DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2018.2.08

ELECTROMECHANICAL TRANSIENT PROCESSES DURING SUPPLY VOLTAGE CHANGING IN THE SYSTEM OF POLYMER INSULATION COVERING OF THE CURRENT-CARRYING CORE OF ULTRA HIGH VOLTAGE CABLES

V. M. Zolotaryov, M. A. Shcherba, R. V. Belyanin, R. P. Mygushchenko, I. M. Korzhov

Анотація


Цель. Целью статьи является проведение анализа электромеханических переходных процессов в системе из трех частотно регулируемых электроприводов на базе асинхронных двигателей, которые управляют движением токопроводящей жилы, а также исследование влияния таких процессов на режимы нанесения на жилу трехслойной полимерной изоляции. Методика. Для проведения исследований использовались положения электромеханики, теории электромагнитного поля, математической физики, математического моделирования. Результаты. Разработана математическая модель, позволяющая анализировать переходные процессы в электромеханической системе, состоящей из трех частотно регулируемых электроприводов, обеспечивающих движение токопроводящей жилы сверхвысоковольтного кабеля в наклонной экструзионной линии. Проведено согласование электромеханических параметров приводов системы и выполнена оценка допустимых изменений напряжения питающей сети при предельной массе движущейся жилы сверхвысоковольтного кабеля с нанесённой на нее полимерной изоляцией. Научная новизна. Впервые определено, что при предельной массе токопроводящей жилы электромеханическая система позволяет стабилизировать скорость перемещения жилы с необходимой точностью при кратковременных уменьшениях питающего напряжения не более чем на 27 % от его амплитудного значения. Также показано, что данная система является устойчивой к кратковременному увеличению напряжения на 32 % в течение 0,2 с. Практическое значение. Использование разработанной модели позволяет рассчитывать изменение конфигурации и скорости движения провисающей токопроводящей жилы при нанесении на нее полимерной изоляции, в зависимости от удельной массы жилы на единицу длины, ее натяжения в нижней точке, момента тягового электродвигателя и величины питающего напряжения для достижения стабильной работы системы и точной отработки заданных параметров.

Ключові слова


электромеханические переходные процессы; сверхвысоковольтный кабель; математическое моделирование; частотно регулируемые электроприводы; нанесение полимерной изоляции

Повний текст:

PDF ENG (English)

Посилання


1. Anuchin A., Shpak D., Aliamkin D., Briz F. Adaptive observer for field oriented control systems of induction motors. 57th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON), 2016, pp. 1-4. doi: 10.1109/RTUCON.2016.7763157.

2. Krause P.C., Wasynczuk O., Scott D.S. Analysis of Electric Machinery and Drive Systems. Wiley-IEEE Press, 2013. 680 p.

3. Trzynadlowski A. Control of Induction Motors. Academic Press, 2001. 225 p.

4. Bezprozvannych A.V., Kessaev A.G., Shcherba M.A. Frequency dependence of dielectric loss tangent on the degree of humidification of polyethylene cable insulation. Technical Electrodynamics, 2016, no.3, pp. 18-24. (Rus).

5. German-Galkin S.G. Matlab/Simulink. Proektirovanie mekhatronnykh sistem na PK [Matlab/Simulink. Designing mechatronic systems on a PC]. St. Petersburg, Korona-Vek Publ., 2008. 368 p. (Rus).

6. German-Galkin S.G., Cardonov G.A. Elektricheskie mashiny. Laboratornye raboty na PK [Electric machines. Lab. work on a PC]. St. Petersburg: Korona print Publ., 2003. 256 p. (Rus).

7. Zolotaryov V.M., Shcherba A.A., Podoltsev A.D. Modelling of dynamic processes in electromechanical system for the control of superhigh-voltage cable movement in slant extrusion-type line. Technical Electrodynamics, 2010, no.3, pp. 44-51. (Rus).

8. Description of the application SimPowerSystems. Available at: www.mathworks.com (accessed 11 May 2017).

9. Peresada S.M. Nelineinoe i adaptivnoe upravlenie v elektromekhanicheskikh sistemakh s vektorno-upravliaemymi elektrodvigateliami. Diss. dokt. techn. nauk [Nonlinear and adaptive control in electromechanical systems with vector-controlled electric motors. Doc. tech. sci. diss.]. Kyiv, 2007. 472 p. (Rus).

