Preview

Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ

Расширенный поиск
Том 61, № 1 (2018)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-61-1

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА

5-14 424
Аннотация

В работе представлен способ повышения достоверности определения зоны короткого замыкания в токовых ступенчатых защитах линий 6–35 кВ с односторонним питанием с целью улучшения показателей их технического совершенства. Учитывая относительную простоту токовой защиты, наиболее целесообразным для реализации в алгоритме ее функционирования из существующих методов определения места повреждения представляется односторонний дистанционный метод по параметрам аварийного режима с учетом вида повреждения. Отмечены основные факторы, влияющие на достоверность определения зоны короткого замыкания на основе дистанционного метода. Методом вычислительного эксперимента исследовано влияние нагрузочных токов и переходных сопротивлений различного уровня на величину и характер изменения погрешностей определения расчетной удаленности места повреждения от места установки защиты при учете погрешностей измерительных трансформаторов. Показано, что во многих случаях дуговых коротких замыканий на нагруженной линии для определения зоны короткого замыкания с удовлетворительными погрешностями необходима коррекция расчетного расстояния до места повреждения, вычисленного по параметрам поврежденной петли (петель). По результатам вычислительного эксперимента получены корректирующие выражения на основе двух относительных несимметрий токов, определяемых по действующим значениям разностей фазных токов линии для выявления вида короткого замыкания. Выполнена оценка работоспособности предложенного способа. Показано, что применение этого способа коррекции позволяет повысить достоверность определения зоны повреждения. Исследованы динамические свойства предложенного метода для различных режимов работы линии. Установлено, что в наихудшем случае обеспечивается определение зоны повреждения за время, не превышающее 26 мс.

15-27 308
Аннотация

Рассмотрены вопросы перспективного управления режимами городских электрических сетей в условиях SMART GRID, которые будут совершенно иными по сравнению с традиционными пониманием и подходами. Это требует выбора и применения соответствующих аналитических критериев и подходов к оценке, анализу и управлению режимами сетей. В качестве таких критериев рекомендуются: в частном случае – оптимальный (минимальный) технологический расход электроэнергии (потери), а в общем виде – экономически обоснованное (минимальное) значение стоимости передачи электрической энергии. При этом необходимо иметь в виду, что современные городские сети активно насыщаются распределенными источниками малой генерации, коренным образом изменившими структуру электрических сетей, поэтому учет таких источников в задачах управления режимами городских электрических сетей, как традиционных, так и в условиях SMART GRID, становится абсолютно необходимым. Разработан и приведен пример анализа и управления режимом городской электрической сети 10 кВ с распределенными источниками малой генерации по критерию теоретического минимума относительных потерь активной мощности в схеме контрольного примера. Проведенные исследования позволяют определить величину допустимого отклонения режима сети от точки теоретического минимума.

28-35 489
Аннотация

Сформулированы основные направления повышения эффективности производства, передачи и распределения электрической энергии. Установлена связь между значением потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям различных стран с уровнем экономики этих государств, характеризующаяся значением внутреннего валового продукта по паритету покупательной способности на душу населения. В странах с валовым внутренним продуктом по паритету покупательной способности на душу населения менее 20 тыс. дол. США потери электроэнергии при ее транспорте в электрических сетях в 1,5–2,5 раза больше, чем в электрических сетях промышленно развитых государств, где указанный паритет покупательной способности лежит в пределах 30,4–54,5 тыс. дол. В странах с более развитой экономикой выше техническая культура производства, передачи и распределения электроэнергии, используются современные системы управления режимами работы электрических сетей, контроля и учета электроэнергии, живут и работают платежеспособные и дисциплинированные потребители, действуют четкая нормативно-правовая база и система тарифного регулирования. Однако процесс передачи и распределения электроэнергии эффективен, если выполняется не только минимум относительных потерь, но и обеспечиваются нормальные (договорные) требования по пропускной способности, качеству и надежности электроснабжения. Рассмотрена возможность аналитического определения оптимального значения резервной мощности на электростанциях, обеспечивающая требуемый уровень надежности энергосистемы.

