Электротехнологии, электрооборудование и энергоснабжение агропромышленного комплекса. Рубрика в журнале - Агротехника и энергообеспечение
Статья научная
Статья посвящена анализу современных научно-технических решений по применению DSTATCOM (Distribution Static Compensator) – устройства компенсации реактивной мощности и улучшения качества электроэнергии в распределительных сетях, которое имеет в своем составе ионисторы (суперконденсаторы). В результате изучения научной литературы выявлен существенный пробел в отечественных исследованиях по оптимальному размещению ионисторных DSTATCOM в сельских распределительных сетях, что определяет направления дальнейших работ: разработку методик выбора параметров и мест установки устройств с учётом реальных графиков нагрузки сельскохозяйственных предприятий. Рассмотрены ключевые эксплуатационные характеристики ионисторов, определяющие перспективность их использования в динамических компенсирующих устройствах: удельная мощность, циклический ресурс, температурная стабильность. Особое внимание уделено обзору отечественных и зарубежных исследований в области структурных схем, алгоритмов управления и методов оптимального размещения DSTATCOM в радиальных распределительных сетях. Проведен сравнительный анализ традиционных средств компенсации реактивной мощности и устройств, включающим в себя усовершенствованные статические синхронные компенсаторы с накопителями энергии на основе ионисторов (E-STATCOM – Energy Storage Static Synchronous Compensator). Проанализированы результаты моделирования и экспериментальных исследований, подтверждающие эффективность суперконденсаторных накопителей в задачах повышения коэффициента мощности, стабилизации напряжения и фильтрации гармоник. На основе проведенного анализа, выявлены перспективные направления дальнейших исследований, прежде всего, в области создания методик оптимального размещения DSTATCOM в сельских распределительных сетях 0,4 кВ, а также выбора параметров и режимов устройства с учетом специфических графиков нагрузки предприятий агропромышленного комплекса.
Бесплатно
Причины отключений в сельских электрических сетях и их структурирование
Статья научная
Произведён анализ статистических данных по отключениям в сельских электрических сетях 0,4 киловольт за 6 лет одного из центральных регионов России. Статистика по аварийным отключениям была структурирована по месяцам возникновения отключений и их причинам. Выявлено, что наибольшее количество аварийных отключений происходит в период с мая по сентябрь. Диагностический анализ показал, что это связано как с физическим и моральным износом оборудования при увеличении нагрузки в электрической сети, так и с грозовой активностью и несвоевременной вырубкой трасс линий электропередачи. Выявлены несовершенство системы учёта отключений и необходимость структурирования причин отключений в электрических сетях ниже 35 кВ. Предложена классификация, включающая деление отключений по видам на преднамеренные и аварийные, а также указывающая причины отключений и их конкретизацию.
Бесплатно
Статья научная
Описана проблема дистанционного определения места повреждения на магистральных воздушных линиях электропередачи с изолированной нейтралью, питающих агропромышленный комплекс (АПК). Влияние емкостных токов в линии не позволяет определять расстояние дистанционным способом. Предложен вариант использования беспилотного летательного аппарата с дополнительным установленным оборудованием для зондирования линий во время повреждения. Проведен обзор существующих способов определения места повреждения на линиях с изолированной нейтралью. Проанализирован прибор для зондирования линий электропередач, используемый при осмотре линий ремонтной бригадой. Разработан алгоритм по доработке программы движения беспилотных летательных аппаратов, применяемых на линиях электропередач для проведения периодических осмотров. В алгоритме учтены варианты нахождения повреждения, как на прямом участке линии, так и на ответвлении. Приведены недостатки предложенного варианта беспилотного летательного аппарата с установленным на него специальным оборудованием.
