Электротехника. Транспорт. Рубрика в журнале - Вестник Мурманского государственного технического университета
Статья
Оценка технических и эксплуатационных характеристик воздушных линий электропередачи классов напряжения 35–110 кВ Орловской области производилась в соответствии с методикой, представленной в приказе Министерства энергетики РФ от 26 июля 2017 г. № 676; срок их службы определялся согласно СТО 56947007-29.240.01.053-2010. Анализ протяженности воздушных линий и типов используемых проводников осуществлялся с использованием поопорных схем. В конструкциях линий напряжением 35 кВ преимущественно используется сталеалюминевый провод (площадь сечения 70 мм2), протяженность которого составляет 1 358,456 км, а воздушные линии 110 кВ выполнены с применением проводника АС-120 (1 094 км). Воздушные линии электропередачи характеризуются высокими показателями технического состояния, так как 40 % линий класса напряжения 35 кВ и 53 % линий класса напряжения 110 кВ находятся в очень хорошем техническом состоянии со степенью износа не более 15 %. В ходе исследования установлено, что 71 % воздушных линий напряжением 35 кВ и 85 % линий напряжением 110 кВ находятся в эксплуатации более 35 лет; при этом за счет реализации своевременной стратегии технического обслуживания и ремонта линии характеризуются высокими показателями технического состояния.
Бесплатно
Анализ электрических показателей работы тягового электродвигателя троллейбуса
Статья
Техническая оснащенность современных троллейбусов (увеличенная мощность тяговых двигателей, рекуперативно-реостатное торможение, противобуксовочная и антиблокировочная системы, бортовой компьютер для контроля и управления работой тягового привода, спутниковые системы ГЛОНАСС, доступ в сеть Интернет) повышает требования к качеству электрической энергии и учету электромагнитной совместимости установленного оборудования. В ходе исследования проанализированы электрические показатели работы тягового асинхронного двигателя троллейбуса (значения напряжения, тока, форма синусоидальности напряжения, суммарный коэффициент гармонических составляющих напряжения). В связи с трудностями в поставках иностранного электрооборудования, прежде всего элементов силовой электроники, которые используются в управлении работой тягового двигателя, возрастает необходимость в совершенствовании мероприятий по техническому обслуживанию троллейбусов для увеличения надежности и срока безотказной работы оборудования. Экспериментально установлены преимущества использования методов количественной термографии, анализа качества электрической энергии и контроля твердости кабельной изоляции. С помощью анализатора качества электрической энергии выполнялись измерения количественных показателей работы электродвигателя; тепловизор применялся для оценки теплового состояния контактных соединений и кабельных трасс. Применение новых методов диагностики приобретает особую актуальность в ходе непрерывной длительной эксплуатации электротранспорта в условиях Крайнего Севера.
Бесплатно
Статья
В работе анализируются результаты сравнительных исследований светотехнических характеристик светодиодных ламп ретрофитов форм-фактора типа А60 различных производителей: Uniel (Россия – Китай), JazzWay (Россия – Китай), Philips (Нидерланды), Ecola (Россия), Wolta (Германия). В течение периода испытаний ламп до 6 000 ч измерялись следующие светотехнические характеристики: световой поток, потребляемая мощность, коэффициент пульсации. Испытание ламп проводилось при напряжении сети 220 В; лампы выключались 4 раза в сутки и вновь включались не менее чем через 15 мин после выключения. Светотехнические характеристики ламп измеряли после 0, 1 000, 2 000, 3 000, 4 000, 6 000 ч горения. Положение ламп во время испытаний – цоколем вверх. Результаты испытаний показывают: измеренное значение начального светового потока всех светодиодных ламп ретрофитов соответствует заявленному; высокое значение стабильности светового потока после 6 000 ч горения среди светодиодных ламп ретрофитов показали Uniel LED 10W 4000К (94,5 %), Philips Essential LED 9W 6500K (96,2 %), Wolta LX 12W 3000К (95,3 %). Для ламп JazzWay PLED-SP 10W 5000K и Ecola Classic LED 10.2W 4000K стабильность светового потока составила менее 90 %. По результатам испытаний только у лампы Uniel LED 10W 4000К измеренные значения светотехнических характеристик и коэффициента пульсации, в том числе и после 6 000 ч горения, соответствуют заявленным. При низком значении коэффициента пульсации, равном 2,3 % для данной лампы, значение стабильности светового потока после 6 000 ч составило 94,5 %, что соответствует коду стабильности светового потока 9 согласно ГОСТ IEC 62612-2019.
