Preview

Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ

Расширенный поиск
Том 61, № 2 (2018)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-61-2

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА 

97-107 412
Аннотация

Задачей механического расчета гибких проводов распределительных устройств и воздушных линий является определение стрел провеса и тяжений в различных режимах климатических воздействий. Провод с равномерно распределенной нагрузкой рассматривается как однородная гибкая нить, имеющая очертание параболы. Сосредоточенные нагрузки от распорок, заградительных шаров, шлейфов, отпаек к электрическим аппаратам и других элементов заменяются распределенной по пролету. На примере пролета без натяжных гирлянд изоляторов рассматривается действие на провод сосредоточенных нагрузок, определяется погрешность при замене сосредоточенных сил равномерно распределенной вдоль пролета нагрузкой. Стрела провеса для эквивалентного провода определяется с помощью коэффициента увеличения стрелы провеса, обусловленного наличием сосредоточенных сил. Составлено уравнение состояния, которое позволяет определить тяжение после изменения числа сосредоточенных нагрузок, например, после установки распорок, подвешивания заградительных шаров, крепления отпаек. Приведена зависимость максимальной стрелы провеса от числа сосредоточенных сил. Дано определение коэффициенту сосредоточенных сил как отношению суммы сосредоточенных нагрузок к весу провода в пролете. Установлена связь между коэффициентами нагрузки, увеличения стрелы провеса и коэффициентом сосредоточенных силВыведены формулы определения погрешности замены сосредоточенных сил равномерно распределенной нагрузкой по длине пролета как функции от числа сосредоточенных сил и коэффициента сосредоточенных сил. Показано уменьшение погрешности при увеличении числа сосредоточенных сил. Более точный расчет механических напряжений и стрел провеса возможен при применении векторно-параметрического метода расчета гибкой ошиновки распределительных устройств и проводов воздушных линий, где положена расчетная модель проводов в виде гибкой упругой нити с учетом пространственного расположения всех конструктивных элементов.

108-117 676
Аннотация

Ложная работа дифференциальной токовой защиты приводит к отключению наиболее ответственных электроэнергетических объектов. Повреждение вторичных цепей трансформаторов тока является одной из наиболее частых причин ложной работы защиты. Своевременное определение данной неисправности повышает надежность работы дифференциальной токовой защиты и уменьшает количество ложных отключений. В статье рассмотрены способы определения обрыва вторичных токовых цепей для дифференциальной защиты. Часть способов мгновенно реагирует на неисправность вторичных токовых цепей, а другая часть идентифицирует повреждение по истечении определенной выдержки времени. Каждый из рассмотренных способов обладает своими преимуществами и недостатками. Предложен новый метод определения обрыва вторичных токовых цепей на основе анализа приращений действующих значений дифференциального и тормозного токов. При этом приращения вычисляются за половину периода промышленной частоты, что обеспечивает быстрое определение неисправности. Использование суммы и разности приращений тормозного и дифференциального токов позволяет с наибольшей чувствительностью определить обрыв токовых цепей. Метод может быть адаптирован для работы с любым типом дифференциальной защиты, в том числе с защитой трансформатора. Оценка приращения действующего значения тока выполняется с учетом переходного процесса в фильтре Фурье. С помощью вычислительного эксперимента установлен предел погрешности такой оценки. Представлена блок-схема алгоритма определения обрыва токовых цепей на основании анализа приращений действующих значений тормозного и дифференциального токов, описан принцип его функционирования. Произведено определение параметров срабатывания. Установлены пределы чувствительности способа. Методом вычислительного эксперимента с использованием среды моделирования MatLab Simulink определены временные характеристики алгоритма.

118-128 505
Аннотация

В статье представлено математическое моделирование генераторов линейного и возвратно-поступательного типов с электромагнитным возбуждением, в результате которого были получены эквивалентные электрические схемы и схемы магнитной цепи генераторов, а также выражения, описывающие электромагнитные процессы в генераторах линейного и возвратно-поступательного типов с электромагнитным возбуждением. Математические модели генераторов линейного и возвратно-поступательного типов с электромагнитным возбуждением учитывают геометрические параметры магнитной системы генераторов, действие реакции якоря, неравномерность распределения магнитного поля в магнитной системе генераторов и зависимость коэффициентов рассеяния, краевого эффекта (в линейных генераторах) и выпучивания (в возвратно-поступательных электрических генераторах) от координаты перемещения. Проведена оценка эффективности применения генераторов линейного и возвратно-поступательного типов с электромагнитным возбуждением, в результате которой было выявлено, что эффективность возвратно-поступательного генератора с электромагнитным возбуждением ограничена величиной перемещения подвижной части генератора, что можно отнести к недостатку данного типа генераторов. Поэтому возвратнопоступательный генератор с электромагнитным возбуждением эффективней всего использовать при малой величине рабочего хода подвижной части либо совместно с линейным генератором в качестве компенсатора торцевого эффекта при возвратно-поступательном движении. В линейном генераторе скорость изменения индуктивности и взаимоиндуктивности на всем перемещении подвижной части практически постоянна. Поэтому при увеличении величины рабочего хода подвижной части его преимущества неоспоримы. Но следует отметить, что уменьшение величины рабочего хода для подвижной части линейного генератора ограничено конструктивными размерами магнитной системы генератора, что снижает эффективность его использования при малой величине рабочего хода подвижной части.

