АНАЛІЗ ЯКІСНИХ ПОКАЗНИКІВ ВИКОРИСТАННЯ РІЗНИХ ТИПІВ ГЕНЕРАТОРІВ НА МІНІ ГЕС

Abstract

У статті наведено результати аналізу якісних показників (аналіз техніко-економічних показників) використання різних типів генераторів на гідроелектростанціях малої потужності (до 800 кВт). Показано енергетичний потенціал малих та міні ГЕС України на малих річках та використання водотоків систем технічного водопостачання, а також першочерговий економічно доцільний та екологічно безпечний потенціал. Проведено аналіз техніко-економічних характеристик синхронних електродвигунів, асинхронних електродвигунів та електродвигунів постійного струму, що використовуються як генератори на ГЕС малої потужності. До таких показників відносяться: вартісні характеристики відповідного обладнання у розрізі встановленої потужності, масогабаритні показники та термін окупності при повноцінній роботі ГЕС (число годин використання встановленої потужності не менше 4000). Встановлено, що використання асинхронних електродвигунів з ємнісним збудженням як генератор є найбільш перспективним рішенням, так як підвищується стійкість роботи електроприводів механізмів і підвищується якість енергії, вирівнюється несиметрія лінійних і фазних напруг, не вносяться спотворень у форму кривої лінійних і фазних напруг, складних автоматичних систем синхронізації, не потрібний захист від коротких замикань, підвищується надійність експлуатації ГЕС. Встановлено, що недостатньо вивченим питанням у цьому напрямі можна віднести фізичні процеси самозбудження асинхронного генератора та процес самозбудження. Визначено недоліки використання різних типів генераторів та методи їх усунення. При розрахунку вартості генераторів було проведено аналіз вартісних показників обладнання основних провідних виробників України та низки зарубіжних фірм. Ціни на генератори визначалися шляхом знаходження середнього значення різних типів генераторів від різних виробників. Наведено результати аналізу техніко-економічних характеристик різних типів генераторів, залежно від потужності. Показано критичну потужність, що визначає оптимальність вибору з точки зору економіки. Ціни на генератори визначалися шляхом знаходження середнього значення різних типів генераторів від різних виробників. Наведено результати аналізу технікоекономічних характеристик різних типів генераторів, залежно від потужності. Показано критичну потужність, що визначає оптимальність вибору з точки зору економіки. Ціни на генератори визначалися шляхом знаходження середнього значення різних типів генераторів від різних виробників. Наведено результати аналізу техніко-економічних характеристик різних типів генераторів, залежно від потужності. Показано критичну потужність, що визначає оптимальність вибору з точки зору економіки.

The article presents the results of the analysis of qualitative indicators (analysis of technical and economic indicators) of the use of various types of generators at low power hydroelectric power plants (up to 800 kW). The energy potential of small and mini HPPs of Ukraine on small rivers and the use of watercourses of technical water supply systems as well as the primary economically viable and environmentally safe potential are shown. The analysis of the technical and economic characteristics of synchronous electric motors, asynchronous electric motors and DC electric motors used as generators at low-power HPPs has been carried out. These indicators include the cost characteristics of the relevant equipment in terms of installed capacity, weight and size indicators and the payback period for the full operation of the HPP (the number of hours of use of the installed capacity is at least 4000). It has been established that the use of asynchronous electric motors with capacitive excitation as a generator is the most promising solution, since the stability of the operation of electric drives of mechanisms increases and the quality of energy increases, the asymmetry of linear and phase voltages is leveled, and distortions are not introduced into the shape of the curve of linear and phase voltages, there is no need to use complex automatic synchronization systems, protection against short circuits is not required, and the reliability of HPP operation is increased. It has been established that the physical processes of self-excitation of an asynchronous generator and the process of self-excitation can be attributed to an insufficiently studied issue in this direction. The disadvantages of using various types of generators and methods for their elimination are determined. This study focuses on the cost analysis of generators by examining the cost indicators of major manufacturers in Ukraine and several foreign companies. The prices of generators were determined by calculating the average value across different types and manufacturers. The research presents the results of an analysis of the technical and economic characteristics of various generator types based on their power ratings. Furthermore, the critical power threshold is identified, which determines the optimal selection of generators from an economic standpoint. The findings of this analysis provide valuable insights into the cost considerations and technical performance of generators, aiding in informed decision-making for optimal generator selection in terms of economic efficiency.