Бесплатно
Статья
Развитие электрического транспорта неразрывно связано с модернизацией сопутствующей инфраструктуры, и одним из факторов медленного внедрения электротранспорта в России является малое количество зарядных станций. У большинства существующих решений в области зарядных станций есть недостаток – отсутствие мобильных установок. Коллективом КГЭУ и ПО "Зарница" разрабатывается мобильная зарядная установка для заряда электротранспорта (МУЗЭ). На этапе проектирования возникла проблема с тем, что проводить постоянные испытания на полноценном прототипе мобильной установки заряда электротранспорта (МУЗЭ) будет затруднительно из-за массогабаритных параметров оборудования. При этом существует необходимость в предварительном подтверждении соответствия МУЗЭ группам климатического (УХЛ1) и механического исполнения (М3). Для выполнения данной задачи было принято решение о моделировании работы МУЗЭ в ПО COMSOL: необходимо смоделировать модуль из четырех аккумуляторных батарей (АКБ) с целью подтвердить параметры производителя, и таким образом верифицировать полученную модель. На этой основе можно реализовать полную модель МУЗЭ, состоящую из 1 200 АКБ, которую используют для проверки соответствия заданным условиям. Для тепловых расчетов необходимо проверить заранее выбранные параметры мощности кондиционирования и выбрать толщину теплоизоляции. В результате исследований получена 3D-модель в COMSOL, определены параметры всех используемых материалов, построены связи решений, выбрана физика процессов и вид решателя. На основе моделирования выбрана толщина изоляции, получены результаты моделирования работы системы кондиционирования для поддержания рабочей температуры аккумуляторных батарей, и продемонстрированы результаты, которые подтверждают механическую надежность МУЗЭ.
Бесплатно
Статья
Беспилотные морские суда находят все более широкое применение. В статье в качестве примера беспилотного судна рассматривается грунтоотвозная шаланда "Рабочая". Для выполнения производственных задач в беспилотном режиме на шаланде дополнительно установлены расширенная судовая система управления техническими средствами, обзорно-поисковая система и подсистема видеонаблюдения. Корректная работа этих систем и всего судна зависит от качественной работы судового электротехнического комплекса. Целью исследования является выявление нештатных режимов параллельной работы судовых дизель-генераторных агрегатов и разработка методов и средств для их устранения. Результаты проведенного экспериментального исследования и математического моделирования выявили существование обменных колебаний мощности при параллельной работе судовых генераторов. Обменные колебания мощности могут быть определены по колебаниям токов генераторов. Для устранения таких колебаний предложено ввести в состав системы автоматического управления судовыми электротехническими комплексами блок устранения обменных колебаний мощности (УОКМ). Разработан алгоритм работы блока УОКМ, который управляет настройками регуляторов частоты вращения дизель-генераторных агрегатов. Предложенные методы и средства уменьшают амплитуду обменных колебаний мощности до допустимого значения, т. е. способствуют качественной работе судового электротехнического комплекса и систем управления в беспилотном режиме. Полученные результаты позволяют обеспечить надежную и безаварийную работу любого автономного электротехнического комплекса в режиме эксплуатации без обслуживающего персонала.