36-46 280
Аннотация

Анализ существующих методов тестовой диагностики обмоток асинхронных двигателей показал, что большая погрешность измерений диагностических параметров обусловлена прежде всего нестабильностью работы измерительной аппаратуры. Простое увеличение чувствительности измерительной аппаратуры приводит к повышению вероятности ложного заключения о неисправности обмотки и может применяться только в совокупности с другими способами обеспечения высокого отношения сигнал/шум. В процессе исследований установлено, что прямой путь подавления неинформативных спектральных составляющих и искажений, вызванных нестабильностью параметров испытательного сигнала, является сложным и труднореализуемым. Более целесообразен выбор отдельных характерных частотных составляющих сигнала, обладающих одновременно высокой чувствительностью к изменению информативного параметра измерительного сигнала (например, времени задержки между двумя периодическими последовательностями радиоимпульсов) и низкой чувствительностью к случайным отклонениям параметров сигнала, обусловленным нестабильностью функционирования элементов измерительных контуров (например, к отклонениям фазы сигнала). Причем регулируя амплитуду, период следования, длительность импульсов и время задержки импульсных последовательностей, можно математически обоснованно управлять параметрами спектра (перемещать положение нулей амплитудного спектра, изменять амплитуду спектральных составляющих). Использование динамики спектров за счет управления их параметрами позволит обеспечивать высокую чувствительность к изменению информативного параметра измерительного сигнала, характеризующего степень развития дефектов обмоток асинхронных двигателей.

ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА

47-59 292
Аннотация

Проведение мероприятий по увеличению термического сопротивления ограждающих конструкций требует определения их теплофизических характеристик, в основу методов определения которых положено решение задач теплопроводности, устанавливающее связь между пространственно-временными изменениями температуры под действием источника теплоты. В данной работе используется решение задачи при нестационарном нагреве ограждающей конструкции в виде неограниченной пластины при граничных условиях III рода. По известным соотношениям и графикам определяются изменения температуры поверхности от времени прогрева, термического сопротивления конструкции, аргументов Fo и Bi, т. е. начальных и граничных условий. Полученные графические зависимости показывают, что температура поверхности зависит от термического сопротивления, а температура на противоположной поверхности за время теплового воздействия практически не изменяется за время t = 5 ч. Таким образом, если наружная температура воздуха изменилась, то по скорости изменения температуры поверхности или относительной температуры q можно определить теплофизические характеристики, решая обратную задачу теплопроводности, используя преобразованное соотношение для определения R как функцию R = f(q, t). Если использовать построенные графические зависимости R = f(q, t) при различных коэффициентах теплоотдачи, то по измеренным температурам в различные промежутки времени можно определить термическое сопротивление в эти же промежутки времени и по их среднему значению – искомое сопротивление теплопередаче R. Полученные нами расчетные аналитические соотношения и графические зависимости показывают адекватность проведенным натурным измерениям, если выбирать участки с однородным температурным полем и температурной историей, и их можно использовать при определении сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции в виде неограниченной пластины при граничных условиях III рода.

60-69 327
Аннотация

Проблемы энергетики, окружающей среды, экологии играют большую роль при разработке стратегии развития экономики любой страны. Большинство традиционных энергетических установок, работающих на органическом топливе, оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду. Кроме того, происходит истощение природных ресурсов вследствие человеческой деятельности. Поэтому все больше внимания уделяется учету влияния создаваемых объектов на экологическую обстановку. Один из путей решения проблемы производства экологически безопасной энергии – использование альтернативных источников энергии. Исходя из вышесказанного, при разработке стратегии развития традиционной и альтернативной энергетики необходимо учитывать экологические и экономические факторы применительно к особенностям конкретной страны. В настоящей работе выполнена оценка экологической и экономической эффективности использования традиционной и альтернативной энергетики применительно к условиям Исламской Республики Иран. При этом использовались пакеты программы RETScreen, которая является одним из наиболее эффективных инструментов для реализации поставленной задачи. На основе моделей пакета RETScreen для оценки эффективности ввода различных типов энергоисточников с целью покрытия предполагаемых темпов роста потребности в электроэнергии, а также экологической оценки были проведены расчеты совокупного потока денежных средств от эксплуатации энергоустановок, использующих различные виды первичной энергии, применительно для ряда стран Европы, Азиатского региона и стран бывшего СССР. Результаты исследований показали, что при планировании перспектив развития энергосистем применительно к Исламской Республике Иран с целью покрытия предполагаемых темпов роста потребности в электроэнергии целесообразным представляется преимущественный ввод альтернативных энергоисточников и в первую очередь генерирующих мощностей, использующих солнечную энергию и энергию ветра.