Бесплатно
Пункт секционирования с функцией АВР для электрических сетей 0,4 кВ: схемы и варианты установки
Статья научная
В связи с завышенной протяжённостью большого количества линий электропередачи 0,4 кВ актуальным является их секционирование с помощью секционирующих пунктов, а также создание кольцевых сетей 0,4 кВ с возможностью автоматического резервирования. Совмещение функций секционирования и резервирования в одном устройстве позволяет создать пункт секционирования с функцией автоматического включения резерва, применение которого способно значительно повысить надёжность электроснабжения потребителей и делает возможным создание кольцевых сетей 0,4 кВ. Разработаны структурная и принципиальная электрическая схемы пункта секционирования с функцией автоматического включения резерва. Приведены функции микроконтроллерного блока управления разрабатываемым устройством. Предложены варианты размещения устройства на опорах линий электропередачи 0,4 кВ при использовании на них самонесущих изолированных и неизолированных проводов.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе рассмотрена, разработанная авторами, оригинальная развертываемая конструкция солнечных фотоэлектрических батарей для электроснабжения мобильных зданий контейнерного типа. Предлагаемая развертываемая конструкция позволяет повышать мощность системы электроснабжения путем увеличения количества фотоэлектрических батарей без явных ограничений, связанных с техническими параметрами мобильного здания. Конструкция компактна, имеет возможность автономного использования и транспортировки. Регулируемые части конструкции позволяют устанавливать различные типоразмеры солнечных фотоэлектрических батарей. Конструкция, вмонтированная на крышу мобильного здания, в транспортировочном положении компактна, обеспечивает целостность рабочей поверхности фотоэлектрических батарей, позволяет производить перемещение мобильного здания контейнерного типа, без нарушения габаритных размеров правил дорожного движения Российской Федерации о перевозки грузов. Разработанная конструкция обладает простотой установки и раскрытия, предусматривает возможность регулировки угла наклона фотоэлектрических батарей, для повышения их эффективности выработки электрической энергии, в зависимости от времени года, географической широты расположения мобильных зданий контейнерного типа.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается разработка гидроэнергетической установки с плавучим основанием и двумя кинетическими гидротурбинами, предназначенной для работы в условиях свободнопоточных низконапорных водотоков. Проведён анализ существующих патентно-технических решений и выявлены основные недостатки традиционных конструкций. Предложена модернизированная система направляющих поверхностей, обеспечивающая увеличение скорости потока и повышение эффективности гидротурбин. На основе разработанных чертежей получены геометрические зависимости и аналитические выражения, позволяющие определить ключевые параметры установки на этапе проектного проектирования. Представленные результаты подтверждают перспективность разработки и могут служить основой для дальнейших экспериментальных исследований.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена разработанной компьютерной программе, которая помогает выбирать конфигурацию автономной или резервной системы электроснабжения для удаленных сельских объектов с учетом требований к надежности электроснабжения. В основу алгоритма программного продукта положено сравнение нескольких вариантов по техническим и экономическим параметрам с учетом природных условий, состава электрооборудования и режима работы электрической системы. Программа позволяет быстро удалить из рассмотрения заведомо неудачные решения и перейти к детальной проработке наиболее подходящих конфигураций при проектировании систем электроснабжения сельскохозяйственных объектов. Апробация на 28 населённых пунктах РФ показала, что в режиме без резервирования оптимальными оказались солнечные (46 %), ветровые (18 %) и гибридные (36 %) конфигурации с приведёнными затратами 14,8–33,4 млн руб.; при резервировании в 96 % случаев минимум обеспечила гибридная конфигурация с резервом (34,1–45,8 млн руб.).
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты исследований по разработке и оптимизации параметров гидроэнергетических установок с вертикальной осью вращения, адаптированных к потокам воды насосных агрегатов и способных эффективно работать в низконапорных водотоках. При проектировании и моделировании гидроэнергетической установки использовались пакеты приложений Solidworks, Matlab. На основе моделирования определены показатели КПД установки η(θ) при различных расходах и напорах воды, предназначенных для эффективной работы микрогидроэлектростанции при потоках воды насосных установок. Исходя из расхода и напора потока воды установлена возможность выработки мощности гидроэнергетической установки в пределах 1...50 кВт. По результатам моделирования определено, что существует возможность повышения КПД до 85% за счет оптимального угла наклона лопасти гидротурбины 55º. Разработан экпериментальный образец гидроэнергетической установки для низконапорных водотоков мощностью 3 кВт, в результате практических испытаний микрогидроэлектростанции с вертикальной осью вращения при расходе потока воды 0,25 м3/с и напоре 1 м достигнута выработка 19500 кВт·ч электроэнергии. Широкое использование гидроэнергетических установок на насосных станциях может способствовать обеспечению непрерывного и надежного электроснабжения.
