Науковий вісник НГУ

Вплив флікера напруги на струм протікання в електромережах шахт із силовими електронними пристроями

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №4 2025

Останнє оновлення: 26 серпня 2025

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1739

Authors:

До Нху И, orcid.org/0000-0001-6395-2875, Ханойський університет гірничої справи та геології, м. Ханой, Соціалістична Республіка В’єтнам

Чінь Куєт Тхань, orcid.org/0009-0007-5001-4813, Ханойський університет гірничої справи та геології, м. Ханой, Соціалістична Республіка В’єтнам; Ханойський коледж промислової економіки, м. Ханой, Соціалістична Республіка В’єтнам

Ле Ань Туан, orcid.org/0009-0001-8695-7457, Ханойський університет промисловості, м. Ханой, Соціалістична Республіка В’єтнам

До Ань Туан, orcid.org/0000-0002-1462-7627, Акціонерне товариство промислових технологій Чау, м. Ханой, Соціалістична Республіка Вʼєтнам

Нго Сюан Куонг*, orcid.org/0000-0002-0571-2168 Університет Хюе, Школа інженерії та технологій, м. Туа Тхієн Хюе, Соціалістична Республіка В’єтнам, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2025, (4): 117 - 125

https://doi.org/10.33271/nvngu/2025-4/117

Abstract:

Мета. Побудова математичної та імітаційної моделей для оцінювання впливу флікера напруги на струм протікання в мережі змінного струму шахти, що містить силові електронні пристрої.

Методика. У цьому дослідженні використані теоретичний метод для побудови рівняння струму протікання, а також метод імітаційного моделювання в середовищі Matlab/Simulink для визначення значень струму протікання в кожному випадку мерехтіння напруги.

Результати. Окрім теоретичного аналізу моделі шахтної електромережі, у роботі також проведене оцінювання моделі мережі із перетворювачем у середовищі Matlab/Simulink із такими параметрами моделі: U = 1140 В, C = 0,19 мкФ/фаза, R = 168 кОм/фаза. Результати дослідження показують, що у випадку флікера зниження напруги, коли амплітуда напруги становить менше 50 % від номінального значення протягом половини періоду мережі, струм протікання до інвертора зменшується максимум на 19,7 %, а після інвертора ‒ максимум на 5,2 % у порівнянні зі струмом протікання за нормальної напруги. У випадку флікера перенапруги, коли амплітуда напруги перевищує 150 % від номінального значення протягом половини періоду мережі, максимальний струм протікання до інвертора зростає на 33,6 %, а після інвертора ‒ на 47,4 % у порівнянні із нормальним режимом. Це явище може призводити до помилкової роботи реле захисту від струмів протікання, що створює небезпечні умови експлуатації в ­шахті.

Наукова новизна. Полягає у введенні моделі струму протікання в мережі змінного струму шахти, що містить силові електронні пристрої, а також у проведенні імітаційного моделювання для визначення впливу флікера напруги на струм протікання у цій електромережі із використанням програмного середовища Matlab/Simulink.

Практична значимість. Результати дослідження вказують на необхідність упровадження заходів щодо зменшення флікера напруги, що, у свою чергу, сприятиме підвищенню надійності захисту від струмів протікання й покращенню безпеки ведення гірничих робіт.

Ключові слова: якість напруги, флікер напруги, силова електроніка, струм протікання, шахтна електромережа

References.

1. Morán, L., Espinoza, J., & Burgos, R. (2014). Voltage regulation in mine power distribution systems: Problems and solutions. IEEE Indu­stry Application Society Annual Meeting, 1-7. https://doi.org/10.1109/IAS.2014.6978453

2. Sukanth, T., Jayanthu, S., & Jayalaxmi, A. (2016). Mitigation of power quality problem in underground mine using different control strategies. IEEE Region 10 Humanitarian Technology Conference (R10-HTC), 1-4. https://doi.org/10.1109/R10-HTC.2016.7906798

3. IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality, in IEEE Std 1159-2019 (2019). Revision of IEEE Std 1159-2009, (pp. 1-98).

