Применение современных математических методов и компьютерных технологий при решение задач оптимального электроснабжения сельских потребителей электроэнергии

Приведем перечень энергетических задач, решения которых осуществляются в большей или меньшей степени с помощью математических методов.

1. Планирование развития генерирующих мощностей для покрытия графика электрических нагрузок экономического района.

2. Планирование развития электрических сетей в развивающейся электроэнергетической системе.

3. Оптимизация уровней токов короткого замыкания в электроэнергетической системе.

4. Оптимальное управление качеством электроэнергии в системах.

Кратко рассмотрим частную задачу планирования развития электрической сети (статическую задачу оптимизации сети) с тем, чтобы уяснить в первом приближении ее сущность, увидеть множество альтернатив и определить необходимость применения математических методов. Статическая задача оптимизации сети состоит в синтезе наилучшей в смысле приведенных затрат конфигурации сети, обеспечивающей необходимую надежность питания узлов нагрузки и требуемые параметры электрического режима.

Существует ряд электроэнергетических задач меньшего масштаба, связанных с развитием, функционированием или техническим проектированием отдельных подсистем, в которых успешно применяются математические методы поиска оптимальных решений.

Сеть электроснабжения промышленных предприятий представляет собой сложную систему, состоящую из подсистем внешнего, внутризаводского и внутрицехового электроснабжения, взаимодействующую с питающей энергосистемой и технологической системой основного производства. Функционирование системы электроснабжения осуществляется на основе значительных потоков информации между этой системой и внешними системами, а также циркулирующих внутри нее. Поэтому синтез оптимальной системы электроснабжения промышленного предприятия представляет собой сложную задачу, строгого математического решения которой в настоящее время нет.

Между тем современные системы электроснабжения концентрируют значительные капитальные вложения, а доля электрозатрат в себестоимости основной продукции электроемких производств нередко превышает 20%. Таким образом, необходимо стремиться к выявлению наиболее эффективного варианта проектируемой системы электроснабжения, достичь которого можно на основе применения математических методов в рамках автоматизированной системы проектирования электроснабжения.

10)Схема реле-регуляторов: электромагнитных, электронных

Реле-регулятор напряжения генератора — это неотъемлемая часть системы электрооборудования любого автомобиля. С его помощью производится поддержка напряжения в определенном диапазоне значений.

Схема реле-регулятора с двумя электромагнитными катушками

9) Приводные характеристики рабочих машин.

Приводные характеристики сельскохозяйственных машин — технологические, кинематические, энергетические, механические, нагрузочные, инерционные — используют в процессе проектирования рационального электропривода.

Технологические характеристики изображают в виде технологических схем. Они определяют требования к электроприводу со стороны качества продукции (допустимые колебания скорости, удельные расходы энергии, необходимость регулирования режимов работы).

Кинематические схемы дают представление о траекториях и скоростях движения всех элементов машин, а также о путях распределения энергетического потока от двигателя.

Энергетические характеристики показывают общий (кВт-ч) и удельный (кВт-ч на единицу продукции) расход электрической энергии на выполнение технологического процесса, а также распределение энергии между отдельными узлами машины.

Механические характеристики определяют зависимость установившейся скорости машины от момента сил сопротивления. Они могут быть изображены графически или выражены аналитически.

Нагрузочные характеристики показывают зависимость момента, мощности, угловой скорости рабочей машины от времени и отражают характер и режим работы электропривода. Нагрузка может быть постоянной и переменной.

Инерционные характеристики определяют значение и характер изменения момента инерции подвижных частей машины. С постоянной нагрузкой работают вентиляторы и центробежные насосы при постоянных производительности и напоре, зерновые элеваторы, когда неизменны подача и угловая скорость, сепараторы. С переменной нагрузкой работают машины, в которые перерабатываемая масса поступает неравномерно (дробилки, молотильные и комбайновые барабаны), а также машины, у которых скорость рабочих органов переменна (например, поршневые насосы, поршневые прессы, лесопильные рамы).

Рис.1. Приводные характеристики рабочих машин: а – механические характеристики; б…м – нагрузочные диаграммы рабочих машин с переменной нагрузкой.

4) Защита сетей 0.4 кВ от коротких замыканий и перегрузок

Предохранитель — это простейший аппарат, защищающий электрическую сеть от коротких замыканий и значительных перегрузок. Предохранитель состоит из двух основных частей: фарфорового основания с металлической резьбой и смежной плавкой вставки.Плавкая вставка рассчитана на номинальные токи 10 А.

Вместо предохранителей могут применяться автоматические выключатели (автоматы). Включают автоматы вручную, а отключать можно вручную и автоматически, в результате срабатывания вмонтированных в корпус расцепителей.

Автоматы с тепловыми расцепителями предназначены для защиты от перегрузок. В качестве теплового расцепителя служит биметаллическая пластинка. При прохождении по ней тока перегрузки она изгибается и приводит в действие расцепляющий механизм, отключающий автомат.

Электромагнитный расцепитель состоит из катушки, сердечника и пружины. Автоматы с электромагнитным расцепителем служат для защиты от коротких замыканий. Ток короткого замыкания, проходя по катушке, содействует втягиванию внутрь ее сердечника, который сжимает пружину и приводит в действие расцепляющее устройство. Автоматы могут иметь тепловой или электромагнитный расцепитель или одновременно тот и другой, т. е. комбинированный. В осветительных сетях вместо предохранителей могут применяться резьбовые автоматические выключатели типа Пар 6, ЗА; 10А и 16А; 250 В (рис.42,б) и автоматические выключатели АЕ10 на 16А; 25А; 250В (рис. 42, в).