129-140 586
Аннотация

Выполнен краткий анализ проведенных исследований асинхронных исполнительных микродвигателей, описана конструкция асинхронного двигателя с перфорированным полым ротором, приведены основные соотношения, определяющие геометрию ротора и непосредственно влияющие на энергетические показатели электрической машины. Представлены расчеты для определения геометрии окон, расположенных в пределах части активной длины пакета статора в области, примыкающей к сплошному «лобовому» участку поверхности стакана со стороны его торца, противоположного дну стакана ротора. В асинхронном двигателе с перфорированным полым ротором достигается улучшение энергетических показателей асинхронных двигателей с полым ротором (повышение максимального момента, КПД и cosj двигателя). Указанные преимущества обеспечиваются тем, что окна в стакане полого ротора расположены в пределах части активной длины пакета статора в зоне, примыкающей к сплошному «лобовому» участку поверхности стакана ротора со стороны его торца, противоположного дну стакана. В конструкции полого ротора дно стакана с одного из торцов играет роль сверхпроводящего короткозамыкающего кольца, поэтому коэффициент увеличения сопротивления, обусловленный поперечным краевым эффектом, зависит от распределения токов ротора в области, примыкающей к сплошному «лобовому» участку поверхности стакана со стороны его торца, противоположного дну стакана. При анализе распределения плотности тока в полом роторе с аксиальной длиной L' все электрические постоянные и геометрические размеры, входящие в расчет, – известные величины. Произвольно заданными постоянными являются первичные токи и частота вращения ротора. По мере увеличения скорости вращения благодаря наличию окон со стороны одного торца ротора и влиянию дна стакана с другого элементарные токи ротора в пределах активной длины расточки машины будут направлены преимущественно в аксиальном направлении, в том числе при сравнительно малых скольжениях, соответствующих малым частотам перемагничивания материала ротора. То есть часть активной поверхности ротора со стороны торца, противоположного дну его стакана, не будет выполнять функции лобовой части обмотки при снижении частоты токов в материале ротора. Это обеспечивает увеличение активной составляющей тока ротора, пропорциональной электромагнитному моменту двигателя. Соответственно лобовые части эквивалентной обмотки полого ротора, токи через которые не создают момент, не будут распространяться на высоких скоростях вращения в область активной длины машины.

ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА 

141-158 364
Аннотация

За последние 20 лет в странах бывшего СССР произошли существенные изменения в требованиях к жилищным условиям у покупателей жилья. Кроме этого, появились новые материалы и строительные изделия, например, для герметичных окон и балконных дверей. Значительно увеличилось количество пустующих квартир с выключенным в зимнее время отоплением, что может вызвать конденсацию влаги на поверхностях межквартирных перегородок и образование плесени. При этом требования к уменьшению энергопотребления постоянно растут, что особенно явно проявляется в нормативном повышении значений термических сопротивлений ограждающих здания конструкций и увеличении интереса к использованию вторичных энергоресурсов, получаемых из воздуха и стоков отработанной воды. В статье описан способ предотвращения конденсации влаги на ограждениях смежных помещений с разной температурой воздуха, содержащих системы отопления и использования вторичной теплоты удаляемого из помещения отработанного воздуха. Для обеспечения быстрого аварийного подключения внутридомовых систем теплогазоснабжения к наружным передвижным источникам теплоты и газа рекомендуется дополнительно устанавливать специальные отводы с соединительными устройствами в специальных теплоизолированных нишах в стенах или других частях зданий с учетом возможности размещения вблизи наружных передвижных источников теплоты и газа. В случае отопления здания крышной газовой котельной или поквартирными отопителями, питаемыми газом, по стене дома прокладывают единый газопровод (коллектор), оборудованный дополнительным устройством для подключения аварийного газоснабжения. Для уменьшения удельного расхода теплоты на отопление зданий рекомендуется при модернизации и реконструкции увеличивать полезный объем зданий и улучшать их формы различными способами, в том числе путем объединения двух или более соседних малоэтажных зданий в одно вторичное здание с повышением этажности, с уширением с любой или с каждой стороны. Размеры реконструируемого здания принимают максимально возможными, а их пропорции (при любом количестве объединяемых зданий) − обеспечивающими стремление формы к шаровой, или равноцилиндрической, или кубической при любом их сочетании.

