Электротехнологии, электрооборудование и энергоснабжение агропромышленного комплекса. Рубрика в журнале - Агротехника и энергообеспечение
Статья научная
The study focuses on improving the efficiency of electricity supply systems in neighbourhoods, including agricultural enterprises and sparsely populated areas. The work identifies key problems related to network deterioration, lack of incentives for improvement and insufficiently qualified personnel. It analyses methods for optimising electricity networks, including the selection of line cross sections and materials, reactive power compensation and the use of redundant transmission lines. The study also discusses parameter control and monitoring systems, as well as techniques for assessing renewable energy potential.
Бесплатно
Автономный модуль электрического озонатора воздуха
Статья научная
Предлагается конструкция автономного модуля электрического озонатора воздуха на коронирующем разряде, который предназначенный для улучшения показателей качества воздушной среды в животноводческом помещении. По результатам экспериментальных исследований была выявлена зависимость конструктивных параметров автономного модуля электрического озонатора воздуха на изменение концентрации озона. Установлено, что показатель концентрации озона возрастает при увеличении рабочего напряжения на излучателе и уменьшении расстояния между электродами излучателя (разрядный промежуток). Выявлено, что для предлагаемой конструкции автономного модуля электрического озонатора воздуха максимальные значения концентрации озона (до 10 мг/м3) можно получить при подаче рабочего напряжения 30 кВ на излучатель и выставлении зазора между электродами излучателя (разрядного промежутка) в районе 25 мм. Изучив основные показатели газового состава воздушной среды в ходе экспериментальных исследований в животноводческом помещении, были получены следующие результаты (до/после озонирования воздушной среды): озон, мг/м3 (0,0015/0,026); сероводород, мг/л (0,16/0,0003); аммиак, мг/л (0,13/0,005); углекислый газ, мг/л (10/0,2); кислород, % (21,1/21,7).
Бесплатно
Статья научная
Цель данной работы является предложение системы, позволяющей обнаруживать, классифицировать и локализовать неисправности в распределительной энергосистеме с радиальной топологией с помощью одного измерительного узла. Предлагаемый метод основан на использовании Машин Опорных Векторов (МОВ). Алгоритм анализа неисправностей состоит из многоклассового классификатора на основе МОВ для классификации типа неисправности и второго этапа, также основанного на МОВ, для определения местоположения линии в энергосистеме, на которой происходит неисправность. Характерные параметры получены путем вычисления среднеквадратичного профиля и получения двухуровневого вейвлет-преобразования. Для обучения и разработки классификатора применяется процесс интеллектуального анализа данных с целью выбора характерных параметров, которые наилучшим образом описывают возмущения в осциллограммах напряжения и тока при возникновении повреждения в любой линии сети. Одно из главных преимуществ предложенного алгоритма заключается в том, что измерения проводятся на одном узле сети, что является важной характеристикой при расчете стоимости и времени развертывания системы поиска повреждений.
Бесплатно
Статья научная
Обеспечение надёжности электроснабжения животноводческих предприятий является необходимым фактором для обеспечения энергетической и продовольственной безопасности страны. Анализ требований к надёжности электроснабжения животноводческих предприятий показал, что в них не учитываются особенности, связанные с сезонностью технологических процессов по месяцам и времени суток. Анализ литературы выявил, что учёными предложены показатели надёжности и их рациональные значения, рассмотрены направления повышения надёжности электроснабжения животноводческих предприятий. В статье, на основании обзора литературы и нормативных документов определены факторы, влияющие на надёжность электроснабжения, выявлены работы, посвящённые анализу сезонности перерывов в электроснабжении. Показана актуальность исследований в части оценки влияния сезонности перерывов в электроснабжении на технологические процессы животноводческих предприятий и разработки технических средств, позволяющих осуществлять сезонное резервирование электроснабжения.
Бесплатно
Анализ эффективности применения ветро-солнечной установки в условиях Белгородской области
Статья научная
Работа направлена на выполнение анализа эффективности применения ветро-солнечной установки в условиях Белгородской области с помощью установленной системы мониторинга. Была рассмотрена ветро-солнечная установка в составе ветрогенератора ВЭУ 2000 и двух модулей солнечных батарей TSM-110. В ходе выполненного анализа было произведено сравнение паспортных характеристик установки с полученными с помощью системы мониторинга данными. В ходе анализа данных было выявлено, эффективности применения ветро-солнечной установки зависит от ряда факторов. Полученные данные показывают несоответствие между заявленным паспортным номинальными значениями и реальными данными (предполагаемая годовая выработка должна составить 2891 кВт∙ч, а в реальности равна 1322 кВт∙ч). Годовая выработка энергии во многом зависит от распределения по скоростям и направлениям местных ветров, а так же от места расположения ветро-солнечной установки.
