Preview

Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ

Расширенный поиск
Том 60, № 6 (2017)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.21122/1029-7448-2017-60-6

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА

497-504 327
Аннотация

Рассмотрены методы выявления вида междуфазных коротких замыканий, которые могут быть использованы для улучшения показателей технического совершенства ступенчатых токовых защит линий распределительных сетей 6–35 кВ. Оценив целесообразность их применения в токовых защитах, выбор был сделан в пользу способа, основанного на контроле относительной несимметрии токов. Методом вычислительного эксперимента исследовано влияние переходных сопротивлений и нагрузочных токов различного уровня на величину и характер изменения относительной несимметрии при учете погрешностей измерительных трансформаторов тока. Показано, что во многих случаях дуговых коротких замыканий на нагруженной линии и в режиме холостого хода контроля одной несимметрии недостаточно для достоверного определения вида повреждения. Предложен более совершенный алгоритм определения вида междуфазного короткого замыкания, основанный на контроле и анализе двух относительных несимметрий токов, определяемых по действующим значениям разностей фазных токов линии. Выполнена оценка его работоспособности. Установлено, что во всех рассматриваемых режимах предложенный метод при правильно подобранных граничных условиях позволяет достоверно фиксировать трех- и двухфазные короткие замыкания как на защищаемой линии, так и в зоне дальнего резервирования. Исследованы динамические свойства предложенного метода для различных режимов работы линии. Установлено, что в наихудшем случае обеспечивается определение вида повреждения за время, не превышающее 25 мс.

505-522 254
Аннотация

Оценка целесообразности применения кабелей напряжением 6–110 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена по сравнению с кабелями на те же напряжения с бумажно-масляной изоляцией выполнена на основе метода многоцелевой оптимизации, позволяющего учесть не только количественные (приведенные затраты), но и качественные показатели. В качестве показателя надежности работы кабельной линии принята максимальная наработка на отказ (значение, обратно пропорциональное параметру потока отказов), которая у кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена на порядок больше, чем у кабельных линий с бумажной изоляцией. Комплексная оценка удобства монтажа кабельной линии показала, что монтаж кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена отличается большим в 1,2–1,6 раза удобством монтажа по сравнению с трехжильными (на напряжение 10 кВ) и в 1,4 раза – по сравнению с одножильными маслонаполненными кабелями на напряжение 110 кВ. Эффективность применения кабелей напряжением 6–110 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена доказана нами на основе метода многоцелевой оптимизации, где учитывались как приведенные затраты на сооружение и эксплуатацию кабельных линий, так и надежность ее работы, удобство монтажа и другие качественные показатели. Если учитываемые цели одинаково важны, то кабели с полиэтиленовой изоляцией на напряжение 10–110 кВ более эффективны по сравнению с трехжильными (на напряжение 10 кВ) и одножильными (на напряжение 110 кВ) кабелями с бумажной изоляцией. При этом стоимость кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена может превышать стоимость кабеля с бумажной изоляцией до двух раз. Если наиболее важная цель состоит в обеспечении минимума приведенных затрат на сооружение и эксплуатацию кабельной линии, то применение кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10 кВ наиболее целесообразно в отдельных случаях.

523-535 263
Аннотация

Задача оперативной коррекции имеет большое практическое значение для управления режимами электроэнергетической системы и является одной из наиболее важных и сложных задач автоматизированной системы управления электроэнергетической системой. Сложность объясняется динамикой и нелинейностью уравнений состояния электрической сети, записанных относительно узловых напряжений, а также многосвязностью элементов сети. Попытки решения поставленной задачи с помощью теории чувствительности приводят к появлению в дополнение к имеющимся матрицам обобщенных параметров сети нескольких матриц чувствительности, для формирования которых пока еще отсутствуют достаточно эффективные алгоритмы быстрого пересчета матриц при коммутациях в схемах. Это приводит к необходимости вычислять данные матрицы заново при каждой коммутации либо исходить из некоторого базового режима, считая остальные режимы практически неизменными при относительно небольших отклонениях параметров, что, в свою очередь, приводит к дополнительным погрешностям. Предложен новый метод расчета потокораспределения в сети, который основан не на физическом моделировании структуры исследуемой цепи, а на математическом моделировании структуры уравнений, описывающих потокораспределение, благодаря чему снимаются ограничения, накладываемые неоднородностью и наличием трансформаций.

536-543 359
Аннотация

Более 70 % нагрузки в металлургии, горно-, газодобывающих и других отраслях в СНГ составляют асинхронные двигатели. Актуальной задачей для всех предприятий является снижение потребления реактивной мощности в сети и обеспечение надежного пуска двигателя за счет контроля величины сопротивления его изоляции. Наиболее эффективное мероприятие по компенсации реактивной мощности – размещение конденсаторных батарей непосредственно в точках подключения асинхронного двигателя – локальная компенсация реактивной мощности. Целью исследований было снижение себестоимости выпускаемой продукции предприятия, что обеспечивает компенсация реактивной мощности, а в период технологической паузы использовать мощность, запасенную в батарее конденсаторов для контроля изменения величины сопротивления изоляции. После отключения двигателя от питающей сети и его остановки к обмоткам параллельно подключают батарею конденсаторов. Разряд конденсатора осуществляется в контуре состоящего из индуктивности обмотки двигателя, комплексного сопротивления изоляции и емкости батареи. Характер переходного процесса разряда конденсатора зависит от величины элементов схемы замещения. Переходный процесс может носить апериодический и периодический характер. Старение изоляции обмотки двигателя приводит к уменьшению величины ее сопротивления. Достижение величиной сопротивления изоляции критического значения приводит к изменению характера процесса. Разработанное устройство осуществляет контроль состояния изоляции двигателя и питающего кабеля во время технологических пауз без низковольтного источника питания и дополнительных коммутаций.

