Оценка остаточного ресурса электрооборудования по физическим характеристикам

ТЕХНОЛОГИИ, СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

УДК 631.171:621.311

ОЦЕНКА ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПО ФИЗИЧЕСКИМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ

© 2018 г. А.И. Некрасов, А.А. Некрасов, П.Н. Подобедов, И.М. Довлатов

Рассмотрены вопросы оценки остаточного ресурса электрооборудования при эксплуатации электрифицированной техники в сельском хозяйстве. Предложен метод оценки остаточного ресурса электродвигателей и других электроустановок по физическим характеристикам, который наиболее эффективен для контроля технического состояния при организации оптимальной эксплуатации электрооборудования сельскохозяйственных предприятий. Метод предполагает проведение регулярных эксплуатационных измерений характеристик технического состояния электротехнических изделий, в результате чего выявляется характер и скорость изменения во времени физической характеристики (сопротивления изоляции, тока утечки, степени окисления контактов, величины зазора и т.д.). Получив такие данные и сравнивая их с эталонными или нормируемыми предельными значениями, можно оперативно определить срок возможного достижения предельно допустимого состояния электротехническим изделием. Предложено выражение для оценки остаточного ресурса (наработка или срок службы) электротехнического изделия при относительно равномерном его износе, который определяется частным от деления разности между предельным и текущим значением параметра на среднюю скорость изменения изучаемой физической характеристики. Предложена графическая зависимость для определения величины сопротивления изоляции и прогнозирования ресурса обмоток в процессе эксплуатации электродвигателей. Накопленная информация по изменению во времени остаточного ресурса электротехнических изделий и их узлов позволит уточнить сроки проведения профилактических мероприятий, спрогнозировать ожидаемую длительность безаварийной работы, уточнить объем и номенклатуру необходимых запасных частей и материалов, а также упредить преждевременный выход электрооборудования из строя.

Ключевые слова: эксплуатация электрооборудования, электродвигатель, сопротивление изоляции, остаточный

ресурс.

The issues related to the estimation of residual resource for electric equipment in the course of operation of electrified machinery in agriculture have been discussed. A method of residual resource evaluation for electric installations based on the measurements of their parameters has been developed that can be applied most effectively to monitor operational conditions in order to implement the optimal maintenance of electric equipment at agricultural enterprises. This method includes regular maintenance measurements of operational status parameters of electric equipment to determine the trends and the rate of their physical characteristic (insulation resistance, ground leakage current, contact oxidation degree, gap width, etc.) change with time. Having measured these data, they have to be compared with their reference or standard values. The analysis of indicated trends makes it possible to forecast promptly the time period within which a monitored parameter will reach its ultimate value making the electric equipment inoperable. A mathematical expression has been proposed to evaluate the remaining life span (mean time to failure of lifetime) of electric equipment in assumption that the wear-out process has a relatively incremental character, in which case, it is equal to the product of the difference between the ultimate and the current values of the monitored parameter to the average rate of its change. A mathematical relation has been found to calculate the values of winding insulation resistance in the course of its operation and to determine its remaining life span. Collecting the data on change in remaining life span of equipment and its components will enable to predict their expected period of failsafe operation and to specify the standard set of spare parts and maintenance materials. It also provides the tool to not only determine scientifically substantiated preventive maintenance periods but also establish the list of necessary operations to be performed during every particular attendance of a site which makes it possible to prevent premature failures of electric equipment. Therefore, substantial saving of time, labor and maintenance expenditures is achieved avoiding unnecessary interference with the operation of electric equipment.

Keywords: usage of electrical equipment, electric motor, insulation resistance, residual life.

