Preview

Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ

Расширенный поиск

Международный научно–технический журнал.

"Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ" издается с 1958 года.

В журнале публикуются статьи ученых и практиков стран-членов СНГ, а также стран дальнего зарубежья по вопросам общей энергетики, электроэнергетики, теплоэнергетики, энергетического строительства, экологическим проблемам энергетики, экономики энергетики и др.

Периодичность: 6 выпусков в год.

Разделы журнала:

  • ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА
  • ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
  • ГИДРОЭНЕРГЕТИКА
  • ОБЩАЯ ЭНЕРГЕТИКА
  • ЭКОНОМИКА ЭНЕРГЕТИКИ

Текущий выпуск

Том 64, № 6 (2021)
Скачать выпуск PDF

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА 

479-491 53
Аннотация

В последнее время наблюдается повышенный интерес к применению искусственных нейронных сетей в различных отраслях электроэнергетики, в том числе в релейной защите. Существующие микропроцессорные устройства релейной защиты используют традиционную цифровую обработку контролируемых сигналов, сводящуюся к умножению значений последовательных выборок контролируемых сигналов тока и напряжения на заранее определенные коэффициенты с целью установления их действующих величин. При этом вычисляемые действующие значения часто не отражают реальных процессов, происходящих в защищаемом электрооборудовании ввиду, например, насыщения трансформатора тока апериодической составляющей тока повреждения. При насыщении трансформатора тока его вторичный ток имеет характерную непериодическую искаженную форму, существенно отличающуюся от его первичной (истинной) формы, что ведет к занижению вычисляемого действующего значения вторичного тока по сравнению с его истинной действующей величиной. Указанное приводит к затягиванию времени срабатывания или вовсе к отказу функционирования устройств релейной защиты электрооборудования. Использование искусственной нейронной сети совместно с традиционной цифровой обработкой сигналов обеспечивает иной подход к функционированию как измерительной, так и логической частей микропроцессорного устройства релейной защиты, что позволяет значительно повысить быстродействие и надежность функционирования таких устройств релейной защиты по сравнению с их традиционной реализацией. Возможное приложение искусственной нейронной сети для целей релейной защиты заключается в определении факта возникновения повреждения и его вида, восстановлении формы искаженного сигнала вторичного тока трансформатора тока вследствие его насыщения до истинного значения, установлении искаженных и неискаженных участков сигнала вторичного тока трансформатора тока при его насыщении, выявлении анормальных режимов работы силового оборудования, сопровождающихся искажением контролируемых устройствами релейной защиты величин, таких как бросок тока намагничивания силового трансформатора. В статье детально рассмотрены этапы практической реализации искусственной нейронной сети в среде имитационного моделирования MATLAB-Simulink на примере ее использования для восстановления искаженной вследствие насыщения формы вторичного тока трансформатора тока.

492-504 35
Аннотация

В статье рассмотрены и систематизированы причины возникновения высоких значений токов короткого замыкания в электрических сетях до 1кВ и указаны их негативные последствия. Приведен краткий анализ некоторых способов токоограничения (с дополнительным вложением средств и без него), позволяющих снизить негативные эффекты при протекании значительных токов короткого замыкания. Рассмотрены варианты реализации данных способов токоограничения, рекомендуемых к проработке на этапе проектирования или при замене оборудования, выработавшего свой ресурс. Указаны преимущества и недостатки описанных в статье методик ограничения токов короткого замыкания. Проанализированы варианты подключения оборудования с низким энергопотреблением в узлы электрической сети до 1кВ с высокими значениями токов короткого замыкания. Особое внимание уделено токоограничивающим аппаратам защиты, дано подробное описание конструкции некоторых из них, указаны преимущества их применения по сравнению с иными методами токоограничения, представлены соответствующие графики ограничения периодической составляющей тока короткого замыкания, ударного тока короткого замыкания и термического импульса. На основании анализа графических материалов рассмотрен вопрос обеспечения селективности защит. Изучена степень распространенности оборудования, обладающего свойством токоограничения. Приведен способ определения селективных токоограничивающих аппаратов защиты – метод энергетической селективности, представлен соответствующий график определения энергетической селективности. Описана физика процессов, позволяющих выявить степень эффективности ограничения тока короткого замыкания. Предложены варианты применения токоограничивающего оборудования.