10. Pivnyak G.G., Volkov A.V. Sovremennye chastotno-reguliruemye asinkhronnye elektroprivody s chastotno-impul'snoi moduliatsiei [Modern frequency-controlled asynchronous electric drives with frequency-pulse modulation]. Dnipropetrovsk, NGU Publ., 2006. 468 p. (Rus).

11. Chermalykh V.M., Chermalykh A.V., Maidansky I.Ya. Investigation of the dynamics and energy parameters of an asynchronous electric drive with vector control by the virtual simulation method. Bulletin of NTU «KhPI», 2008, no.30, pp. 41-45. (Rus).

12. Shcherba M.A., Podoltsev О.D. Electric field and current density distribution near water inclusions of polymer insulation of high-voltage cables in view of its nonlinear properties. Technical Electrodynamics, 2016, no.1, pp. 11-19. (Rus).


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1.     Anuchin A., Shpak D., Aliamkin D., Briz F. Adaptive observer for field oriented control systems of induction motors. 57th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON), 2016, pp. 1-4. doi: 10.1109/RTUCON.2016.7763157.
2.     Krause P.C., Wasynczuk O., Scott D.S. Analysis of Electric Machinery and Drive Systems. Wiley-IEEE Press, 2013. 680 p.
3.     Trzynadlowski A. Control of Induction Motors. Academic Press, 2001. 225 p.
4.     Bezprozvannych A.V., Kessaev A.G., Shcherba M.A. Frequency dependence of dielectric loss tangent on the degree of humidification of polyethylene cable insulation. Technical Electrodynamics, 2016, no.3, pp. 18-24. (Rus).
5.     German-Galkin S.G. Matlab/Simulink. Proektirovanie mekhatronnykh sistem na PK [Matlab/Simulink. Designing mechatronic systems on a PC]. St. Petersburg, Korona-Vek Publ., 2008. 368 p. (Rus).
6.      German-Galkin S.G., Cardonov G.A. Elektricheskie mashiny. Laboratornye raboty na PK [Electric machines. Lab. work on a PC]. St. Petersburg: Korona print Publ., 2003. 256 p. (Rus).
7.     Zolotaryov V.M., Shcherba A.A., Podoltsev A.D. Modelling of dynamic processes in electromechanical system for the control of superhigh-voltage cable movement in slant extrusion-type line. Technical Electrodynamics, 2010, no.3, pp. 44-51. (Rus).
8.     Description of the application SimPowerSystems. Available at: www.mathworks.com (accessed 11 May 2017).
9.     Peresada S.M. Nelineinoe i adaptivnoe upravlenie v elektromekhanicheskikh sistemakh s vektorno-upravliaemymi elektrodvigateliami. Diss. dokt. techn. nauk [Nonlinear and adaptive control in electromechanical systems with vector-controlled electric motors. Doc. tech. sci. diss.]. Kyiv, 2007. 472 p. (Rus).
10.  Pivnyak G.G., Volkov A.V. Sovremennye chastotno-reguliruemye asinkhronnye elektroprivody s chastotno-impul'snoi moduliatsiei [Modern frequency-controlled asynchronous electric drives with frequency-pulse modulation]. Dnipropetrovsk, NGU Publ., 2006. 468 p. (Rus).
11.  Chermalykh V.M., Chermalykh A.V., Maidansky I.Ya. Investigation of the dynamics and energy parameters of an asynchronous electric drive with vector control by the virtual simulation method. Bulletin of NTU «KhPI», 2008, no.30, pp. 41-45. (Rus).
12.  Shcherba M.A., Podoltsev О.D. Electric field and current density distribution near water inclusions of polymer insulation of high-voltage cables in view of its nonlinear properties. Technical Electrodynamics, 2016, no.1, pp. 11-19. (Rus).




Copyright (c) 2018 V. M. Zolotaryov, M. A. Shcherba, R. V. Belyanin, R. P. Mygushchenko, I. M. Korzhov


This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2074–272X (Print)
ІSSN 2309–3404 (Online)