Вестник МГТУ. 2020, Т. 23. №4.

Грачева Е. И. и др. Алгоритмы и модели потерь мощности в автоматических выключателях. Введение Повышение эффективности систем передачи электроэнергии требует детального анализа работы электрических сетей низкого напряжения, выявления очагов наибольших потерь, разработки способов модернизации и внедрения энергосберегающих мероприятий (Зорин и др., 2015). В современных условиях для развития электротехнических комплексов необходимо увеличение произведенной электроэнергии при ужесточении контроля эффективности ее использования. Потери электроэнергии в процессе ее производства и потребления являются составной частью общего расхода электроэнергии. Величина потерь мощности и количества электроэнергии существенно влияет на эффективность эксплуатации электрических сетей. Стоимость потерь входит в состав как общей расчетной стоимости (приведенных затрат), так и себестоимости (годовых эксплуатационных расходов) процессов передачи и распределения электроэнергии. Доля потерь в общей стоимости процесса передачи электроэнергии имеет значительную величину (35-45 %), поэтому для энергоэффективной эксплуатации систем внутризаводского электроснабжения следует поддерживать рациональное соотношение между стоимостью потерь и стоимостью общего расхода электроэнергии (Клеев и др., 201 7). В настоящее время изменяются требования к учету потерь мощности и количества электроэнергии во внутрицеховых системах электроснабжения. Эти изменения обусловлены сложностью определения параметрических и режимных данных систем электроснабжения. Достоверность информации об элементах электрооборудования значительно повышает энергоэффективность эксплуатации систем электроснабжения (Муратаева и др., 2018). Материалы и методы В процессе эксплуатации промышленных электротехнических комплексов наблюдаются тенденции как увеличения, так и уменьшения расхода электроэнергии. Применение автоматизации производственных процессов, замена в технологических циклах пара на электроэнергию способствуют росту потребления электроэнергии; использование систем "умные сети", "интеллектуальных счетчиков", энергосберегающих технологий приводит к уменьшению расхода электроэнергии. При этом актуальной задачей становится разработка новых подходов к поиску резерва экономии электроэнергии на основе повышения достоверности информации о потерях мощности и электроэнергии в элементах систем внутрицехового электроснабжения. К структуре и оборудованию внутрицехового электроснабжения предъявляются требования энергоэффективности и максимальной экономичности. Большое значение приобретают разработка алгоритмов оценки технических параметров низковольтного электрооборудования и применение методов прямого поиска оптимума. В основу решения поставленных задач должны быть положены аналитические зависимости между приведенными затратами на электроснабжение и передаваемую мощность (Гайибов и др., 2018). Для рационального регулирования режимов электропотребления необходимо повышение точности прогнозирования электропотребления и выявления основных факторов, от которых зависит величина расхода электроэнергии с учетом уровня потерь во всех элементах системы электроснабжения. Топология внутрицеховых низковольтных сетей промышленного электроснабжения определяется протяженностью, разветвленностью и значительным количеством коммутационной аппаратуры низкого напряжения ( Власюк и др., 2018). Поэтому для анализа и оценки потерь мощности и количества электроэнергии в электрических сетях низкого напряжения необходимы данные о величине потерь в контактных соединениях низковольтных электрических аппаратов, существенно влияющей на уровень общих потерь (Егоров и др., 2018). Низковольтные коммутационные электрические аппараты характеризуются, как правило, сложностью конструкции. Эффективность функционирования аппаратов определяется их надежностью и качеством эксплуатации. Автоматические выключатели предназначены для работы с длительным замкнутым состоянием контактов, что определяет необходимость стабильного уровня величины сопротивлений контактных групп аппаратов. Для повышения эффективности функционирования электрооборудования внутрицеховых систем электроснабжения целесообразно осуществлять достоверный анализ элементов оборудования цеховых сетей и факторов, определяющих показатели процесса работы (Колодяжный, 2016; Муханов и др., 2015). При этом проведение детального анализа требуется для такой технической характеристики, как потери активной мощности в коммутационной аппаратуре низкого напряжения. Величины потерь мощности и потребляемой мощности в низковольтных коммутационных аппаратах зависят от следующих факторов (Родионов, 2019; Варнавский и др., 2016): - значения номинального тока электрического аппарата, A; - формы и размеров контакта, определяемых номинальным током, структурой контактных групп, ресурсом аппарата и числом циклов включения-отключения; - материала контактных деталей; - сечений токопроводящих частей аппарата. 346