Бесплатно
Аспекты влияния фотоэлектрических станций на работу сельских электрических сетей
Статья научная
Фотоэлектрические установки влияют на работу сельских электрических сетей по ряду аспектов, среди которых потери и качество электроэнергии, электробезопасность, равномерность графика нагрузки и другие. Имеется необходимость оценки данного влияния, корректировка нормативных документов, связанных с применением фотоэлектрических установок, так как бесконтрольный рост их количества и мощности в структуре сельских электрических сетей может привести к выходу из строя трансформаторов и линий электропередачи, несанкционированной подаче напряжения, другим негативным последствиям. Также может наблюдаться и положительное влияние в части снижения отклонения напряжения у удалённых потребителей, повышения качества электроэнергии по другим показателям, снижение потерь электроэнергии. Выполненные расчёты для примера электрической сети, содержащей ТП 10/0,4 кВ, ЛЭП 0,4 кВ и нагрузку в виде группы жилых домов показали, что применение ФЭУ приводит к сокращению потерь электроэнергии в силовом трансформаторе и их стоимости на 10-12%. Пиковые значения потребляемой мощности снижаются на 6-8%. Неравномерность графика нагрузки увеличивается, что показывает увеличение значения коэффициента его формы с 1,111 до 1,184.
Бесплатно
Статья научная
Электромагнитные реле управления ТЭН инкубаторов для яиц птиц являются одним из наиболее ответственных компонентов. Ограниченный ресурс реле - наиболее частая причина поломок инкубаторов. Цель исследования - поиск возможностей повышения длительности безотказной работы реле за счет изменения температурных режимов инкубации при отсутствии негативного воздействия на зоотехнические показатели инкубации яиц. Исследование проводилось в 2022 году в инкубатории Московского зоопарка. В результате исследования было установлено, что расширение границ температурного режима инкубации, при сохранении средней температуры, позволяет снизить количество переключений электромагнитных реле управления ТЭН инкубаторов и, как следствие, продлить их срок эксплуатации. При ресурсе реле 1х105 циклов, срок эксплуатации при предустановленном температурном режиме 37,7-37,8ºС составляет 1,2 года и может быть увеличен до 3,6 года при предустановленном диапазоне 37,0-38,5 ºС.
Бесплатно
Выравнивание графика электрической нагрузки фермы КРС с применением накопителя электроэнергии
Статья научная
Графики электрических нагрузок ферм КРС имеют выраженные пики утреннего и вечернего максимума, обоснованные суточной сезонностью технологического процесса. Максимальная потребляемая мощность может превышать минимальную в 3 и более раз. Как утренний, так и вечерний максимумы нагрузок ферм КРС происходят в зоны суток, когда стоимость электроэнергии наиболее высока, так как определяется по тарифу пиковой зоны. Уменьшить неравномерность графика потребляемой из сети электроэнергии и снизить стоимость электроэнергии позволяет применение накопителей электроэнергии (НЭ). Для оценки возможных эффектов по выравниванию графика и экономии на стоимости электроэнергии необходимо определить временные зоны, в которые рационально осуществлять зарядку НЭ с потреблением электроэнергии от сети и их разрядку с выдачей электроэнергии, компенсирующей пиковое потребление фермы. В статье приведён пример графика электрической нагрузки фермы до и после применения НЭ, определены параметры НЭ, экономия от его применения.