Бесплатно
Регистрация потребления электроэнергии при наличии искажений в сети
Статья научная
Рассмотрены особенности систем электроснабжения предприятий ТЭК и принципы регистрации активной и реактивной мощности современными методами. Выявлено, что при классическом подходе разложения полной мощности на активную и реактивную происходит переплата за потребление реактивной энергии, поскольку в неё входит и мощность искажений. Предложено принимать во внимание выявленные зависимости суммарного коэффициента несинусоидальности THDU от модуля полного сопротивления системы и показателя, отражающего соотношение его активной и реактивной составляющих. Предложены рекомендации по применению отечественных сертифицированных приборов учёта электроэнергии на объектах распределенной электроэнергетики и особенно в удаленных регионах страны. Предложены результаты новых экспериментальных исследований по влиянию высших гармоник тока и напряжения на учет потребления электроэнергии. В качестве примера рассмотрена работа, и моделирование системы по схеме предприятия радиального типа алюминиевой промышленности с нелинейной нагрузкой в зависимости от изменения полной, реактивной и неактивной мощностей.
Бесплатно
Ресурсный потенциал волновой энергии на острове Гызыhлсув в Каспийском море
Статья научная
Изучена многолетняя сезонная изменчивость гидрометеорологических и гидродинамических режимов острова Гызылсув в Каспийском море, на их основе рассчитано распределение энергетического потенциала волновой энергии. С помощью математического моделирования гидродинамического процесса смешанного морского волнения определено среднее значение ресурсного энергетического потенциала волн, которое составляет 0,88·104 кВт/м. Среднее значение энергетического потенциала волн начинает повышаться с октября месяца с 1,02·104 до 1,23·104 кВт/м в феврале, с марта по сентябрь месяцы оно снижается от 0,87·104 до 0,41·104 кВт/м. Статистический анализ подтверждает, что среднее квадратичное отклонение энергетического потенциала волновой энергии от скорости ветра составляет 0,281 и 0,334. Остров Гызылсув в территориальных водах Туркменистана обладает значительными волновыми энергетическими ресурсами, которые могут решить проблемы снабжения электроэнергией, а также получения свежей питьевой воды с использованием опреснительных установок.
Бесплатно
Роботизированная система для выявления нарушений в работе освещения теплиц
Статья научная
Освещение в теплицах оказывает непосредственное влияние на рост и развитие растений. Благодаря освещению, растения получают все необходимые свойства для полноценного роста. Основной целью искусственного освещения является воссоздать свойства естественного освещения. Целью данной работы является проанализировать внедрение роботизированной системы, которая сможет выявлять различные виды неисправностей и отправлять информацию диспетчеру для последующего устранения этих неисправностей. Задачи работы: рассмотреть необходимое оборудование для осуществления осмотра роботизированной системы, построение алгоритма работы. Для выявления нарушений в работе освещения роботизированная система имеет следующее диагностическое оборудование: видеокамера, люксметр, тепловизор. Принцип работы заключается путем программирования идеального состояния светильника. В работе представлен алгоритм работы роботизированной системы, а также возможный маршрут передвижения по теплице. Итогом работы является подтверждение факта использования роботизированной системы в качестве способа выявления неисправностей освещения в теплице.