Введение. Направления развития эффективной системы технического сервиса электрооборудования изложены в концепции развития электрификации села, которые предусматривают решение ряда неотложных проблем по повышению надежности сельских электроустановок. Большое внимание уделено повышению эффективности использования электрооборудования, направленное на снижение интенсивности отказов, продление сроков службы электрооборудования и сокращение длительности простоев технологических процессов. Разработка новых методов построения эффективной системы технического сервиса и повышения эксплуатационной надежности электрооборудования необходима также в связи с ростом цен на энергоносители и электротехническое оборудование. Повышение эксплуатационной надежности применяемого электротехнического оборудования и уровня организации его технического сервиса обеспечивает и гарантирует устойчивость выполнения технологических процессов при снижении затрат на поддержание электроустановок в работоспособном состоянии [1,2,3].

Все электротехнические изделия рассчитаны на определенный предусмотренный техническими условиями запас работоспособности - ресурс. Полный ресурс - наработка электротехнического изделия за весь срок службы до конца эксплуатации. Запас работоспособности по мере использования изделия уменьшается и завершается переходом в предельное состояние, после чего эксплуатация заканчивается или прерывается до восстановления в процессе ремонта. Остаточный ресурс - наработка электротехнического изделия от рассматриваемого момента времени до отказа невосстанав-ливаемого электротехнического изделия или до капитального ремонта восстанавливаемого [4].

Результаты и их обсуждение. Скорость расходования ресурса электротехнического изделия зависит от его конструкции, качества примененных материалов, изготовления и монтажа, уровня эксплуатации. Оценку остающихся возможностей безаварийного функционирования и решение вопроса о дальнейшей судьбе электротехнического изделия по завершении определенного периода его эксплуатации можно выполнить путем расчета остаточного ресурса в виде наработки в часах «чистого» рабочего времени электротехнического изделия

либо срока службы в годах или месяцах, учитывающего изнашивание электротехнического изделия и в технологических паузах, т.е. в неработающем состоянии.

Наработку следует рассчитывать для электротехнических изделий, применяемых на ремонтных заводах и в механических мастерских, гаражах, котельных. Для изделий, работающих на животноводческих объектах, насосных станциях, в кормоцехах, парниках и теплицах, комплексах по переработке навоза и протравливанию семян, на складах химикатов и удобрений, станциях по приготовлению рабочих жидкостей, необходимо определять остаточный срок службы, поскольку в них оборудование изнашивается непрерывно под воздействием высокой влажности, агрессивной среды и других дополнительных неблагоприятных факторов [4].

Электрифицированные технологические линии сельскохозяйственного производства комплектуются электрооборудованием, которое изнашивается со временем в разной степени. В результате этого по окончании определенного периода эксплуатации уровень надежности каждого элемента и всей технологической линии может принять различные значения. Во избежание неожиданных отказов электрифицированной техники необходимо заранее оценить возможный срок ее выхода из строя и заблаговременно предусмотреть меры по предотвращению простоев оборудования.

Для этих целей разработана методика оценки остаточного ресурса электрооборудования и показателей остаточной надежности, позволяющая в условиях сельскохозяйственных предприятий спрогнозировать на основе данных диагностики изменение технического состояния и выход из строя электроустановок, работающих в различных условиях эксплуатации.

Оценка остаточного ресурса электрооборудования осуществляется с целью:

- прогнозирования длительности безаварийной работы;

- определения дальнейшей технико-экономической целесообразности использования после завершения определенного периода функционирования;

- совершенствования конструкции электротехнических изделий и применяемых при их изготовлении материалов и технологий;

- оптимизации показателей эксплуатации, использования, ремонта и хранения;

- обоснования номенклатуры и объема резервного и обменного фондов электрооборудования и его комплектующих (запасных элементов);

- обоснования требований по надежности разрабатываемой и модернизируемой электрифицированной сельскохозяйственной техники;

- выявления наиболее ненадежных участков электрифицированных производственных линий и выбора целесообразных способов устранения недостатков.