Бесплатно
Диагностика состояния освещения тепличного хозяйства с помощью роботизированной системы
Статья научная
В работе рассмотрена возможность применения роботизированной системы в качестве метода диагностики освещения тепличного хозяйства. Природного освещения перестает хватать для полноценного роста и развития растений, что является неблагоприятными условиями для выращивания культур. Эта проблема решается с помощью искусственного освещения. Искусственное освещение нуждается в своевременном обнаружении неисправностей его работы. Для этого необходимо регулярно выполнять осмотр освещения. Цель работы - рассмотреть возможность внедрения роботизированной системы по поиску нарушения работы в освещении теплиц. Задачи работы - описать работу роботизированной системы, рассмотреть диагностическое оборудование, рассмотреть алгоритм работы. По ходу выполнения работы было выбрано диагностическое оборудование для осмотра освещения. Так же было выбрано вспомогательное оборудование, которое позволяет контролировать показатели окружающей среды помещения необходимые для эффективного развития растений. Построен и описан алгоритм работы роботизированной системы, описаны основные нарушения которые может выявить роботизированная система.
Бесплатно
Статья научная
Создание устойчивой экономически эффективной системы электроснабжения высшей категории надёжности Андреевский крест поселений с общей сетевой мощностью до 15 МВт, являющейся электрическим клеточным автоматом планетарной энергетической сети клеточных автоматов - экосферно-совместимых самоокупаемых бессмертных поселений типа ПАОЭ Святой крест на 600 родовых поместий сети поселений Sharupich.net, на сегодняшний день, является основой разработки, строительства и эксплуатации сетей электроснабжения, позволяющей через угловую и центральную подстанцию подключать соседние поселения, расположенные на одной диагонали, а через соседние подстанции 110/35/10 кВ потребителей на линии одного сектора, обеспечить постоянное (не отключаемое) электроснабжение.
Бесплатно
Использование аморфных сплавов для защиты электрических сетей от высокочастотных перенапряжений
Статья научная
Для защиты оборудования подстанций от высокочастотных перенапряжений необходимо не только уменьшать амплитуду входного импульса, но и демпфировать его. Наиболее перспективно для этого использование частотнозависимого устройства (ЧЗУ), сопротивление и индуктивность которого растут с ростом частоты входного сигнала и которое подключается к подстанции последовательно. На промышленных частотах данное устройство проводит рабочие токи без потерь, на высоких частотах, например, при грозовых импульсах, сопротивление устройство резко возрастает благодаря аномальному скин-эффекту. В разработанном в 2014 году ЧЗУ в качестве проводящего слоя используется лента из аморфного сплава 5БДСР. Относительная магнитная проницаемость данной ленты составляет 50000, что оказалось мало для эффективной защиты оборудования подстанций. Разработка новых устройств, имеющих иную форму самого ЧЗУ или его проводников, также оказалось не в состоянии обеспечить эффективную защиты оборудования подстанций. Необходим новый подход или новые материалы для увеличения эффективности защитных свойств разрабатываемых частотнозависимых устройств.
Бесплатно
Использование искусственной нейронной сети при прогнозировании электрической нагрузки
Статья научная
Каждый год наблюдается рост развития с последующим увеличением потребности в электрической энергии. В связи с этим необходимо прогнозировать количество потребителей и спрос на электроэнергию, чтобы поставщики электроэнергии могли предоставлять электроэнергию по мере необходимости и минимизировать отключения. При прогнозировании используется метод искусственной нейронной сети (ИНС), работающей по методу Backprop. Преимуществом этого метода является удобство в формулировании данных прогнозистов, а также гибкость в изменении. Используются алгоритм обучения Левенберга-Марквардта, переменная скорость обучения по Грейденту и квази-Ньютону. Наиболее точные результаты можно увидеть, если посмотреть на наименьший средний процент ошибок, полученный на всех трех алгоритмах обучения. Результаты обучения с помощью trainlm, traindx и trainbfg показывают, что результирующая ошибка достаточно мала и составляет 0,194%, 0,15% и 0,14%. Результаты обучения показывают, что искусственная нейронная сеть (ИНС) хорошо подходит для применения в прогнозировании.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе рассматривается применение систем солнечного охлаждения как альтернативный вариант решения основных экологических и энергетических проблем. Описываются принципы работы, основные преимущества и недостатки концентраторов солнечного излучения. Проанализированы их оптимальность и актуальность использования на сегодняшний день. Приведены примеры работ по повышению холодопроизводительности систем солнечного охлаждения с помощью параболоидных концентраторов. Предложена установка на принципе комбинированного абсорбционного охлаждения. Изложен принцип работы данной установки и показаны отличительные особенности от других абсорбционных систем солнечного охлаждения. Выполнен теоретический расчёт цикла данной установки и определен её энергетическая эффективность. Разработана 3D модель текущей установки в комплексном облачном инструменте.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время для повышения надежности электроснабжения распределительных электрических сетей 6-10 кВ в них внедряются реклоузеры, реализующие функции сетевого секционирования и резервирования линий электропередачи, что при возникновении аварийных режимов работы сети позволяет значительно снизить время и количество перерывов в электроснабжении потребителей. В данной работе представлено исследование режимов работы кольцевой электрической сети 10 кВ, запитанной от подстанции «Куликовская» 110/35/10 кВ, находящейся в зоне эксплуатационной ответственности филиала ПАО «Россети Центр» - «Орелэнерго», по допустимым отклонениям напряжения при нормальном режиме работы и аварийных ситуациях, возникающих на участках сети и при отказах источников питания. На основании проведенного расчета параметров рассматриваемой электрической сети 10 кВ выявлено, что в различных режимах отклонение напряжения от номинального не выходит за рамки, установленные ГОСТ 32144-2013, что позволяет продемонстрировать эффективность внедрения реклоузеров. Полученные в работе параметры режимов работы электрической сети 10 кВ могут быть использованы при разработке устройства бесканального дистанционного мониторинга и контроля выключателей в отходящих линиях электропередачи.