4. Nguyen, Q. V., & Kim, L. N. (2014). Modeling the power system 1140 voltage of underground mines in Quang Ninh area with the view of safety from electrical shock. Journal of Mining and Earth Sciences, 49-53. Retrieved from https://tapchi.humg.edu.vn/en/archives?article=203

5. Yaghoobi, J., Abdullah, A., Kumar, D., Zare, F., & Soltani, H. (2019). Power quality issues of distorted and weak distribution networks in mining industry: A review. IEEE Access, 7, 162500-162518. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2950911

6. Zhongfu, L., Guiying, H., & Lixin, S. (2015). Study on selective leakage protection system of mine low-voltage grid based on internet of things. International Journal of Smart Home, 9(7), 123-134. https://doi.org/10.14257/ijsh.2015.9.7.13

7. Rowe, C. N., Summers, T. J., Betz, R. E., & Gay, D. J. (2013). The correction of voltage sag on mining machines utilising a locally connected STATCOM in the IDEA lab. Australasian Universities Power Engineering Conference (AUPEC), 1-6. https://doi.org/10.1109/AUPEC.2013.6725447

8. Sangepu, R., & Muni, V. (2015). Effect of power quality issues in power system and its mitigation by power electronics devices. The International Daily journal, 2278-5469. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/325676538

9. Do, N. Y., Ngo, X. C., & Nguyen, T. H. (2023). Effect of Power Quality on the Performance of Explosion-Proof Transformers in Mining in Vietnam. Inżynieria Mineralna, 52(2), 65-69. http://doi.org/10.29227/IM-2023-02-13

10.      Medeiros, C., & De Oliveira, J. (2002). Effects of voltage fluctuation associated to flicker limits on equipments performance. 10^th International Conference on Harmonics and Quality of Power, Proceedings, 1, 347-352. https://doi.org/10.1109/ICHQP.2002.1221458

11.      Do Nhu, Y., Thuy, T.B., & Cuong, N.X. (2024). Rotor Configuration for Improved Working Characteristics of Lspmsm in Mining Applications. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (3), 79-86. https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-3/079

12.      Liu, Y., Li, D., Yuan, W., Meng, G., & Zhao, Y. (2015). Research on Remote Monitoring System for Leakage Protection of Electric Grid in Underground Mine. First International Conference on Information Sciences, Machinery, Materials and Energy. 704-708. https://doi.org/10.2991/icismme-15.2015.146

13.      Wang, X., & Xia, T. (2014). Research on on-line insulation monitoring and fault location method of mine power supply XLPE cable. IEEE Conference and Expo Transportation Electrification Asia-Pacific, 1-4. https://doi.org/10.1109/ITEC-AP.2014.6940919

14.      Lia, Z.-K., & Wang, L.-J. (2023). Study on Selective Insulation On-line Monitoring Technology for Mine Power Network. E3S Web of Conferences, 369, 02003. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202336902003

15.      Siostrzonek, T., Wójcik, J., Dutka, M., & Siostrzonek, W. (2024). Impact of Power Quality on the Efficiency of the Mining Process. Ener­gies, 17(22), 5675. https://doi.org/10.3390/en17225675

16.      Geng, J. M., & Li, C. G. (2012). Leakage Failure and Principle of Underground Low Voltage Grid. Applied Mechanics and Materials, 214, 254-258. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.214.254

17.      Ma, H. W., Xing, W., Mao, Q. H., & Liu, Y. (2014). The Protection System Design of Leakage, Undervoltage and Overvoltage for Electromagnetic Starter in Coal Mine. Advanced Materials Research, 1049, 720-725. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.1049-1050.720

18.      Wymann, T., Pollock, M., & Rees, J. (2015). A new approach to mining earth leakage protection with medium voltage drives. Industrial-Electrix, 1-4.