Остаточный ресурс может оцениваться не только при помощи информации, полученной по результатам обработки статистических данных по отказам электрооборудования, но и по физическим характеристикам расходования ресурса (параметрам состояния). Этот метод наиболее эффективен для контроля технического состояния при организации оптимальной эксплуатации электрооборудования сельскохозяйственных предприятий. Предполагаются регулярные эксплуатационные измерения и наблюдения либо специальные испытания в течение достаточно длительного времени, в результате чего выявляется характер и скорость изменения во времени физической характеристики (сопротивления изоляции, тока утечки, степени окисления контактов, величины зазора и т.д.). Получив такие данные и сравнивая их с эталонными или нормируемыми предельными значениями, можно оперативно определить срок возможного достижения этого предельно допустимого состояния электротехническим изделием [5, 6, 7].

Прогнозирование технического состояния

электротехнического изделия может осуществ-

р

ляться на основе анализа процессов деградации как непосредственно основных его элементов (степень физического износа), так и качественных параметров всего электротехнического изделия (технических характеристик - функциональных показателей). В зависимости от поставленной задачи оценивается изменение внутреннего состояния (зазоры, геометрические размеры сопряжений, растворов контактов, состояние трущихся или контактных поверхностей, микро- и макротрещины в изоляции, изломы проводников, ослабление затяжки и т.п.) либо технологических параметров электротехнического изделия (величины коэффициентов полезного действия и мощности, максимально допустимый рабочий ток, мощность, крутящий момент, интенсивность светового или теплового потока и др.), которые определяют потребительские качества электротехнического изделия и возможность его использования.

При этом используются типовые математические методы: регрессионный анализ, основанный на экстраполяции результатов измерений, когда будущие значения измеряемого физического показателя оцениваются по результатам предыдущих измерений, а в научных исследованиях - динамические модели и неопределенные функции. Изменение контролируемой физической характеристики во времени может происходить с постоянной или меняющейся скоростью [7, 8, 9,10].

На рисунке 1 схематично представлен график изменения физической характеристики.

Рпрвд

и

Рисунок 1 - График изменения физической характеристики

В этом случае для оценки остаточного ресурса Я применяется следующее выражение:

р К/У,-Л)1(^-1)А/„ ж

Кт =-—\-> I1)

Рм-РМ

1=1

где \1Ц- интервал времени, через который

производится измерение физической характеристики;

N - число измерений физической характеристики с момента монтажа электротехнического изделия;

Рпрео~ предельно допустимое значение

контролируемой физической характеристики; Р, > Рм > Рт ~ значение физической характеристики в предыдущем, последующем и последнем измерении

(Рг~Р\ = Рг~Р)•

Из выражения (1) следует, что остаточный ресурс (наработка или срок службы) электротехнического изделия при относительно равномерном его износе определяется частным от деления разности между предельным значением рпрео и рт на среднюю скорость изменения изучаемой физической характеристики, которая равна:

/?(т) = [0,5 (0,08 -0,05) (4-1)] /[0,03-

Таким образом, подшипники наблюдаемого электродвигателя смогут безотказно проработать еще 1,5 года.

Применяемые в сельскохозяйственном производстве электротехнические изделия (электродвигатели, магнитные пускатели, автоматические выключатели, светильники, облуча-тельные и нагревательные устройства, электропроводка, погружные электронасосы и т.д.) как в целом, так и их элементы эксплуатируются до предельного состояния, определяемого соответствующими нормами и ГОСТами.

В случае значительного расхождения во времени скорости изменения контролируемого параметра предложен способ эксплуатационного контроля состояния изоляции и прогнозирования ресурса обмоток электродвигателей по графическим зависимостям, которые построены на основании выявленных закономерностей по полученным эмпирическим уравнениям, для

1-1

где (N-1) - число интервалов измерений.

Если в результате вычислений по выражению (1) получается отрицательное значение Яг, то это свидетельствует об уменьшении значения физической характеристики электротехнического изделия с течением времени (например, снижение сопротивления изоляции). Положительное значение ят указывает на её

рост (например, увеличение размера зазора в подшипнике). Поэтому целесообразнее брать абсолютное значение разности р как в числителе, так и в знаменателе.

