К.т.н. Бойко С.М., Дозоренко О.В., магістр, Демків В.С., магістр, Вирвикишка С.В. магістр

Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського

Вітроенергетична станція на базі асинхронних генераторів для електропостачання окремих цехів в умовах підприємств гірничо-видобувної галузі

Вступ. Цехові мережі є однією з основних складових систем цехового електропостачання. В залежності від галузі промисловості, характеру виробництва, навколишнього середовища та інших умов до цехових мереж висувать різні вимоги. Однією з основних вимог є надійність електропостачання електроприймачів високої надійності.

Актуальність роботи. Одним з актуальних питань електропостачання промислових підприємств гірничо-видобувної галузі є підвищення надійності і економічності. Тому актуальним є питання впровадження в систему електропостачання окремих цехів підприємств гірничо-видобувної галузі додаткових джерел електричної енергії. Одним з оптимальних варіантів модернізації цехової системи електропостачання є впровадження вітроенергетичних станцій (ВЕС) на базі асинхронних генераторів [1].

Мета роботи. Метою роботи є розробка функціональної системи ВЕС на базі асинхронних генераторів для електропостачання підприємств гірничо-видобувного комплексу.

Матеріал і результати досліджень. Враховуючи раніше проведені дослідження та можливість впровадження ВЕС на базі асинхронного генератора у систему електропостачання підприємств гірничо-видобувного комплексу [2], нами було запропоновано структуру ВЕС.

Застосування асинхронної машини в генераторному режимі має ряд безперечних переваг перед іншими типами генераторів: 1. Простота і надійність конструкції. 2. Малі маса та габарити. 3. Прийнятна вартість. 4. Простота монтажу та обслуговування.

До складу ВЕС входить певна кількість ВЕУ, що мають у своєму складі власну систему керування, спрямовану на оптимізацію і стабілізацію вихідних електротехнічних параметрів. У зв’язку з цим далі на рис. 1 представлена функціональна схема однієї ВЕУ, що входить до складу ВЕС. До її складу входять наступні елементи: ВА1-3 – вітроагрегати; АГ1-3 – асинхронні генератори; БЗК1-3 – блоки збуджуючих конденсаторів; БСК1-3, БСР1-3 – блоки симісторів; СУ1-3 – системи управління; ДН1-3, ДС1-3, ДЧ1-3 – датчики напруги, струму та частоти відповідно; QF1-4 – керовані комутатори.

Рисунок 1 – Функціональна схема вітроенергетичної станції для електропостачання в умовах підприємств гірничо-видобувного комплексу

Вітроагрегат ВА1 починає обертатися за наявності стартової швидкості повітряного потоку, величина якої залежить від аеродинамічних та масогабаритних показників ВА1. Вал ВА обертаючись передає свою механічну енергію на вал асинхронного генератора АГ1, який починає обертатися. На АГ1 батарея пускових конденсаторів БЗК1 передає необхідну кількість реактивної енергії для запуску АГ. Датчики напруги ДН1, струму ДС1 та частоти ДЧ1 передають інформації до системи управління СУ1. Якщо напруга, яку генерує АГ1 менша за номінальну, то СУ1 передає сигнал на відпирання БСК1, що у свою чергу підключає блок додаткових конденсаторів, яка регулює величиною ємності напругу та частоту, вироблену генератором. Коли напруга та частота досягають номінального рівня, СУ1 подає сигнал на керований комутатор QF4, який підключає корисне навантаження. Якщо ж напруга та частота навпаки, вищі за номінальні, то CУ1 передає сигнал на БСР1, який підключає баластне навантаження. Коли величини напруги та частоти стабілізовано, то підключається корисне навантаження. Аналогічним чином відбувається підключення всих вітроенергетичних установок.

Висновки. У роботі запропоновано функціональну схему та описано принцип роботи вітроенергетичної станції для електропостачання в умовах підприємств гірничо-видобувного комплексу.

Література:

1. Сінчук І.О. Відновлювані та альтернативні джерела енергії: навчальний посібник / І.О. Сінчук, С.М. Бойко, О.Є. Мельник – Кременчук: Видавництво ПП Щербатих О.В., 2015. – 270с.

2. Бойко С.М. Електротехнічний комплекс електропостачання гірничих підприємств на базі вітроенергетичної станції / С.М. Бойко, О.В. Дозоренко // Всеукраїнська науково-практична конференція «Актуальні питання гірничо-металургійного виробництва»: Збірник тез доповідей. Кривий Ріг: ДВНЗ «КНУ», 2017. - 55с.