаги. Характерные резкие снижения степени полимеризации вызваны сушкой изоляции при проведении ремонтных работ (в данном примере на 20 и 40 году эксплуатации). В результате после последнего ремонта степень полимеризации бумажной изоляции трансформатора снижается ниже критического значения 250 ед. и дальнейшая эксплуатация трансформатора сопряжена со значительным риском. Поэтому наиболее приемлемым способом повышения срока службы понижения трансформатора является поддержание на низком уровне температуры наиболее нагретой точки его обмоток. Выявление допустимых способов температуры наиболее нагретой точки в настоящей работе проводится на основании построения адекватной математической модели системы охлаждения силового трансформатора. Зависимость срока нормальной эксплуатации трансформатора от температуры наиболее нагретой точки его обмоток и влажности изоляции. В процессе эксплуатации силовых трансформаторов с принудительным воздушно-масляным охлаждением из-за низкой функциональной надежности работы системы автоматического включения и отключения электроприводов циркуляционного насоса и вентиляторных установок происходят частые их включения и отключения с допустимой наибольшей длительностью до 30 мин. на допустимой температуре верхних слоев масла 40 С. Средняя величина частоты включения и отключения электродвигателей электромеханических систем при охлаждении силовых отключения электромеханических систем Частые включения и отключения электродвигателя электромеханических систем при охлаждении силовых трансформаторов снижают надежность их работы до 30%, а потери электрической энергии из-за пусковых токов достигают 30-41%. Для снижения потерь электрической энергии при эксплуатации электромеханических систем при охлаждении силовых трансформаторов необходимо применить частотно-регулируемый электропривод и групповое управление электродвигателями. Поэтому, конструктивная схема электромеханических систем при охлаждении силовых трансформаторов должна эффективно обеспечивать процесс его охлаждения с учётом характеристик условий эксплуатации трансформаторов. Кроме того, она должна быть напрямую совмещена с устройством утилизации тепла, выделяемого силовым трансформатором, характеризующим одно из энергосберегающих направлений конструкционного исполнения. Методы прогнозирования электромагнитных и тепловых процессов в силовых трансформаторах и расчета параметров электромеханических устройств их систем охлаждения Вопросы математического моделирования электромагнитных и тепловых процессов в силовых трансформаторов рассматривались в работах как отечественных, так иностранных ученых: Алексеева Б.А., Боднара В.В., Борю Н.В., Васютинского Б, Виленского В.Д., Голоднова Ю.М., Голубева В.П., Горбунцова А.Ф., Готтер Г., Дудника В.П., Дульнева Г.Н., Зарубина B.C., Засыпкина А.С., Иванова Смоленского А.В., Комкова Е.Ю., Кузнецова С.Ю., Крылова Д.А., Левина Ф.Я., Никулина М.А., Петрова Г.Н., Пошехонова П.В., Росмана Л.В., Савченко И.П., Семенова В.В., Сипайлова Г.А., Сковроньского Э., Тарле Г.Е., Тер-Оганова Э.В., Тихомирова П.М., Фракмана Ю.В., Швидлера А.Б., Alegi, G.L., Black W.Z., Blake Н., Bray R., Declercq J., Eckholz K., Griffin P.J., Hagman W.H., Hironniemi E., Hunt J.R., Jennie Si, Kalic Dj., Kelly J., Kirtley J.L.Jr., Knorr W., Lachman M.F., Lampe W., Lehtonen M., Lesieutre B.C., McCulla G.A., Menzies, R., Molinski T.S., Nordman H., Nordman H., Ovren C, Pesonen A.J., Pettersson L., Pierce L.W., Pradhan M.K., Qing He, Radakovic Z., Ramu T.S., Richardson Z.J., Ryder S.A., Schafer M, Stach M., Stirl Т., Susa D., Swift G., Tang W.H., Tenbohlen S., Tylavsky D.J., Van der Veken W., Wahlstrom В., Walter W., Wilson A., WuQ.H.. Анализ существующих математических моделей электромагнитных и тепловых процессов в силовых трансформаторах показывает, что их можно разделить на три типа: - точные математические модели, основанные на строгом использовании теории тепломассопереноса и электродинамики и представляющие собой систему дифференциальных уравнений в частных производных, решение которых осуществляется методом конечных элементов или использованием аппарата теории разностных схем или теории функциональных рядов.