Бесплатно
Исследование электропотребления приусадебного участка с применением устройства ТЭМП-3
Статья научная
Анализ параметров электропотребления приусадебных участков, сельских жилых домов, позволяет более точно прогнозировать потребляемую такими объектами мощность, более рационально указывать присоединяемую мощность при подаче заявки на технологическое присоединение к электрическим сетям. В статье приведены отдельные результаты анализа электропотребления приусадебного участка, включая сельский жилой дом. Измерения проводились с применением таймера-электросчётчика мобильного портативного ТЭМП-3, что позволило получить мгновенные и среднеквадратичные значения напряжения, потребляемой мощности. На основе анализа результатов измерений выполнено сравнение значений фактически потребляемой и расчётной мощности объекта, выявлены искажения качества электрической энергии. Показана возможность, с применением ТЭМП-3, получать сведения о графиках работы отдельных электроприёмников, моментах времени их включения и отключения, продолжительности работы. Это может быть использовано в ходе энергетических обследований различных электропотребителей.
Бесплатно
Статья научная
Целью работы является получения более эффективной конструкции пассивных систем с теплоаккумулирующей стенкой и разработка экспериментальной модели задания для натурных испытаний. Использование теплоаккумулирующей стенки в пассивных системах солнечного теплоснабжения из-за малого аккумулирующей способности и при большом ее термическом сопротивлении, вследствие этого становится значительное повышение температуры наружной поверхности стенки, ведущее к увеличению тепловых потерь через остекление. Для повышения теплопередающей способности теплоаккумулирующей стенки является использование перфорированной теплоаккумулирующей стенки, которые позволяют повысить интенсивность теплосъёма с луче воспринимающей поверхности теплоаккумулирующей стенки в период инсоляции и могут быть использованы как вентиляционные устройства, с естественной или принудительной подачей воздуха. Представлена экспериментальная модель теплоаккумулирующей стенки и методика проведения эксперимента. При проведении экспериментальных исследований проводятся измерения температуры в модели из шести термопарами расположенных по толщине стенки и измеряется расход воздуха через стенки по показаниям дифференциального манометра. Электрическая, термометрическая и гидравлическая схема модели зданий обеспечивает работу, включение и выключение нагревателя-дублера и измерение дополнительного количества тепла, идущего на поддержание в отсеках одинаковой заданной температуры, температура в отсеках задается с помощью контактных термометров, устанавливаемых на одинаковую температуру, электрические нагреватели включаются и выключаются с помощью реле. Гидравлическая система предназначена для того, чтобы обеспечить одинаковый воздухообмен в отсеках помещения, количество отбираемого воздуха фиксируется ротаметром. Экспериментальные исследования в натурных условиях должно проводиться в продолжении всего отопительного периода с ежедневным фиксированием результатов измерений, определив коэффициент замещения и отопительную нагрузку помещения можно произвести подсчет экономической эффективности от применения пассивной системы солнечного отопления для данной конструкции постройки.