505-516 47
Аннотация

Рассмотрено применение генетического алгоритма для проектирования линейных асинхронных электродвигателей, проведено его сравнение с классическими методами. Представлены результаты решения оптимизационной задачи для двух конструкций: лабораторного линейного асинхронного электродвигателя на базе трехфазного индуктора SL-5-100 и тягового одностороннего линейного асинхронного электродвигателя городской транспортной системы. Критерий оптимальности включал максимизацию коэффициентов мощности и полезного действия, а также жесткости механической характеристики при обеспечении пускового тягового усилия не менее заданного значения. Описаны результаты оптимизации таких параметров вторичного элемента, как ширина и толщина проводящей полосы, толщина магнитопровода. Актуальность задачи оптимизации параметров вторичного элемента при неизменных параметрах индуктора обусловлена тем, что один и тот же индуктор может использоваться для построения различных конструкций, при этом вторичный элемент создается под каждое конкретное применение и интегрируется непосредственно в рабочий орган механизма либо является приводимым в движение изделием. Для расчета тяговых и энергетических характеристик линейных асинхронных электродвигателей использовалась электромагнитная модель на основе детализированных схем замещения, учитывающая продольный и поперечный краевые эффекты и обеспечивающая время расчета для одного набора параметров около 1 с. В соответствии с данной моделью электродвигатель сводится к совокупности трех детализированных схем замещения: магнитной цепи, первичной и вторичной электрических цепей. Результатом оптимизации указанных электродвигателей стало повышение коэффициента полезного действия на 1,6 и 1,4 % соответственно, коэффициента мощности – на 0,9 и 0,2 %, увеличение жесткости тяговых характеристик и пускового тягового усилия.

ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА 

517-524 44
Аннотация

Рассмотрена принципиальная теоретическая возможность регулирования ядерного энергетического реактора, находящегося под воздействием внешних периодических возмущений, в условиях изменения режимов работы. Под внешним периодическим возмущением подразумевалось изменение условий теплоотвода в сторону уменьшения. Величина изменений предварительно расcчитывалась таким образом, чтобы условия работы энергетической установки не выходили за границы зоны безопасной работы реактора. В случае приближения параметров работы к критическим теплоотвод увеличивался до момента возвращения условий работы в прежнее состояние. Изучен амплитудный частотный отклик нелинейно обостренной системы в условиях работы ядерной энергетической установки, нелинейно реагирующей на внешние периодические воздействия. Рассмотрено воздействие внешних циклических возмущений на реактор, исходно находящийся в стационарном рабочем состоянии. Проведены исследования путем численного моделирования конкуренции процессов, протекающих в ядерной энергетической установке, которые определяются временем реакции и временем релаксации системы на периодическое внешнее воздействие. Представлены расчеты зависимости времени релаксации от температуры внешнего воздействия при фиксированной частоте, времени релаксации от частоты внешнего воздействия при фиксированной температуре для систем с разным временем релаксации. Определено, что при расчете зависимости температуры системы от времени внешнего воздействия существует широкая зона возможного частотного регулирования. Для оценки поведения ядерного энергетического реактора в условиях изменения режимов работы создана принципиальная физико-математическая модель состояния реактора, находящегося под внешним гармоническим воздействием, на основе нелинейного уравнения Риккати. Внешнее гармоническое воздействие моделировалось путем изменения условий теплоподвода и теплоотвода вблизи критической точки.

525-537 37
Аннотация

Дана оценка проблемам утилизации осадков городских сточных вод в Беларуси и за рубежом с определением уровня их образования и использования. Мировые тенденции сокращения выбросов диоксида углерода обостряют актуальность решения указанных задач. В связи с планами Европейского союза по введению трансграничного углеродного сбора возникла необходимость снижения углеродного следа от сжигания традиционных видов топлива, что является актуальной проблемой для современного общества. Одно из направлений ее решения – замещение части углеводородного топлива многокомпонентным твердым на основе горючих отходов. Твердое топливо можно использовать для обеспечения нужд мелких потребителей, например в осенне-летний период для генерации сушильного агента при подготовке зерна на токах, на мелких котельных, в сушильных установках песка локомотивных депо, теплоустановках ангаров и мастерских, а также в иных теплогенерирующих установках. При этом для Беларуси снижение углеродного следа тесно связано с другой актуальной задачей – уменьшением энергетической составляющей промышленной продукции и экологических последствий хранения накопленных и образующихся отходов. В статье представлены результаты совместных научных исследований в области применения современных технологий и оборудования, использующих электрогидравлическую обработку для снижения и минимизации уровня содержания антропогенных и загрязняющих веществ в осадке сточных вод. Описанные технологическое оборудование, технология и режимы доочистки позволяют снизить содержание вредных веществ в осадке сточных вод даже при кратковременной обработке. Дана оценка эффективности разработанной технологии использования осадка сточных вод с применением метода влажного многокомпонентного брикетирования для получения многокомпонентного топлива. Представленная принципиальная технологическая схема многокомпонентного брикетирования с использованием осадка сточных вод и растительно-древесных отходов показывает неоспоримые преимущества применения обводненного осадка сточных вод в качестве сырья для производства твердого топлива. При этом оптимально подобранное соотношение компонентов и влажности брикетируемого состава решает ряд технологически трудных задач, не реализуемых с помощью традиционных технологий брикетирования. Проведенные исследования и разработанная технология позволяют расширить область использования осадков сточных вод в качестве вторичного возобновляемого материального ресурса.