Моделирование динамики тепловых процессов в системе «охладитель -утилизация воздушного теплового потока»
Исследования, проведенные в пп. 2.1 — 2.3, позволяют определить топологию системы управления системой «силовой трансформатор - охладитель -утилизация воздушного теплового потока», а также сформировать рациональные законы управления ей для различных типов систем охлаждения силовым трансформатором.
Выводы в (пп.2.1-2.3) позволяют описать топологию и законы формирования управляющих воздействий на систему «силовой трансформатор - охладитель утилизация воздушного теплового потока» для различных типов охлаждения силовыми трансформаторами. На трансформатор необходимо установить датчики тока, напряжения, мощности, температуры верхних слоев масла (ВСМ), температуры нижних слоев масла (НСМ); температуры окружающей среды, состояния маслонасоса, вентиляторов охладителей системы охлаждения и всасывающего вентилятора устройства утилизации воздушного теплового потока. Тренды контролируемых параметров показывают реакцию объекта на управляющие воздействия, анализ которых дает оценку теплового состояния трансформатора. Силовой трансформатор с системой охлаждения ONAF. В этом случае система охлаждения силового трансформатора содержит только воздушно масляные охладители. Поэтому регулирование температуры наиболее нагретой точки обмоток силового трансформатора возможно только при помощи регулирования скорости воздушного потока, создаваемого вентилятором охладителя и перепада статического давления в охладителе за счет регулирования всасывающего вентилятора, установленного в устройстве утилизации воздушного теплового потока. В систему питания асинхронного двигателя вентилятора одного из охладителей и всасывающего вентилятора устанавливаются частотные преобразователи (ПЧ). В соответствии с выводами при повышении температуры ВСМ необходимо посредством ПЧ увеличить скорость вращения вентилятора охладителя, если дальнейшее повышение скорости вращения невозможно, то подключить в контур охлаждения новый охладитель, а скорость вращения регулируемого вентилятора охладителя сбросить до номинальной. При исчерпании резерва повышения охлаждающей способности непосредственно охладителями приступить к регулированию статического перепада давления регулированием скорости вращения всасывающего вентилятора. Силовые трансформаторы с системой охлаждения OFAF или ODAF. В этом случае система охлаждения силового трансформатора содержит маслонасос подачи масла в трансформатор, воздушно масляные охладители и в некоторых случаях маслонасос подачи масла в систему охлаждения. В этом случае регулирование температуры наиболее нагретой точки обмоток силового трансформатора возможно: - при помощи регулирования скорости подачи масла в силовой трансформатор посредством установки в цепь питания АД маслонасоса частотного преобразователя; - в случае наличия маслонасоса подачи масла в охладители регулированием скорости подачи масла в охладители посредством установки в цепь питания АД маслонасоса частотного преобразователя; - при помощи регулирования скорости воздушного потока, создаваемого вентилятором охладителя путем установки в цепь питания АД вентилятора одного из охладителей частотного преобразователя; - регулированием перепада статического давления в охладителе за счет регулирования скорости вращения всасывающего вентилятора, установленного в устройстве утилизации воздушного теплового потока, посредством установки в цепь питания АД маслонасоса частотного преобразователя. В соответствии с выводами при повышении температуры ВСМ необходимо в порядке приоритета а) посредством ПЧ увеличить скорость вращения вентилятора охладителя, если дальнейшее повышение скорости вращения невозможно, то подключить в контур охлаждения новый охладитель, а скорость вращения регулируемого вентилятора охладителя сбросить до номинальной; б) при исчерпании резерва повышения охлаждающей способности непосредственно охладителями приступить к регулированию статического перепада давления регулированием скорости вращения всасывающего вентилятора; в) при дальнейшем повышении температуры ВСМ приступить к повышению скорости подачи масла в охладители посредством регулирования скорости вращения вала АД маслонасоса, используя ПЧ; г) при дальнейшем повышении температуры ВСМ приступить к повышению скорости подачи масла в трансформатор посредством регулирования скорости вращения вала АД маслонасоса, используя ПЧ. При понижении температуры ВСМ до допустимых пределов произвести установку параметров АД маслонасосов и вентиляторов в номинальный режим в обратном порядке. Для трансформаторов с системой охлаждения ODAF, пункт г) должен быть поставлен на первое место по приоритету управляющих воздействий.
Расчёт уровня, показателей и условий реализуемости конструкционной и функциональной надёжности
Сравнение результатов моделирования с данными системы мониторинга показывают достаточно точное совпадение, что дает право говорить о работоспособности созданной модели.