Пример. Измерением при помощи датчика линейных перемещений величины радиального зазора в шарикоподшипниках электродвигателя 4А132М4УЗ мощностью 11 кВт на 1500 Шин. через каждые полгода получены следующие результаты в мм: р?=0,02, рг=0,03, рз=0,04, Р4=0,05. Оценить остаточный ресурс подшипников указанного электродвигателя.

Решение. Как видно из результатов измерения, скорость возрастания зазора постоянна, при этом: Д/;/ = 0,5 года, рпред- 0,08 мм, Л/=4,

рт =0,05 мм. Подставляя в нее значения параметров, получаем

|,02) + (0,04 - 0,03) + (0,05 - 0,04)] = 1,5 года.

заданного сочетания эксплуатационных факторов: температуры, влажности, концентрации в воздухе агрессивных примесей и числа пусков электродвигателей в сутки, исходя из первоначальной величины сопротивления изоляции [7]. По этим графическим зависимостям для известного сочетания эксплуатационных факторов определяют в процессе практической эксплуатации ожидаемое сопротивление изоляции и ресурс обмоток электродвигателей на данный момент времени, на основании которых принимают решение о продолжении использования в работе, проведении мероприятий по техобслуживанию, ремонту или замене электродвигателей.

На рисунке 2 представлена в общем виде зависимость для определения величины сопротивления изоляции 1 и прогнозирования ресурса обмоток в процессе эксплуатации электродвигателей.

f Z(t). МОм

Я - полный; Ии - использованный; Р0 - остаточный ресурс Рисунок 2 - Зависимость для определения сопротивления изоляции и прогнозирования ресурса обмоток электродвигателей

Наиболее распространенными и значимыми электротехническими изделиями являются асинхронные электродвигатели. В них чаще всего выходят из строя обмотки и подшипниковые узлы. Изоляция обмотки считается нормальной, если её сопротивление, измеренное мегаомметром, не менее 0,5 Мом, а в погружных электронасосах - 5 Мом. Состояние подшипников оценивается измерением их температуры (максимальная рабочая температура не должна превышать температуру окружающего воздуха более, чем на 45-50 °С, при этом абсолютное ее значение - не выше 80 °С) или величиной радиального зазора.

Сопротивление изоляции не менее 0,5 Мом должно быть также у светильников, в электропроводках между проводами (жилами) и по отношению к земле, измеренное мегаомметром на участке между смежными предохранителями или автоматами и за последним предохранителем (автоматом). У большинства электронагревательных устройств (для некоторых из них в инструкциях заводов-изготовителей указываются свои цифры) значения сопротивления изоляции, например, для трубчатых нагревательных элементов относительно корпуса -1 Мом. Для катушек магнитных пускателей при температуре 20 °С, катушек реле, средств автоматизации, датчиков, облучательных установок, электрообогреваемых полов, коммутационной аппаратуры (выключателей, переключателей, контроллеров и т.п.), если в заводских инструкциях на них не указаны иные значения, то принимаются значения не менее 1 Мом.

Выводы. Информация по остаточному ресурсу электротехнических изделий позволяет спланировать электротехническим службам выезды на соответствующие объекты в нужное время, имея при себе инструменты, приборы, а также необходимые в данный момент запасные части, элементы и материалы. Это позволяет владельцам техники спрогнозировать ожидаемую длительность её безаварийной работы, уточнить номенклатуру запасных частей резервного фонда, материалов и сроки их приобретения, предусмотреть средства на предстоящие профилактические мероприятия, а также упредить преждевременный выход электрооборудования из строя, обеспечить экономию средств, времени и трудозатрат.

Литература

1. Энергетическая стратегия сельского хозяйства России на период до 2020 года / Ю.Ф. Лачуга, Д.С. Стреб-ков и др. - Москва: ГНУ ВИЭСХ, 2009. - 64 с.