Бесплатно
Статья научная
Рост и развитие растений зависит от фотохимических процессов, происходящих в их клетках, что невозможно без влияния энергии оптического излучения. Применение светодиодных источников в установках для облучения растений, по сравнению с газоразрядными лампами, обладает рядом преимуществ. При облучении растений следует учитывать, что различные виды и сорта растений на различных этапах своего развития требуют различных параметров качества фотосинетически активной радиации, а спектр излучения воспринимается пигментным комплексом растения. Параметры спектра такого излучения оказывает влияние на биохимические реакции, физиологические процессы, происходящие в растении, а также развитие растения в целом. Предлагается конструкция установки для облучения растений с применением светодиодов, а также методика расчета спектрального состава излучения. Приведены результаты численного моделирования по определению оптимального количественного состава излучающих светодиодов с учетом высоты подвеса облучательной установки. По результатам расчетов рекомендуется количественный состав светодиодов для заданного значения минимальной облученности.
Бесплатно
Статья научная
На основе аналитического способа разработана математическая модель процесса тепло-и массообмена в гелиотеплицах-сушилках в режиме теплица. Показана возможность аппроксимации сложных передаточных функций более простыми, удобными для практических целей. Полученная система дифференциальных уравнений вполне описывает теплообменные процессы в гелиотеплице и аккумуляторах тепла. Время запаздывания регулируемой величины в аккумуляторах тепла из-за незначительности по сравнению с временем переходных процессов не учитывается.
Бесплатно
Математическое моделирование аккумулирования тепла в солнечных теплицах
Статья научная
В статье рассмотрена математическая модель процесса динамического режима теплового аккумулирования в солнечных теплицах. В солнечных установок аккумулирования тепла является наиболее важной формой аккумулирования энергии. Поэтому теплоаккумулирующие системы являются неотъемлемыми составными частями в низкотемпературных солнечных установок. В частности в солнечных системах теплоснабжения, солнечных теплицах и сушилках. Аккумуляция тепла в солнечных теплицах основаны на косвенных методах - передача тепла теплоаккумулирующей среде посредством теплообменной среды. Теплоаккумулирующей средой - массой - могут быть вода, насадка, грунт, а теплообменной средой - теплоносителем - является воздух. Циркуляция - теплоносителя принудительная. Режим работы теплового аккумулятора - регенеративный. Традиционно тепловые аккумуляторы размещаются в объёме или грунте теплице и, как следствие, тепловые потери через оболочку теплового аккумулятора в конечном счёте возвращаются в теплицу, поэтому при расчётах теплопотери в тепловом аккумуляторе не учитываются. Для составлении математической модели динамического режима теплового аккумулятора принимаются следующие допущения: -теплофизические параметры теплоносителя (воздуха) и материала теплового аккумулятора принимаются постоянными; -температура воздуха по длине теплового аккумулятора изменяется линейно; -теплопотери через оболочку теплового аккумулятора не учитываются.Уравнение теплового баланса на границе воздух-масса теплового аккумулятора и функция управления являются функцией включения-выключения вентилятора при режиме зарядки и при режиме разрядки теплового аккумулятора.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются вопросы математического моделирования нестационарных теплообменных процессов при движении воздуха по подземному вентиляционному каналу. Для решения процесса нестационарного теплообмена при движении воздуха в прямом цилиндрическом подземном канале многие ученые мира вели исследования и ими были получены определенные решении данной задачи. Аналитические решения при изменения температуры приточного воздуха в подземных вентиляционных каналах получены К.Ван-Хеерденом, Стефановым Е.В. Температура воздуха на выходе из канала без искажений воспроизводит изменения температуры воздуха на входе, но с некоторым запаздыванием во времени и изменением абсолютного значения, поэтому целесообразно рассмотреть нестационарный теплообмен в одиночных подземных каналах при переменной температуре воздуха на входе, что позволяет выявить параметры приточных подземных вентиляционных каналов. Эффективность процессов охлаждения и нагревания воздуха становится при скорости движения воздуха 10м/с, чему соответствует незначительное изменение температуры воздуха. Изменения температуры движущегося в канале воздуха во всех случаях будет определяться величиной температурного напора между обменивающимися теплом средами, временем теплового взаимодействия приточного воздуха с грунтом и величиной поверхности теплообмена. На основе приведенных математических уравнений была разработана компьютерная программа и в результате были получены спектр графиков. Эти графики компьютерных моделей позволяет научно анализировать исследуемых физических процессов нагрева и охлаждения воздуха.
Бесплатно
