Исследование гармонического состава в электрических сетях поверхностного комплекса высокопроизводительных угольных шахт

Мария Юрьевна Решетняк

Аннотация


В последнее время достаточно остро стоит вопрос снижения себестоимости добычи угля подземным способом. Этот фактор обусловлен значительными колебаниями цен на уголь в мировом масштабе. Россия входит в число стран-экспортеров угля на мировой рынок и занимает шестое место по объемам поставок. Нестабильность цен на мировом рынке углеводородов, а также увеличение числа месторождений со сложными горно-геологическими условиями вынуждают отечественные и зарубежные угледобывающие компании идти по пути разработки новых технологических и управленческих решений по снижению себестоимости добычи угля. Одним из таких решений следует назвать рост уровня энерговооруженности оборудования в высоконагруженных забоях угольных шахт, который обусловлен использованием современных высокопроизводительных механизированных комплексов. В настоящее время большинство высокопроизводительных комплексов угольных шахт включает в системы управления электроприводами технологических машин и установок преобразовательные устройства. Работа преобразовательных устройств связана со значительной генерацией высших гармоник в питающую электрическую сеть, негативно влияющих на качество электрической энергии в подземных сетях угольных шахт. Помимо негативного влияния в виде увеличения потерь в основных элементах подземной сети, высшие гармоники также негативно влияют на режимы работы оборудования, что сказывается на его характеристиках и производительности. По результатам проведенных экспериментальных исследований на понизительных подстанциях высокопроизводительной угольной шахты были получены коэффициенты n-ых гармонических составляющих напряжения, которые позволяют провести их оценку на соответствие параметрам качества электрической энергии. Установлено значительное отклонение фактических значений по суммарному коэффициенту гармонической составляющей от нормируемых ГОСТ 32144-2013 (для некоторых понизительных подстанции составляет превышение в 9,7 раза), что негативно влияет на работу основного технологического оборудования как на поверхности шахты, так и подземных условиях. В публикации предложено направление, способствующее контролю и улучшению качества электрической энергии в электрических сетях угольных шахт, в том числе опасных по внезапным выбросам газа и пыли.

Полный текст:

PDF

Литература


Плакиткина Л.С., Плакиткин Ю.А., Дьяченко К.И. Анализ и прогнозы развития добычи и потребления угля в ведущих угледобывающих странах мира в период 2000-2035 гг. // Горный журнал. 2018. № 3. С. 4–9.

Копылов К.Н., Кубрин С.С., Решетняк С.Н. Повышение уровня энергоэффективности и безопасности выемочного участка угольной шахты // Горный журнал. 2019. № 4. С. 85–89. ISSN 0017-2278.

Копылов К.Н., Кубрин С.С., Закоршменный И.М., Решетняк С.Н. Резервы повышения эффективности работы выемочных

участков угольных шахт // Уголь. 2019. № 3. С. 46–49.

Reshetnyak S., Bondarenko A. Analysis of Technological Performance of the Extraction Area of the Coal Mine // III International Innovative Mining Symposium, IIMS 2018 Kemerovo. DOI: 10.1051/e3sconf/20184101014.

Беляк В.Л., Плащанский Л.А. Увеличение напряжения участковых сетей как способ повышения эффективности использования горных машин в высоконагруженных забоях угольных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009. № 5. С. 286–290.

Ляхомский А.В., Плащанский Л.А., Решетняк С.Н., Решетняк М.Ю. Разработка высоковольтного устройства автоматизированного мониторинга качества электрической энергии в подземных сетях угольных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019. № 7. С. 207–213.

Ronnberg S., Bollen M. Power Quality Issues in the Electric Power System of the Future // Electricity Journal. 2016. No. 29 (10). C. 49–61.

Cheng M., Yanbin L. Research on Application of Active Power Filter in Harmonic Wave Suppression of Coal Mine // Journal of Chongqing University of Technology (Natural Science). 2014. No. 28 (11). P. 107–110.

Zhao H., Lu X., Wang H., Yue Y. Study on Control Strategy Based on Compound Control for Hybrid Active Power Filter Harmonic Governance // Dianli Xitong Baohu yu Kongzhi/

Power System Protection and Control. 2015. No. 43 (21). P. 60–66.

Litran S.P., Salmeron P. Electromagnetic Compatibility Analysis of a Control Strategy for a Hybrid Active Filter // Electric Power Systems Research. 2017. No. 144, pp. 81-88.

Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 2004. 350 с.

Жежеленко И.В., Шидловский А.К., Пивняк Г.Г. Электромагнитная совместимость потребителей. М.: Машиностроение, 2012. 351 с.

Карташев И.И., Тульский В.Н., Шамонов Р.Г., Шаров Ю.В., Воробьев А.Ю. Управление качеством электроэнергии. М.:

Издательский дом МЭИ, 2006. 320 с.

ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества

электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

РД 153-34.0-15.501-00. Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Часть 1. Контроль качества электрической энергии.

Плащанский Л.А., Ляхомский А.В., Решетняк М.Ю., Решетняк С.Н. Высоковольтное устройство автоматизированного мониторинга качества электрической энергии в подземных сетях угольных шахт. Патент на полезную модель № 185421 бюл. № 34 от 04.12.2018.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.