МОДЕЛЮВАННЯ ПЕРХІДНИХ ПРОЦЕСІВ У АВТОНОМНОМУ ДЖЕРЕЛІ ЕЛЕКТРОЖИВЛЕННЯ З АКУМУЛЯТОРНИМИ БАТАРЕЯМИ

Abstract

Значне збільшення кількості надзвичайних ситуацій природного та техногенного характеру в багатьох регіонах України, у тому числі пожеж, які призводять до знеструмлення об’єктів, міст і цілих районів, вимагає переглянули питання щодо енергозабезпечення об’єктів та розробки альтернативних існуючим автономних джерел електричної енергії, які б забезпечували безперебійну роботу систем протипожежного захисту у випадку відсутності основного електроживлення. У статті з формульована проблема у сфері протипожежного захисту об’єктів різного призначення і особливо об’єктів з ризиком масової загибелі людей, які розташовані далеко від магістральних електричних мереж, енергозабезпечення яких ускладнюється частими надзвичайних ситуаціях різного характеру. У зв’язку із значним часом експлуатування ліній електропередач населені пункти та навіть райони можуть залишитись без енергозабезпечення. Цьому сприяє відсутність дублюючого вводу від ліній електропередач іншого напряму. Виходом із вказаної ситуації є використання автономних джерел електроенергії, які є незалежними від загального електропостачання. Проаналізовано існуючі джерела автономного живлення, які можливо використовувати для резервування електроживлення системи внутрішнього протипожежного водопостачання, серед яких генераторні установки з двигунами внутрішнього згорання, акумуляторні батареї і обраний найбільш відповідний для успішного впровадження, як на нових об’єктах, так і на діючих. Запропоновано напрямок підвищення рівня функціонування зазначеної системи шляхом впливу на роботу автономного джерела з акумуляторними батареями і автономними інверторами напруги з використанням зворотного зв’язку за величиною напруги живлення асинхронного двигуна і регулюванням частоти його живлення з урахуванням постійного навантаження і змінюваного крутного моменту для забезпечення нормативних параметрів роботи внутрішнього протипожежного водопроводу. Використання регулювання частоти живлення АД яке відбувається у автономному інверторі напруги керування у відповідності до алгоритму системи керування, що отримує значення напруги живлення за зворотнім зв’язком дає можливість забезпечувати нормативні (розрахункові) значення напору і витрати внутрішнього протипожежного водопостачання, без навантаження системи додатковою кількістю акумуляторних батарей, що в свою підвищує рівень функціонування системи і захищеність об’єктів. Для підвищення точності керування роботою АД окрім величини напруги живлення можна здійснювати контроль ще за кількома параметрами системи – тиском і кутовою швидкістю. Математичне моделювання перехідних процесів, що проходять у автономному джерелі (параметру напруги акумуляторних батарей які використовуються у автономному джерелі) при їх навантаженні електроспоживачем системи протипожежного водопостачання надає можливість безпомилково обрати склад елементів автономного джерела для забезпечення електроспоживачів систем протипожежного захисту електроенергієб протягом розрахункового часу. Перевірка адекватності розробленої математичної моделі схеми живлення електроспоживачів систем протипожежного захисту (АД водяного насоса системи ВПВ) показала, що розходження між миттєвими значеннями напруг одержаних на експериментальній установці, та миттєвими значеннями напруг, одержаних в результаті математичного моделювання, складає не більше 8 %. Такі результати оцінки свідчать про достатній рівень адекватності моделі і дають змогу при тих допущеннях щодо елементів схем продовжувати дослідження цих схем методом математичного моделювання.