При функционировании силового трансформатора в случае зараженности электрической сети гармониками выше промышленной формируются дополнительные тепловые потоки внутри трансформатора, вызванные потерями на гистерезис в ферромагнитных элементах трансформатора и потерями на вихревые токи в металлических элементах; так при изменении коэффициента нелинейных искажений тока в сети в среднем на 10% происходит генерация теплового потока в трансформаторе в среднем на 13% выше, чем в случае отсутствия нелинейных искажений, при этом следует отметить, что это повышение сильно корелировано с спектром высших гармоник;
Температура наиболее нагретой точки обмоток трансформатора зависит от коэффициента загрузки трансформатора: увеличение загрузки трансформатора в 2 раза приводит в среднем к повышению температуры наиболее нагретой точки обмоток трансформатора в 2.1 раза;
Температуры наиболее нагретой точки обмоток трансформатора зависит от скорости подачи масла в бак трансформатора, так увеличение скорости подачи масла в 2 раза в режиме OFAF приводит к снижению Тоб в среднем на 8С, а в режиме ODAF в среднем на 15иС; 4. Температуры наиболее нагретой точки обмоток трансформатора зависит от температуры масла, подаваемой в бак трансформатора, так уменьшение температуры масла на 10 С приводит к снижению Тоб в среднем на 8С. 5. Процесс теплопередачи от масла стенкам радиаторов охладителей при повышении скорости движения масла в каналах радиатора в 2 раза приводит к увеличению теплового потока «масло - стенки радиатора» в 1.15 раз; 6. Процесс теплопередачи от стенок радиаторов охладителей при повышении скорости обдува воздухом радиаторов в 2 раза приводит к увеличению теплового потока «стенки радиатора - окружающая среда» в 1.74 раза; 7. Регулирование скорости обдува охладителей в 1,33 раз эффективнее повышения перепада статического давления в охладителе за счет использования всасывающего вентилятора в трубопроводе устройства утилизации воздушного теплового потока; 8. Регулирование скорости движения воздуха в охладителе приблизительно в 1,513 раза эффективнее увеличения скорости движения масла в радиаторе охладителя; 9. Регулирование скорости обдува охладителей оказывается в 1,33 раз эффективнее повышения перепада статического давления в охладителе за счет использования всасывающего вентилятора в трубопроводе устройства утилизации воздушного теплового потока, 10. Регулирование перепада статического давления в охладителе за счет использования всасывающего вентилятора в трубопроводе устройства утилизации воздушного теплового потока в 1,14 раз эффективнее регулирования скорости движения масла в охладителе. При выборе способа, законов и функциональной схемы управления асинхронными двигателями насоса подачи масла в трансформатор и одного из вентиляторов воздушных охладителей. Так как система охлаждения мощных силовых трансформаторов является достаточно инерционной, то в работе показано, что наиболее рациональным способом регулирования скорости АД является частотно-токовое векторное управлением с косвенной ориентацией по полю и регуляторами токов, выполненными во вращающейся системе координат, с бездатчиковой идентификацией скорости вращения вала АД. Функциональная схема предложенного способа регулирования скорости АД представлена на рис. 3.1.6. Функциональная схема регулирования скорости АД с частотно-токовым векторным управлением с косвенной ориентацией по полю и регуляторами токов, выполненными во вращающейся системе координат Идентификатор скорости (ИС) строится на основании неадаптивного метода определения скорости АД по измеряемым токам и напряжениям статора в неподвижной системе координат, что является возможным ввиду большой инерционности системы охлаждения мощных силовых трансформаторов. Структурная схема идентификатора скорости АД представлена на рис. 3.1.7
Техническое решение по системе «силовой трансформатор - охладитель - утилизация воздушного теплового потока», и, определение рациональных энергосберегающих режимных параметров её электромеханических систем
