Масков Линар Рамильевич – аспирант кафедры приборостроения и мехатроники
Linar R. Maskov
Корнилов Владимир Юрьевич – доктор технических наук, профессор кафедры приборостроения и мехатроники
Vladimir Y. Kornilov
ЦЕЛЬ. Разработать модель в среде MATLAB/SIMULINK для системы мехатронных модулей движения (ММД) электротехнического комплекса (ЭТК), имеющего в своём составе аппараты воздушного охлаждения (АВО) газа с централизованной системой электроснабжения газового промысла (ГП) №1 ООО «Газпром добыча Ямбург». Произвести анализ энергетической эффективности ММД ЭТК АВО. Выполнить экспериментальное исследование модели ММД ЭТК АВО в динамических режимах для определения закономерности влияния одиночных (групповых) запусков на перегрузку источника электроснабжения. Разработать алгоритм включения для ММД ЭТК АВО при прямых пусках асинхронных двигателей (АД), обеспечивающий восстановление технологического режима в течение оптимального времени после исчезновения напряжения для централизованной системы электроснабжения.
МЕТОДЫ. Представленные в работе результаты получены с использованием методов теории электрических и магнитных цепей, теории электропривода и электрических машин, методов оптимизации систем электроснабжения, аналитических и численных методов прикладной математики, методов математического и компьютерного моделирования.
РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы, рассмотрены особенности построения и моделирования ЭТК ГП в среде MATLAB/SIMULINK с централизованной системой электроснабжения. Выполнен сравнительный анализ существующих методик и расчет параметров схем замещения ММД ЭТК ГП. Произведен ориентировочный расчет механических и инерционных характеристик для создания модели нагрузки (момента сопротивления) для АД. Создана модель ММД ЭТК АВО, максимально приближенная к реально существующей системе на основе каталожных (паспортных) данных отдельных элементов ЭТК. Выполнен анализ и разработаны предложения для повышения энергетической эффективности ММД ЭТК АВО и предложены алгоритмы, обеспечивающие оптимальный прямой запуск группы вентиляторов АВО в течение заданного времени после исчезновения напряжения без перегрузки источника электроснабжения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. На основе результатов компьютерного моделирования были выявлены особенности функционирования ММД ЭТК АВО, требующие дальнейшего изучения и разработки корректирующих мероприятий по повышению энергетической эффективности и надежности системы электроснабжения ГП. Комбинирование прямых запусков одиночных (групповых) вентиляторов АВО, полученное на данном этапе исследования модели ММД ЭТК АВО, позволит создать основу (алгоритм) для автоматизированной системы управления данным комплексом, что обеспечит восстановление технологического режима в течение оптимального времени после исчезновения напряжения без перегрузки централизованного источника электроснабжения. Расчёт параметров отдельных элементов модели ММД ЭТК АВО позволит использовать данные для создания других моделей ЭТК ГП, что позволит проводить углубленное исследование и совершенствование энергетической эффективности всей системы электроснабжения ГП.
THE PURPOSE. To develop a model in MATLAB/SIMULINK environment for the system of mechatronic movement modules (MMD) of the electrical complex, which includes gas air coolers with centralized system of power supply of the gas field 1 of "Gazprom dobycha Yamburg" LLC. To analyze the energy efficiency of MMD ETC ACHE. To perform the experimental research of the EMD EMD ETC ACHE model in the dynamic modes in order to determine the regularity of the influence of single (group) starts on the power supply source overload. To develop a switching algorithm for MMD ETK AHE at direct starts of asynchronous motors (AD), providing restoration of the technological mode within the optimum time after the voltage disappearance for the centralized power supply system.
METHODS. The results presented in work are received with use of methods of the theory of electric and magnetic circuits, the theory of electric drive and electric machines, methods of optimization of power supply systems, analytical and numerical methods of applied mathematics, methods of mathematical and computer modeling.
RESULTS. In article urgency of a theme is described, features of construction and modelling of ETK GP in the environment MATLAB/SIMULINK with the centralized system of power supply are considered. The comparative analysis of existing methods and calculation of parameters of the substitution schemes of the MMD ETK GP was carried out. Approximate calculation of mechanical and inertial characteristics for creating a model of load (resistance moment) for the motor. The model of EMD of electric motor drive compressor unit was created, as close as possible to the real existing system on the basis of catalog (passport) data of individual elements of electric motor drive unit. There were analyzed and developed proposals to enhance power efficiency of EMD ETC AHE and algorithms, which provide optimal direct start-up of the AHE fan group within the set time after the power failure without overloading of the power supply source, were proposed.
CONCLUSIONS. On the basis of results of computer modeling, the peculiarities of operation of EMD ETH ACHE, which require further study and development of corrective measures to improve energy efficiency and reliability of power supply system of GP. Combination of direct starts of single (group) fans of ACHE, obtained at this stage of research of EMD EMD ETC ACHE model, will create the basis (algorithm) for automated control system of this complex, which will ensure restoration of technological mode within optimum time after power outage without overloading of centralized power supply source. Calculation of parameters of individual elements of MMD model of ETC AVO will allow to use data to create other models of ETC GP, which will allow to conduct in-depth research and improve the energy efficiency of the entire system of power supply of GP.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.