Бесплатно
Современные методы цифровизированной оценки качества плодоовощной продукции
Статья научная
Значительное увеличение вычислительной мощности микропроцессорных устройств позволило интегрировать в существующие производственные процессы системы интеллектуальной обработки и анализа данных, получаемых от средств объективного контроля. В статье проведен анализ таких методов для автоматизированной сортировки плодоовощной продукции с целью определения возможности разработки оборудования и программного обеспечения для цифровой оценки качества. Рассмотрены методы на основе цветных телевизионных датчиков, гиперспектрального анализа, гибридные электрооптические методы и метод флуоресценции хлорофилла. Определены их преимущества и ограничения. В результате предложен алгоритм автоматизированной сортировки, основанный на комплексном использовании систем технического зрения, алгоритмов глубокого обучения и нечеткой логики. Установлено, что такой подход позволит повысить точность определения пригодности плодов для переработки, учитывая как внешние дефекты, так и оценку возможных внутренних повреждений.
Бесплатно
Способ отопления жилых помещений солнечной энергией
Статья научная
Туркменистан имеет большой потенциал в использовании солнечной энергии. Потому что в Туркменистане более 300 из 365 дней в году солнечные, а световой день составляет 12-14 часов днем и вечером. Солнечная энергия - один из самых удобных и экономически эффективных возобновляемых источников энергии. Сегодня солнечные электростанции способны производить электроэнергию или тепло как в солнечные, так и в пасмурные дни. Рекомендуется использовать солнечную энергию не только в регионах с большим количеством солнечных дней, но и в регионах со средним количеством солнечных и пасмурных дней. В этих случаях лучших результатов можно добиться также за счет использования более совершенного инженерного оборудования для теплоснабжения [1, 2].
Бесплатно
Способы борьбы с несанкционированным потреблением электроэнергии
Статья научная
Данная статья рассматривает проблему несанкционированного потребления электроэнергии и предлагает эффективные способы борьбы с этим явлением. В ней анализируются основные причины хищения электроэнергии, такие как высокие тарифы, недостаточная надежность счетчиков и сложности в оплате. Предлагаемые методы борьбы включают в себя улучшение технических средств учета, внедрение современных технологий для контроля потребления, а также обучение персонала по выявлению фактов несанкционированного потребления. Эта статья предназначена для специалистов в области энергетики, правоохранительных органов и всех заинтересованных лиц, стремящихся к снижению потерь электроэнергии и обеспечению честности в системе потребления.
Бесплатно
Способы защиты от вибраций при эксплуатации электромагнитного вибропривода
Статья научная
Данная статья представляет собой исследование способов защиты от вибраций, возникающих при работе электромагнитного вибропривода. В работе рассмотрен принцип функционирования электромагнитного вибропривода, основанный на действии переменного магнитного поля и взаимодействии ферромагнитного якоря с электромагнитной системой. Проанализированы механизмы формирования вибраций в подобных устройствах, включая влияние амплитуды и частоты питающего тока, жёсткости упругих элементов, конструктивных особенностей магнитопровода и возникновения резонансных режимов. На основе анализа сформирована классификация методов защиты от вибраций и предложен комплекс инженерных решений, направленных на снижение воздействия вибраций на оборудование, технологические линии и персонал. Предложенные методы позволяют существенно снизить негативное воздействие вибраций, повышая безопасность и экономичность производственных процессов. Результаты исследований обобщены в форме практических рекомендаций, пригодных для внедрения в реальных условиях производства.
Бесплатно
Статья научная
Статистические данные говорят о том, что значительный объём производства овощей приходится на приусадебные хозяйства населения. Для повышения урожайности и качества растений необходимо осуществлять полив. Вода должна соответствовать требованиям качества. Для обеспечения данных требований должны быть использованы методы подготовки воды: химический; физический; физико-химический, биологический. Наиболее перспективными являются физико-химические методы. В них входят такие способы как: УФ обработка; СВЧ, Озонирование; ЭГ-удар. Также для повышения урожайности применяются питательные растворы. По литературному анализу elibrary было проанализировано 29 статей по этой тематике. Основными организациями, проводящими исследования в данном направление, являются ФГБУ ФНАЦ ВИМ и Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации. Ежегодно выпускается ряд статей по данной тематике, что говорит об актуальности данной темы.