Техническое решение по системе «силовой трансформатор - охладитель утилизация воздушного теплового потока», содержащее теплоноситель, тепловой насос, три трубопровода, три клапана, дополнительно введены четыре пары воздушных охладителей, пять клапанов, причем первый выход силового трансформатора посредством насоса масляного охлаждения соединен со входом первого трубопровода циркуляции масла, соединенного с четырьмя радиаторами охлаждения, второй, третий и четвертый выход силового трансформатора через ответвление, состоящего из трех входов соединен со входом второго трубопровода циркуляции масла также соединенного с четырьмя радиаторами охлаждения, следовательно, первый и второй трубопроводы циркуляции масла соединены с четырьмя радиаторами охлаждения, выходы каждого из которых связаны с парой вентиляторов воздушных охладителей, соединенных с парой всасывающих воронок воздушного охлаждения соответственно, а входы каждого из четырех радиаторов охлаждения связаны с парой кожухов формирования воздушного теплоносителя каждый соответственно, в каждой из четырех пар ответвлений третьего общего трубопровода воздушного теплоносителя установлены обратные клапаны, необходимые для ограничения движения воздуха в обратную сторону, управляемые системой автоматического регулирования (САР) и изолированные теплоизоляцией трубопровода воздушного теплоносителя, на выходе третьего общего трубопровода воздушного теплоносителя установлен вход объектов собственных нужд использования воздушного теплоносителя, внутри трубопровода воздушного теплоносителя, перед входом объектов собственных нужд использования воздушного теплоносителя, установлено устройство всасывающего вентилятора, состоящего из корпуса, одновременно соединенного с креплением устройства всасывающего вентилятора, всасывающего вентилятора, одновременно соединенного с воронкой всасывающего вентилятора устройства всасывающего вентилятора, поэтому выход объектов собственных нужд использования воздушного теплоносителя 1 соединен со входом третьего общего трубопровода воздушного теплоносителя 4, который изолирован теплоизоляцией трубопровода воздушного теплоносителя 5, внутри которого находится устройство всасывающего вентилятора, необходимого для создания перепада давления, обеспечивающий надежную работу обратных клапанов, в котором выход всасывающего вентилятора 2 устройства всасывающего вентилятора, одновременно соединенного с воронкой устройства всасывающего вентилятора, соединен со входом корпуса 3 устройства всасывающего вентилятора, одновременно соединенного с креплением устройства всасывающего вентилятора, выход корпуса 3 устройства всасывающего вентилятора, одновременно соединенного с креплением устройства всасывающего вентилятора, соединен посредством третьего общего трубопровода воздушного теплоносителя 4, который изолирован теплоизоляцией трубопровода воздушного теплоносителя 5, со входами четырех пар обратных клапанов, необходимых для ограничения движения воздуха в обратную сторону, управляемых системой автоматического регулирования (САР) и изолированных теплоизоляцией трубопровода воздушного теплоносителя в каждом воздушном охладителе посредством четырех пар ответвлений третьего общего трубопровода воздушного теплоносителя 6, которые изолированы теплоизоляцией трубопровода воздушного теплоносителя 5, со входами четырех пар обратных клапанов 7 в каждой группе воздушных охладителей и изолированных теплоизоляцией трубопровода воздушного теплоносителя 5, выходы четырех пар обратных клапанов 7, необходимых для ограничения движения воздуха в обратную сторону, управляемых системой автоматического регулирования (САР) и изолированных теплоизоляцией трубопровода воздушного теплоносителя 5 соединены со входами воздушных охладителей посредством четырех пар ответвлений 6 третьего общего трубопровода воздушного теплоносителя 4, которые изолированы теплоизоляцией трубопровода воздушного теплоносителя 5, где выход каждой из четырех пар обратных клапанов 7, необходимых для ограничения движения воздуха в обратную сторону, управляемых системой автоматического регулирования (САР) и изолированных теплоизоляцией трубопровода воздушного теплоносителя 5, соединен со входом кожуха формирования воздушного теплоносителя 8 в каждом воздушном охладителе, выход кожуха формирования воздушного теплоносителя 8 в каждом воздушном охладителе соединен со входом радиатора охладителей 9, являющийся общим для двух воздушных охладителей или группы воздушных охладителей каждой из четырех идентичных групп, в каждой из групп воздушных охладителей, состоящей из двух одинаковых воздушных охладителей, выход радиатора охладителей 9 соединен со входом вентилятора 10, одновременно соединенного со всасывающей воронкой воздушного охлаждения, в каждом воздушном охладителе, кроме этого, выход радиатора охладителей 9 также соединен со входами первого 11 и второго 12 трубопроводов циркуляции масла, причем посредством каждого трубопровода циркуляции масла, все радиаторы каждой из групп воздушных охладителей соединены между собой, выход первого трубопровода циркуляции масла 11 соединен со входом насоса масляного охлаждения 13, выход насоса масляного охлаждения 13 посредством ответвления первого трубопровода циркуляции масла 11 соединен со входом силового трансформатора 14, выход второго трубопровода циркуляции масла 12, имеющий разветвление из трех выходов соединен с тремя входами силового трансформатора 14.