70-79 259
Аннотация

Приведены результаты экспериментального исследования теплообмена при пузырьковом кипении хладагентов R404a, R407c и R410a на трубках с капиллярно-пористым покрытием. Исследования проводились на экспериментальной установке в условиях большого объема при давлениях насыщения рн = 0,9–1,4 МПа и плотности теплового потока q = 5–35 кВт/м2. Впервые получено критериальное уравнение для расчета интенсивности теплоотдачи при кипении озонобезопасных хладагентов на поверхностях с высокотеплопроводным спеченным капиллярно-пористым покрытием. Опытные данные удовлетворительно обобщаются в широком интервале параметров пористого слоя: давлений (pн = 0,9–1,4 МПа) и тепловых нагрузок (q = 5–35 кВт/м2). Соотношение позволяет вычислять коэффициенты теплоотдачи с погрешностью ±20 %. Предложенная зависимость может быть использована в инженерных расчетах характеристик теплообменных аппаратов испарительного типа. Коэффициенты теплоотдачи при кипении исследуемых хладагентов на поверхности со спеченным капиллярно-пористым покрытием в четыре раза выше, чем на гладкой, и в 1,5 раза выше, чем на оребренной поверхности, что позволяет сделать вывод о преимуществе пористых покрытий. Кипение на капиллярно-пористых покрытиях приводит к снижению массогабаритных показателей установок за счет интенсификации теплообмена и меньших размеров трубок по сравнению с оребренными.

ГИДРОЭНЕРГЕТИКА

80-92 267
Аннотация

В процессе работы водозаборных скважин происходит снижение их удельного дебита в результате механического, биологического и химического кольматажа. Извлечение кольматанта из фильтра осложняется тем, что отложения охватывают не только фильтр скважины, но и гравийную обсыпку и не удаляются полностью при обработках. Предложена установка для реверсивно-реагентной регенерации водозаборных скважин, состоящая из компрессора, шлангов и погружного устройства, выполненного в виде двухкамерного пневматического насоса вытеснения. Преимуществом установки являются отсутствие в ее составе циркуляционного насоса и возможность эффективной обработки ограниченного интервала фильтра. Скважинное погружное устройство не содержит движущихся частей за исключением двух плавающих обратных клапанов. Для описания процесса растворения отложений способом реверсивно-реагентной регенерации скважин использована система уравнений: объединенного уравнения движения и сохранения массы и обобщенного уравнения кинетики. Путем интегрирования уравнения кинетики получена аналитическая зависимость для расчета продолжительности работы установки для реверсивно-реагентной обработки фильтров, по истечении которой удельный объем кольматирующих отложений в гравийной обсыпке будет снижен до заданного уровня. По полученным формулам была составлена компьютерная программа, позволяющая рассчитать количество циклов работы устройства, продолжительность очистки и степень удаления кольматанта на каждом этапе работы. С помощью разработанной компьютерной программы рассмотрена работа установки для реверсивно-реагентной обработки фильтров на примере водозаборной скважины с использованием двух различных реагентов: соляной кислоты и дитионита натрия. Приведена методика расчета количества реагента, необходимого для восстановления производительности скважин.



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


ISSN 1029-7448 (Print)
ISSN 2414-0341 (Online)