2. Система планово-предупредительного ремонта и технического обслуживания электрооборудования сельскохозяйственных предприятий. - Москва: ВО «Агро-промиздат», 1987. - 191 с.

3. Некрасов, А.И. Развитие эффективной системы технического сервиса сельских электроустановок / А.И. Некрасов II Техника в сельском хозяйстве. - 2005. -№ 2. - С. 27-28.

4. ГОСТ 27.103-83 (CT СЭВ 3943-82). Надежность в технике. Критерии отказов и предельных состояний. Основные положения. - Москва: Изд-во стандартов, 1983. -6 с.

5. Thomson, W.T. А Review of On-line Condition Monitoring Techniques for Three-Phase Squirrel-Cage Induction Motors - Past Present and Future II Keynote address at IEEE Symposium on Diagnostics for Electrical Machines, Power Electronics and Drives. - Gijon, Spain, Sept. 1999. -P. 3-18.

6. Thomson W.T., Fenger M. Current signature analysis to detect induction motor faults II IEEE Industry Application Magazine. - July/August 2001.

7. Борисов, Ю.С. Определение остаточного ресурса электрооборудования автоматизированных технологических линий сельскохозяйственного производства / Ю.С. Борисов, А.И. Некрасов II Научные труды ВИЭСХ. - Т. 90. - К 75-летию ВИЭСХ. - Москва, 2004. - С. 53-62.

8. Садыхов, Г.С. Остаточный ресурс технических объектов и методы их оценки / Г.С. Садыхов. - Москва: Знание, 1986.-С. 51-100.

9. Таран, В.П. Справочник по эксплуатации электроустановок / В.П. Таран, В.К. Андриец, А.В. Синельников. - Москва: Колос, 1983. - 221 с.

10. Некрасов, А.И. Научное обоснование прогнозирования и контропя технического состояния сельских электроустановок / А. И. Некрасов, А.А. Некрасов, Н.Н. Сырых// Международный научно-исследовательский журнал. - 2016. - № 10-2 (52). - С. 93-94.

References

1. Lachuga Ju.F., Strebkov D.S. i dr. Jenergeti-cheskaja strategija sel'skogo hozjajstva Rossii na period do 2020 goda [Г/ie energy strategy of agriculture of Russia for the period up to 2020], Moscow, GNU VIESH, 2009,64 p.

2. Sistema planovo-predupreditel'nogo remonta i teh-nicheskogo obsluzhivanija jelektrooborudovanija sel'skoho-zjajstvennyh predprijatij [The system of preventive repair and maintenance of electical equipment of agricultural enterprises] Moscow, VO «Agropromizdat», 1987,191 p.

3. Nekrasov A.I., Razvitie jeffektivnoj sistemy tehni-cheskogo servisa sel'skih jelektroustanovok [Development of efficient system of maintenance of rural electrical installations], Tehnika v sel'skom hozjajstve, 2005, No 2, pp. 27-28.

4. GOST 27.103-83 (ST SJeV 3943-82). Nadezhnost' v tehnike. Kriterii otkazov i predel'nyh sostojanij. Osnovnye polozhenija [Reliability in technique. Criteria of failures and limiting states. The main provisions], Moscow, lzd-vo standar-tov, 1983, 6 p.

5. Thomson W.T. A Review of On-line Condition Monitoring Techniques for Three-Phase Squirrel-Cage Induction Motors - Past Present and Future, Keynote address at IEEE Symposium on Diagnostics for Electrical Machines, Power Electronics and Drives, Gijon, Spain, Sept. 1999, pp. 3-18.

6. Thomson W.T., Fenger M. Current signature analysis to detect induction motor faults, IEEE Industry Application Magazine, July/August 2001.

7. Borisov Ju.S., Nekrasov A.I. Opredelenie ostatoch-nogo resursa jelektrooborudovanija avtomatizirovannyh teh-nologicheskih linij sel'skohozjajstvennogo proizvodstva [The definition of a residual resource of electric equipment of automated production lines of agricultural production], Nauch-nye trudy VIJeSH, t. 90, k 75-letiju VIESH, Moscow, 2004, pp. 53-62.

