Автономных устройств

Для бурения разведочных скважин, как правило, применяют буровые установки с приводом от дизелей. Однако их эксплуатация связана с рядом затруднений и требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат. Поэтому в связи с выпуском газотурбинных передвижных автоматизированных электростанций (ПАЭС) появилась возможность электроснабжения буровых установок от автономных источников электроэнергии.

В данной работе авторы излагают принципы построения комбинированных систем автоматического регулирования напряжения синхронных генераторов с самовозбуждением и саморегулированием. Рассматриваются комбинированные системы регулирования бесконтактных генераторов с вращающимися выпрямителями, с внутризамкнутым магнитопроводом, смешанного возбуждения. Особое внимание уделяется рассмотрению систем регулирования с использованием энергии высших гармоник поля в воздушном зазоре машины. Исследуются статические и динамические режимы работы бесконтактных синхронных генераторов с системами гармонического компаундирования, излагаются методы расчета параметров при нормальных, и аварийных режимах работы, рассмотрены вопросы практической реализации систем гармонического компаундирования. Изложенные принципы применимы для совершенствования разнообразных генераторов с саморегулированием при создании автономных источников электропитания.

Количество линий связи АЭС с системой является одним из факторов, определяющих стабильность ее работы. При потере такой связи аварийная остановка АЭС производится с помощью автономных источников питания. Режим перехода на автономное электроснабжение с. н. связан с видоизменением схемы, коммутационными переключениями и нестационарными процессами, что может послужить потенциальным источником дальнейшего развития аварии с приведением в действие систем безопасности. Учитывая опыт эксплуатации АЭС, в [63] предлагается при вводе даже первого блока на АЭС выдачу мощности осуществлять по трем ЛЭП с соответствующей пропускной способностью и динамической устойчивостью.

Тепловые дизельные электростанции в энергосистемах в настоящее время для выработки электроэнергии не используются. Они находят применение в качестве автономных источников для резервирования электроснабжения особо ответственных потребителей, а также для производства электроэнергии в зонах, где отсутствует централизованное электроснабжение от энергосистемы.

Спецификой носимых РЭС является наличие в них цифровых и аналоговых узлов, портативных автономных источников питания, преобразователей напряжения (осуществляющих повышение напряжения или формирование нескольких различных номиналов). Это предъявляет определенные требования к электромагнитной совместимости компонентов и узлов. Отвод теплоты благодаря небольшой выделяемой мощности осуществляется за счет естественной воздушной конвекции.

Синхронные генераторы в качестве автономных источников переменного тока применяются редко. Чаще они используются для работы на электрические сети, питаемые другими синхронными генераторами (например, генераторами электростанций).

Непосредственное получение электрической энергии уже широко используется в автономных источниках энергии небольшой мощности, для которых показатели экономичности работы не имеют решающего значения, а важны надежность работы, компактность, удобство обслуживания, небольшая масса и т. д. Такие источники энергии применяются в системах сбора информации в труднодоступных местах Земли и в межпланетном пространстве, на космических аппаратах, самолетах, судах и т. п. Суммарная установленная мощность миллиардов автономных источников электроэнергии, несмотря на их скромные размеры, превосходит мощность всех стационарных электростанций, вместе взятых.

Работа автономных источников, непосредственно преобразующих различные виды энергии в электрическую, основана либо на химических, либо на физических эффектах. В химических источниках, например, таких, как гальванические элементы, аккумуляторы, электрохимические генераторы и т. п., используется энергия окислительно-восстановительных реакций химических реагентов. Физические источники электроэнергии, такие, как термоэлектронные генераторы, фотоэлектрические батареи, термоэмиссионные генераторы, работают в соответствии с различными физическими эффектами.

ментов, называются радиоизотопными термогенераторами. Радиоизотопные термогенераторы надежны в работе, обладают большим сроком службы, компактны и успешно используются в качестве автономных источников энергии для различных установок космического и наземного назначений.

Переносная аппаратура и аппаратура, размещаемая на кораблях, питается от автономных источников энергии, не связанных с электросетью. Из приведенного обзора следует, что диапазон величин мощностей напряжений и токов для питания спецаппаратуры очень обширен, что в большинстве случаев нужны источники постоянного тока, причем во многих случаях они должны быть стабилизированными. Энергию могут создавать только так называемые первичные источники энергии — вода, ветер, солнце, пар, химическая реакция, атомный распад, топливо, мускулы и др. Электропитающие источники, преобразующие энергию первичных источников в электрическую, называют источниками первичногс электропитания (ИПЭП). К ним относятся, например, вращающиеся генераторы с приводом от паровой турбины, ветряного или бензинового двигателей, мускулов; гальванические элементы; солнечные и атомные батареи. В таких источниках преобразуется энергия по роду.

Очень малые эксплуатационные расходы, характерные для солнечных батарей, приводят к тому, что стоимость вырабатываемой ими электрической энергии ниже, чем получаемая от других автономных источников питания.