159-166 375
Аннотация

В ряде зарубежных стран вихревые теплогенераторы получили широкое распространение в системах децентрализованного теплоснабжения. Для Беларуси вихревые тепловые генераторы – это пока достаточно новые источники теплоснабжения. В статье рассматривается возможность применения вихревых теплогенераторов для систем теплоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий. Вихревые теплогенераторы основаны на принципе кавитации в турбулентном потоке воды. Для многих устройств кавитация не желательна, но в вихревом теплогенераторе она используется как положительное явление. Авторами выполнены серии натурных экспериментов для определения эффективности работы вихревого теплогенератора марки ВТГ-2,2 на разных режимах работы. Эффективность работы вихревого теплогенератора можно оценить коэффициентом преобразования энергии. Коэффициент преобразования энергии – это отношение количества тепловой энергии, которую производит вихревой теплогенератор, к количеству потребляемой электрической энергии. Опыты, проводимые в ряде научно-исследовательских организаций (в том числе в НАН Украины, МЭИ), показали, что коэффициент преобразования энергии может превышать единицу. Авторы выполняли испытания на экспериментальной установке, имитирующей систему теплоснабжения. По полученным экспериментальным данным были рассчитаны коэффициенты преобразования энергии для каждого режима. Построенные графические зависимости наглядно показывают, как с увеличением частоты вращения вихревого теплогенератора повышается эффективность его использования. Наибольшее значение коэффициента преобразования энергии составило 61,1 % при частоте вращения 40 Гц. Также выявлено, что с увеличением частоты вращения вихревого теплогенератора происходит значительное увеличение шума и вибраций.

167-178 488
Аннотация

Данная работа является фрагментом продолжающегося исследования, направленного на создание комфортной информационной среды, обеспечивающей доступ к публикациям из мировых научных журналов и других периодических и продолжающихся изданий, необходимых для качественного выполнения исследований по приоритетным направлениям научно-технической деятельности в Республике Беларусь на 2016–2020 гг. В ходе основанного на использовании цитат-анализа с применением данных Journal Citation Reports® отбора мировых научных сериальных изданий, необходимых для качественного выполнения исследований по энергобезопасности и энергосбережению, а также энергоэффективным технологиям и технике (см. его основные результаты в табличной форме. Режим доступа: https://figshare.com/articles/energy_sec_xlsx/5606053/2), помимо искомых изданий был выявлен ряд несериальных информационных источников и достаточно нетипичных для использования в научной деятельности изданий. При индивидуальном рассмотрении каждого такого «экзотического» источника их заметная цитируемость специалистами-энергетиками выглядит вполне логичной. Более того, становится ясным, что эти (по-видимому, ошибочно) отраженные в Journal Citation Reports® материалы являются тем не менее не «информационным шумом», но полезным дополнением к «кругу чтения» специалистов-энергетиков. Поскольку эти источники находятся в открытом доступе в сети Интернет, было решено просто рекомендовать их к включению в «круг чтения» специалистов-энергетиков СНГ, снабдив последних url-адресами и краткими рекомендациями по использованию. Все эти данные приведены в настоящей статье. В отношении видовой принадлежности источников рекомендательный список представлен: базой данных с онлайн-доступом; web-сайтами информационных агентств; web-сайтом Международного энергетического агентства; статистическими ежегодниками и размещающими их электронными ресурсами; ежегодными отчетами правительственных и межправительственных организаций; онлайн-версией газеты (The Guardian).

179-188 520
Аннотация

Тепловые сети предназначены для транспортировки тепловой энергии от источников теплоты к потребителям. На балансе энергоснабжающих организаций ГПО «Белэнерго», входящего в состав Министерства энергетики Республики Беларусь, находится более 6500 км тепловых сетей в однотрубном исчислении. Анализ результатов комплексных обследований теплоснабжающих предприятий Беларуси показывает, что тепловые сети являются сегодня одним из самых ненадежных элементов системы теплоснабжения города. Основная причина нарушений в работе тепловых сетей (около 90 %) – локальная наружная коррозия, проявляющаяся в виде свищей и разрывов металла сетевых трубопроводов. Наиболее быстро, при прочих равных условиях, наружной коррозией поражаются те теплопроводы, в которых имеется прямой контакт незащищенной поверхности трубы с грунтом. Кроме того, при эксплуатации тепловых сетей возможны повреждения, связанные со срывом неподвижных опор, с разрывами корпусов чугунных задвижек, со срывом резьбы спускных кранов, с повреждениями компенсаторов и т. д. По данным статистических исследований ОРГРЭС, большая часть повреждений (до 70 %) трубопроводов в России (так же как и в Беларуси) связана с коррозией. Несмотря на расчетный срок эксплуатации трубопроводов (до 30 лет), источники централизованного теплоснабжения в России более чем на 70 % выработали свой ресурс. В связи с этим значительно выросли потери в теплосетях. Общий износ теплосетей Украины уже в 2010 г. составил 70 %, а потери в теплосетях доходят до 30 %. С каждым годом ситуация только усугубляется. Таким образом, наружная коррозия тепловых сетей является одним из основных факторов, определяющих надежность эксплуатации систем теплоснабжения.



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


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