8. Sadyhov G.S. Ostatochnyj resurs tehnicheskih ob-ektov i metody ih ocenki [77ie residual resource of technical objects and methods of evaluation], Moscow, Znanie, 1986, pp. 51-100.

9. Taran V.P., Andriec V.K., Sinel'nikov A.V. Spravoch-nik po jekspluatacii jelektroustanovok [Reference manual for the electrical installations], Moscow, Kolos, 1983,221 p.

10. Nekrasov A.I., Nekrasov A.A., Syryh N.N. Nauch-noe obosnovanie prognozirovanija i kontrolja tehnicheskogo sostojanija sel'skih jelektroustanovok [Scientific substantiation of forecasting and control of technical condition of agricultural electical installations], Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal, 2016, No 10-2 (52), pp. 93-94.

Сведения об авторах

Некрасов Алексей Иосифович - доктор технических наук, гпавный научный сотрудник лаборатории электроснабжения, эксплуатации и электробезопасности электроустановок, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение, Федеральный научный агроинженерный центр «Всероссийский институт механизации» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) (г. Москва, Российская Федерация). Тел.: (499) 171-85-40. E-mail: nalios@mail.ru.

Некрасов Антон Алексеевич - кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории электроснабжения, эксплуатации и электробезопасности электроустановок, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение, Федеральный научный агроинженерный центр «Всероссийский институт механизации» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) (г. Москва, Российская Федерация). Тел.: (499) 171-85-40. E-mail: nalios@mail.ai.

Подобедов Павел Николаевич - инженер лаборатории электроснабжения, эксплуатации и электробезопасности электроустановок, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение, Федеральный научный агроинженерный центр «Всероссийский институт механизации» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) (г. Москва, Российская Федерация). Тел.: (499) 171-85-40. E-mail: nalios@mail.ru.

Довлатов Игорь Мамедяревич - инженер лаборатории электроснабжения, эксплуатации и электробезопасности электроустановок, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение, Федеральный научный агроинженерный центр «Всероссийский институт механизации» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) (г. Москва, Российская Федерация). Тел.: (499) 171-85-40. E-mail: nalios@mail.ru.

Information about the authors

Nekrasov Aleksey losifovich - Doctor of Technical Sciences, chief researcher of the Power supply, operation of electrical installations laboratory, Federal State Budget Scientific Institution, Federal Scientific Engineering Centre «All-Russian Institute of Mechanization» (Center FNAC VIM) (Moscow, Russian Federation). Phone: (499) 171-85-40. E-mail: nalios@mail.ru.

Nekrasov Anton Alekseevich - Candidate of Technical Sciences, researcher of the Power supply, operation of electrical installations laboratory, Federal State Budget Scientific Institution, Federal Scientific Engineering Centre «All-Russian Institute of Mechanization» (Center FNAC VIM) (Moscow, Russian Federation). Phone: (499) 171-85-40. E-mail: nalios@mail.ru.

Podobedov Pavel Nikolaevich - engineer of the Power supply, operation of electrical installations laboratory, Federal State Budget Scientific Institution, Federal Scientific Engineering Centre «All-Russian Institute of Mechanization» (Center FNAC VIM) (Moscow, Russian Federation). Phone: (499) 171-85-40. E-mail: nalios@mail.ru.

Dovlatov Igor Mamedyarevich - engineer of the Power supply, operation of electrical installations laboratory, Federal State Budget Scientific Institution, Federal Scientific Engineering Centre «All-Russian Institute of Mechanization» (Center FNAC VIM) (Moscow, Russian Federation). Phone: (499) 171-85-40. E-mail: nalios@mail.ru.