Релейная защита от КЗ обычно выполняется в виде автономных устройств, включаемых на элементах электрической системы, реагирующих на КЗ в заданных зонах и действующих на выключатели этих элементов ( 1.1).

В настоящее время в отечественной практике, как правило, применяется система построения защиты электрических систем с использованием автономных устройств. Централизованные системы пока нашли применение только в отдельных случаях. Более широкое применение они могут получить при использовании микропроцессорной элементной базы. Работы в этом направлении ведутся в ряде организаций.

Аналого-цифровые преобразователи являются не только составной частью ЦИП; они также используются в измерительных информационных, управляющих и других системах. АЦП выпускаются промышленностью и в качестве автономных устройств.

Релейная защита от к. з. обычно выполняется в виде автономных устройств, устанавливаемых на элементах электрической системы, реагирующих на к. з. в заданных зонах и действующих на выключатели этих элементов ( В-3).

В настоящее время, как правило, используется система построения защиты электрических систем с использованием автономных устройств. Централизованные системы пока нашли применение только Е отдельных случаях, в частности при выполнении сигна-

Релейная защита от КЗ обычно выполняется в виде автономных устройств, включаемых на элементах электрической системы, реагирующих на КЗ в заданных зонах и действующих на выключатели этих элементов ( 1.1).

В настоящее время в отечественной практике, как правило, применяется система построения защиты электрических систем с использованием автономных устройств. Централизованные системы пока нашли применение только в отдельных случаях. Более широкое применение они могут получить при использовании микропроцессорной элементной базы. Работы в этом направлении ведутся в ряде организаций.

Помимо проектирования микропроцессорных систем различного уровня и функционального назначения, львиной долей инженерных разработок аппаратуры в условиях современной России, по-видимому, явится использование схем с программируемой структурой как для создания автономных устройств, так и их применения в составе микропроцессорных систем. Более того, в соответствии с ростом возможностей построения систем на одном кристалле сами микропроцессорные системы могут оказаться одним из элементов, входящих в состав БИС с программируемой структурой. В подобной ситуации уже трудно определить — являются ли подобные СБИС программируемой логикой со встроенным микропроцессором или это МП-система со встроенной программируемой периферией. Также трудно провести четкую грань между проектированием собственно МП, проектированием его периферии и, тем более, проектированием связи между МП-ядром и периферией. Сведения о средствах и методике отладки ПО, входящего в состав SOPC, приведены в данной главе.

Потребность в автономных источниках энергии интенсивно возрастает. Чтобы получить необходимые тактико-технические характеристики различных автономных устройств, необходимо производить большое количество вариантов источников тока каждой из обеспеченных в сырьевом и технологическом отношении электрохимических систем. Ведется широкая разработка новых источников энергии, позволяющих повысить наиболее важные для пользователя эксплуатационные характеристики, иногда даже при ухудшении других параметров. Наряду с этим происходит дальнейшее совершенствование конструкции и технологии производства традиционных источников тока. В последнее время расширяется использование новых перспективных электрохимических систем. Химические источники тока на основе этих систем улучшаются в конструктивном и технологическом отношении. Анализ их параметров позволяет получить представление как об объектах применения, так и о тактико-технических характеристиках этих объектов. Известно, что научно-техническая информация о достижениях в области создания источников тока быстро устаревает. Монографии, в которых были бы обобщены вопросы выбора, применения и обслуживания современных малогабаритных первичных источников тока, в нашей литературе отсутствуют. Поэтому актуальность перевода книги Т. Кромптона ') очевидна. В ней на основе системного подхода рассмотрен круг вопросов, которые приходится решать конструкторам и потребителям автономной аппаратуры при выборе и эксплуатации химических источников тока.

Развитие ПА проходило по двум основным направлениям. Первоначально создавался децентрализованный комплекс отдельных автономных устройств, взаимосвязанных общностью режима ЭЭС, резервирующих друг друга и согласованных по параметрам настройки.

По мере увеличения единичных мощностей, развития ОЭС и усложнения связывающих их линий электропередач увеличивалось число УПА и количество их типов. Поэтому современная ПА содержит много отдельных автономных устройств, достаточно эффективно выполняющих важные задачи по обеспечению надежности работы энергосистем и их живучести.

При отделении части ЭЭС с избытком активной мощности, в которой имеются ГЭС и ТЭС, возможно недопустимое для турбин ТЭС повышение частоты, ликвидируемое действием локальных автономных устройств АОЧ. Предусматриваются три-четыре ступени такой автоматики для обеспечения требуемого качества управления. Первые ступени АОЧ, реле частоты которых имеют уставки 51 — 51,5 Гц, отключают часть гидрогенераторов, а последующие ступени с уставками 52,5 — 53,5 Гц действуют на отделение ТЭС с нагрузкой, соответствующей их мощности.