544-557 291
Аннотация

Режим работы осветительной линии зависит от правильности выбора сечения жил проводников. Величина сечения влияет на обеспечение требуемых уровней напряжения на источниках света. Произведен выбор сечения проводников на основе расчетов режима работы указанной в статье типовой линии наружного освещения. В качестве источников света в примере рассмотрены светильники с дуговыми натриевыми лампами высокого давления (ДНаТ), подключенные через электромагнитную пускорегулирующую аппаратуру. При выборе сечения жил проводников осветительных линий обычно пользуются рядом упрощений. Уделено внимание выбору сечений без таких допущений: учитывается индуктивное сопротивление проводников; мощность светильника зависит от уровня напряжения на нем. Также светильники с лампами ДНаТ являются источниками высших гармоник. Показаны три варианта расчета в зависимости от учета (или неучета) высших нечетных гармоник. В статье описаны методики расчетов режима осветительной линии. Расчеты осуществлены с помощью реализованных в среде MathCad программ. Определены режимные параметры для каждой фазы линии: напряжения в точках схемы, мощности, токи, потери мощности и напряжения на всех участках. Представлены графики распределения напряжений в точках осветительной линии при трех вариантах расчета, построенные для различных сечений алюминиевых жил. На их основе осуществлен выбор оптимального значения сечения проводников осветительной линии. Произведено сравнение полученных результатов различных вариантов расчета. Проанализировано влияние высших гармоник на режимные параметры данной линии. Наличие высших гармоник приводит к увеличению потерь напряжения, искажению синусоидальности напряжения. Ток в нулевом рабочем проводнике сопоставим с током в фазных проводниках, причем определяющее значение на его величину оказывают гармоники, кратные трем.

ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА

558-570 285
Аннотация

Для различных технических устройств и систем, разработанных авторами, предложена и исследована новая пористая система охлаждения, в которой подвод охлаждающей жидкости производят при комбинированном действии капиллярных и гравитационных сил. Поверхность охлаждения выполнялась из нержавеющей стали, латуни, меди, бронзы, никеля, алунда и стекла. Толщина стенки составляла (0,05–2,00) ∙ 10⁻³м. Визуальные наблюдения осуществлялись с применением скоростной киносъемки с использованием кинокамеры СКС-1М. Опыты проводили с водой при давлении 0,01–10,00 МПа, недогреве 0–20 К, избытке жидкости 1–14 от расхода пара, тепловой нагрузке (1–60) ∙ 104 Вт/м², температурном напоре 1–60 К и ориентации системы ±(0–90) град. Проведенные исследования на модельной установке выявили две области процесса парообразования жидкости и влияние режимных и конструктивных характеристик. Установлены оптимальный расход охлаждающей жидкости и наиболее эффективный вид сетчатой пористой структуры. Визуальные наблюдения позволили описать физическую картину протекающих процессов и обобщить опытные данные по отводимым тепловым потокам с точностью ±20 % в зависимости от теплофизических свойств жидкости, стенки, температурного напора, избытка жидкости, вида пористой структуры и теплообменной стенки.

571-583 299
Аннотация

Для анализа и параметрической оптимизации комбинированных энерготехнологических установок на базе газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистрального газопровода были разработаны математические модели макроуровня. В ходе исследования указанные модели применены для получения регрессионных зависимостей. Для этого использовали результаты численного эксперимента, при планировании которого применяется математический аппарат регрессионного анализа. Предполагается, что результаты опыта представляют собой независимые, нормально распределенные, случайные величины с приблизительно равными дисперсиями. При этом изучается зависимость критерия оптимизации от величины управляющих параметров (факторов). Планирование, проведение и обработка результатов эксперимента проводились в такой последовательности: выбор критериев оптимизации, выбор управляющих параметров (факторов), кодирование факторов, составление матрицы планирования эксперимента, оценка значимости коэффициентов регрессии, проверка адекватности модели и воспроизводимости опытов. В качестве критериев оптимизации были приняты электрическая мощность и КПД комбинированных энерготехнологических установок, в качестве управляющих параметров для установки с детандер-генераторным агрегатом – температура топливного газа перед детандером, давление топливного газа после детандера, температура воздуха, подаваемого в компрессор двигателя, а для установки с паросиловым блоком – степень сжатия в компрессоре двигателя, расход пара на технологию и температура воздуха, подаваемого в компрессор двигателя. Применение указанного методического подхода позволяет получить простые полиномиальные зависимости, которые значительно упрощают процедуры анализа, параметрической оптимизации и оценки эффективности при технико-экономических обоснованиях вариантов строительства энергетических объектов.



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


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