Бесплатно
Сравнение систем электроснабжения низкого напряжения России и западных стран
Статья научная
В данной статье рассматриваются особенности систем электроснабжения низкого напряжения западных стран и России. Проанализированы ключевые различия между существующими системами электроснабжения в части основных параметров качества электрической энергии. Изучен вопрос о причинах различий системы низкого напряжения в США и России. Даны основные отличительные особенности построения электрических сетей низкого напряжения в США. Приведены схемы соединения обмоток силовых трансформаторов в США. Рассмотрено влияние на устройства и оборудование разных параметров электроэнергии, а также отмечены сложности, связанные с эксплуатацией электрооборудования при взаимодействии в разных системах электроснабжения. Выделены особенности систем электроснабжения в России в сравнении западными странами, отмечены преимущества и недостатки сравниваемых систем.
Бесплатно
Сравнение токов однофазного короткого замыкания в сетях с глухозаземленной нейтралью
Статья научная
В статье приведено определение и сравнение токов однофазного короткого замыкания (ОКЗ) в сетях с глухозаземленной нейтралью на нейтральный провод и на землю. Определение токов ОКЗ на нейтральный провод и на землю проведено в электронной программе Electronics Workbench, сравнение с использованием графиков токов, изменяющихся в зависимости от изменения сопротивления заземления нагрузки. Установлено, что токи однофазного короткого замыкания на нейтральный провод в 4-5 превышают токи ОКЗ на землю. Однако токи однофазного короткого замыкания на землю в два и раза больше рабочих токов нагрузки и соответственно могут вызвать аварийные режимы работы сети, вплоть до возгорания проводки. Для предотвращения последствий от токов ОКЗ на землю необходимо разработать алгоритм их расчета и выбора соответствующей аппаратуры защиты от токов ОКЗ на землю.
Бесплатно
Сравнительный анализ современных методов оценки показателей надежности электроснабжения
Статья научная
В электроэнергетических комплексах и их отдельно функционирующих элементах аварийные ситуации могут происходить до нескольких десятков раз в год, что приводит к значительным недоотпускам электроэнергии потребителям и ущербам для энергоснабжающих организаций. Ненадёжность элементов систем электроснабжения вызывает серьёзные последствия, поэтому необходимо постоянно исследовать и совершенствовать методы прогнозирования надёжности, проектирования, строительства, монтажа и эксплуатации электроэнергетических объектов с повышенной надёжностью. Существует множество методов определения показателей надёжности, однако актуальным является выбор наиболее подходящих методов в каждом конкретном случае. Для этого необходимо выполнить сравнение методов и выявить области их рационального применения. Рассмотрены аналитические и комбинированные группы методов оценки показателей надежности, особенности их применения и определена целесообразность использования методов из каждой группы в соответствии с классификациями отказов.
Бесплатно
Структурная схема прототипа цифровой трансформаторной подстанции
Статья научная
Цифровизация, автоматизация сельских электрических сетей не реализуема без разработки соответствующих решений для трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ. Средства автоматизации должны обеспечивать наблюдаемость и управляемость трансформаторных подстанций данного класса напряжения, создания цифровых трансформаторных подстанций. В том числе должны быть обеспечены возможности дистанционного определения положения коммутационных аппаратов, причин их отключения, возможности управления некоторыми коммутационными аппаратами. Также следует обеспечивать выполнение функций контроля несанкционированной подачи напряжения и предотвращения обратной трансформации, контроля параметров режимов работы электрической сети в разных точках трансформаторной подстанции и ряд других функций. Реализация решений по цифровизации и автоматизации трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ требует создания их прототипа для проведения необходимых экспериментальных исследований, отработки алгоритмов автоматизации. В статье приведена разработанная схема прототипа цифровой трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ.
Бесплатно