19.      Do, N. Y., & Ngo, X. C. (2022). Effects of Voltage Unbalance on Matrix Converter Induction Motor Drive. International Conference on Engineering Research and Applications, 468-476. https://doi.org/10.1007/978-3-031-22200-9_53

20.      Jayanthu, S., & Jayalakshmi, A. (2017). Improvement of Power Quality in Underground Coal Mines Using Controllers. Modelling, Measurement and Control C, 78(3), 274-288. https://doi.org/10.18280/mmc_c.780302

21.      Ngo, X. C., Do, N. Y., & Tran, Q.H. (2020). The Influence of Voltage Quality on Asynchronous Motor Performance of EKG Excavator in Open Pit Mines-Vinacomin. Inżynieria Mineralna, 1(2), 139-145. https://doi.org/10.29227/IM-2020-02-18

22.      Ngo, X. C., & Do, N. Y. (2021). Influence of Harmonics on the Working Efficiency of a 6/1.2 kV Transformer in a Pit Mine. Inżynieria Mineralna, (2), 149-156. https://doi.org/10.29227/IM-2021-02-12

23.      Wang, Z. (2008). Analyzing flicker and harmonics in a typical Dutch MV and LV grid, 1-9. Retrieved from https://pure.tue.nl/ws/portalfiles/portal/46919680/638521-2.pdf

24.      Do, N. Y., & Ngo, X. C. (2021). Influence of Single-Phase Voltage Loss and Load Carrying Mode on Mine Drainage Pump Motor in Vietnam. Inżynieria Mineralna, 1(2). https://doi.org/10.29227/IM-2021-02-31

25.      Nguyen, T. G., Nguyen, T. K., Ngo, X. C., & Do, N. Y. (2023). Research on Electric Leakage Protection to Improve Electrical Safety in Underground Mining in Vietnam. Inżynieria Mineralna, (2), 209-214. https://doi.org/10.29227/IM-2023-02-32

26.      Giang, N. T., Do Nhu, Y., Phuc, T. H., Khanh, N. T., & ­Cuong, N. X. (2023). Improving Electricity Efficiency by DC Power Transmission: A Case Study in Vietnamese Mining. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 1275(1), 012050. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1275/1/012050

27.      Giang, N. T., Nhu, D. Y., Khanh, N. T., & Cuong, N. X. (2023). Study of leakage current in underground mine power network: a case study in mining in Vietnam. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (6), 86-92. https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-6/086

28.      Nhu, D. Y., Giang, N. T., Tuan, L. A., Cuong, N. X., & Khanh, N. T. (2025). Impact of power electronics devices on leakage current in mine electrical systems: a case study in vietnam. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (1), 55-62. https://doi.org/10.33271/nvngu/2025-1/055

29.      Olszowiec, P. (2017). Voltages and Currents in Output Circuits of Three-Phase Diode Rectifiers. Power and electrical engineering, 34, 25-29. https://doi.org/10.7250/pee.2017.005

30.      Olszowiec, P. (2016). Evaluation of Variation Ranges of Phase Voltages and Ground Currents in Three-Phase Unearthed Networks with Diode Rectifiers. Power Electrical Engineering, 33, 51-55. https://doi.org/10.7250/pee.2016.010

31.      Olszowiec, P. (2016). Modifications of diode rectifier circuits for continuous insulation measurement in live AC it networks. Electrical engineering & electromechanics, (2), 43-46. https://doi.org/10.20998/2074-272X.2016.2.08

32.      Nam, N. V., & Quan, N. M. (2021). Research switching overvoltages in low voltage networks in Viet Nam and proposed limited solutions. Vietnam Journals OnLine, 57(5), 16-21. Retrieved from https://vjol.info.vn/index.php/dhcnhn/article/view/63461

33.      C37.011-2019 – IEEE Guide for the Application of Transient Recovery Voltage for AC High-Voltage Circuit Breakers with Rated Maximum Voltage above 1000 V, in IEEE Std C37.011-2019 (2019). Revision of IEEE Std C37.011-2011, (pp. 1-127).

34.      C4/B5.41, C. (2017). Transient Recovery Voltage (TRV) and Rate of Rise of Recovery. Voltage (RRRV) of Line Circuit Breakers in Over Compensated Transmission Lines.

• < Попередня
• Наступна >