538-553 24
Аннотация

В статье результатами аналитического исследования обоснованы режимные условия высокоэффективного использования температурного потенциала морской воды в теплонасосных системах теплоснабжения зданий с соответствующим улучшением экологических показателей окружающей среды. На основе анализа региональных условий Одесской акватории Черного моря определены исходные параметры и рациональные режимы работы усовершенствованной теплонасосной системы с центральным, децентрализованным либо локальным догревом абонентского энергоносителя. Показателями оценки эффективности теплонасосных систем в исследовании приняты коэффициент преобразования энергетических потоков, удельные затраты внешней энергии на привод компрессора и циркуляционного насоса охлаждаемой воды в работе теплонасосной установки. На протяжении всего отопительного периода в качестве исходных рассматривались следующие данные: температура воды на входе в испаритель (5–10) °С, на выходе 1 °С; расчетный перепад температур теплоносителя в системе отопления (50–40) °С, воздуха внутри помещения 20 °С; расчетная температура наружного воздуха (–18) °С. Учитывалось характерное соотношение расходов охлаждаемой морской воды и нагреваемого энергоносителя системы теплоснабжения. Обоснованы условия высокой эффективности работы теплонасосной системы теплоснабжения, при которых действительный коэффициент преобразования превышает сезонное нормированное расчетное и минимальное значения при температуре наружного воздуха (–10) °С в предельных условиях моноэнергетического режима как для новых, так и для реконструируемых зданий. В ходе исследования установлено, что общие удельные затраты внешней энергии на привод компрессора и циркуляцию охлаждаемой воды в работе теплонасосной установки с характерным соотношением водяных эквивалентов даже в предельных условиях моноэнергетического режима эксплуатации системы теплоснабжения при температуре наружного воздуха (–10) °С находятся в диапазоне общепринятых значений (w = 0,28–0,34).

ГИДРОЭНЕРГЕТИКА 

554-567 33
Аннотация

В Республике Беларусь создано 153 водохранилища. В период прохождения по реке катастрофических паводков и половодий возникает риск переполнения водохранилищ, перелива этих масс через гребень земляной плотины и затопления значительных территорий. Разрушение плотины сопровождается образованием прорана и истечением через него в нижний бьеф неустановившегося потока воды в виде волны прорыва. Волна прорыва и катастрофическое затопление местности являются основными разрушающими факторами гидродинамических аварий. Расчеты по определению параметров волны и оценке возможных последствий затопления необходимы при составлении оперативно-тактических планов по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций при авариях на подпорных сооружениях, определении вероятного ущерба от затопления территории в нижнем бьефе гидротехнического сооружения в результате прохождения волны прорыва. Необходимо оценить зону затопления и гидродинамические параметры потока: максимальные значения глубины и скорости потока в зоне катастрофического затопления, время от начала аварии до прихода в данную точку местности прорывной волны, продолжительность затопления, границы зоны катастрофического затопления, гидрограф расхода в створе размываемой плотины и график падения уровня верхнего бьефа. Степень достоверности прогнозных расчетов определяется точностью двух применяемых математических моделей: 1) размыва плотины; 2) движения волны прорыва. Анализ показывает, что для расчета движения волны прорыва во всех случаях применяются гидродинамические модели, основанные на однои двумерных уравнениях Буссинеска – Сен-Венана. Параметры волны – ее высота и скорость распространения – полностью зависят от гидрографа расхода в створе размываемой плотины, который, в свою очередь, определяется динамикой ее размыва. Цель исследования – разработка методики расчета затопления нижнего бьефа в результате разрушения грунтовой плотины.

 
568-572 19
Аннотация

    
I. Тематический указатель 
II. Именной указатель  



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.