УДК 620.97

К ВОПРОСУ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНОЙ КОМБИНИРОВАННОЙ СИСТЕМОЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

© 2018 г. С.М. Воронин, В.В. Цыганов

Использование автономных топливных электростанций сопряжено со следующими недостатками: зависимость от традиционного топлива, постоянный рост цен на него, его доставку и хранение. При малых нагрузка КПД топливной электростанции уменьшатся, и резко увеличивается расход топлива. Эти недостатки можно устранить, включив в систему электроснабжения аккумуляторные батареи, работающие на незначительные нагрузки. Зарядку аккумуляторных батарей предлагается проводить от фотоэлектрических преобразователей, которые требуют минимального обслуживания, не загрязняют окружающую среду, цена на фотоэлектрические преобразователи с каждым годом снижается. Такие недостатки, как зависимость от уровня инсоляции, неизбежные излишки энергии в летнее время года или ее недостаток в зимнее время года, решаются путем резервирования топливной электростанции, которая является основой автономной системы электроснабжения. Своевременное включение разных источников электроэнергии остается одной из основных проблем. В статье проанализирован опыт автоматизации комбинированной системы электроснабжения под управлением программируемого логического контроллера (ПЛК). Анализ отечественных и зарубежных источников говорит о том, что активно ведутся разработки в создании гибридных ПЛК. Их использование влечет за собой увеличение стоимости всей комбинированной электрической системы. Решением является использование стандартного ПЛК в комбинированной системе электроснабжения. Для оптимального использования источников электрической энергии целесообразно воспользоваться HMI (человеко-машинный интерфейс). Совместно с ПЛК, HMI обеспечит эффективный контроль и управление всей автономной системы электроснабжения. Это решение позволит оперативно реагировать на быстрые изменения нагрузки, условия окружающей среды, учитывать влияние этих изменений и обеспечить оптимальное использование доступных источников электрической энергии.

Ключевые слова: топливная электростанция, фотоэлектрический модуль, ПЛК, комбинированная электростанция, виэ.

The use of autonomous fuel power plants has the following disadvantages: dependence on traditional fuel, the constant rise in prices for it, its delivery and storage. At low loads, the efficiency of the fuel power plant decreases, and fuel consumption increases dramatically. These disadvantages may be corrected by including batteries operating at low load in the power supply system. It is proposed to charge batteries from photoelectric converters that require minimal maintenance, do not pollute the environment, and the price of photoelectric converters becomes less every year. Disadvantages such as the dependence of the level of insolation, the unavoidable surplus of energy in summer, or the lack of it in the winter time, are solved by fuel reserving that is the basis of the autonomous power supply system. In-time inclusion of different sources of electricity remains a major challenge. The experience of combined automation of power supply system under the control of a programmable logic controller (PLC) is analyzed in the article. The analysis of domestic and foreign sources shows that developments in the creation of hybrid PLC are actively in progress. Their use entails an increase in the cost of the entire combined electrical system. The solution is to use a standard PLC in a combined power supply system. In order to make optimal use of electrical energy sources it is recommended to use HMI (human-machine interface). Together with PLC, HMI will provide effective control and management of the entire autonomous power supply system. This decision will allow us to respond to rapid changes in load, external conditions, to consider the impact of these changes and to ensure optimal use of available sources of electrical energy.

Keywords: fuel power plant, photovoltaic module, PLC, combined power plant, renewable energy.

Введение. Производство электроэнергии от топливных электростанций (ТЭ) играет ключевую роль для автономных сельских объектов в России, особенно для отдаленных регионов без хорошей сетевой инфраструктуры. Общее число ТЭ превышает 47 тысяч, их установленная мощность достигает 15 млн кВт [1]. ТЭ

имеют ряд преимуществ: универсальность применения, низкую стоимость оборудования, быструю окупаемость, достаточную надежность и долговечность. Они позволяют электрифицировать автономные сельские объекты с умеренными начальными инвестициями. Вместе с тем ТЭ присущи и некоторые недостатки. Во-