Бесплатно
Применение метода пропорциональной навигации при решении задач судовождения
Статья
Разработка методов и алгоритмов управления судном при маневрировании относительно подвижного объекта и создание на основе этих разработок автоматизированных систем управления являются актуальными задачами судовождения. Наиболее оптимальный способ реализации управления подвижным объектом относительно другого подвижного объекта основан на применении метода пропорциональной навигации. Применительно к задачам судовождения этот метод изучен на уровне описания кинематики движения двух точек. Математическая модель предусматривает предварительный расчет экстраполируемых координат судна. Построение траекторий движения судна при любом заданном коэффициенте пропорциональности производится с учетом динамики судна и позволяет получить закон перекладки руля, а также спрогнозировать изменение в процессе маневрирования таких параметров судна, как угловая скорость и угол дрейфа. Предложенная математическая модель может быть использована для алгоритмического и программного обеспечения автоматизированных систем управления судном при маневрировании относительно подвижного объекта.
Бесплатно
Программирование тренажерной подготовки морских инженеров
Статья
Непрерывное совершенствование технического оснащения морских судов сопровождается развитием и усложнением тренажерной базы подготовки морских специалистов. Тренажерная подготовка на базе компьютерной модели работы агрегатов танкера сжиженного природного газа типа "Великий Новгород" включает интерактивные компьютерные программы управления обучением, созданные с использованием компьютерного модуля e-Tutor, входящего в комплект поставки тренажера. В ходе систематизации опыта использования специализированных средств программирования учебно-исследовательской деятельности обучающихся при организации и проведении тренажерной подготовки инженеров-электромехаников на компьютерных имитационных моделях морских судов сформирована система условных графических обозначений элементов блок-схемы программы учебных упражнений и приведено их описание. Тренировочные и контрольные упражнения включают ознакомление с мнемосхемами интегрированной системы автоматизации морского судна и оценку с их помощью состояния судовой электроэнергетической системы, запуск гребной электрической установки, обеспечение энергией работающей гребной электрической установки в условиях изменения нагрузки, включение на параллельную работу с сетью резервного дизель-генераторного агрегата в штатном и аварийном режимах, разгон судна до заданной скорости в соответствии с заданием инструктора. Преимущества программирования обучения с использованием компьютерного модуля e-Tutor заключаются в возможности использования тренажера в режиме самостоятельного обучения с автоматизированным преподавательским сопровождением.
Бесплатно
Статья
В настоящее время существуют различные методики испытаний автотранспортных средств и комплектующих частей, используемые разными автопроизводящими компаниями. Также методики приведены в регламентирующих документах ЕЭК ООН в области транспорта, но в них не учытываются особые условия эксплуатации автомобилей в различных регионах. В статье приведены дорожно-климатические условия Центральной Азии, которые отличаются своеобразными характеристиками. Исходя из особенностей эксплуатации автомобилей в жарких климатических условиях разработаны технические требования для электромеханических датчиков, которые должны обеспечить надежность работы комплектующих при пробеге не менее 250 000 км. Представлена методика проведения испытаний электромеханических датчиков автомобилей. Установлено, что для обеспечения нормальной работоспособности датчиков, эксплуатирующихся в жарком климате, необходимо проведение испытаний при номинальной температуре окружающей среды 45 ? 5 ?С, на основе данного параметра выстроена методика испытаний. Все разработанные методики испытаний согласуются с действующими стандартами в области электромагнитных, электромеханических и других электрических параметров автомобильной отрасли. Приведены принципиальные схемы стендов для проведения испытаний. В статье отражена методика ускоренных испытаний на надежность, при которой температура является ускоряющим фактором. Испытания в полной мере отражают эксплуатационные характеристики движения автомобилей в условиях резко континентального климата с преобладанием высоких температур, а также с резкими перепадами температур. Номинальные параметры датчиков проверялись на соответствие установленным требованиям после каждого испытания. Сделаны выводы, отражающие результаты проведенных исследований.
Бесплатно
Статья
Арктика – стратегически важный для России регион. В процессе поиска новых решений для быстрого строительства энергоэффективных и безопасных зданий в Арктике необходимо вести разработки по созданию систем контроля и поддержания микроклимата в помещении, обеспечения оптимального использования ресурсов и реализации систем управления зданием. Непрерывный автоматический контроль поможет повысить комфорт и безопасность в помещении, а также снизить затраты энергии. Возможность удаленной передачи данных позволит оперативно реагировать на экстренные ситуации и предпринимать действия по недопущению развития аварий. Сотрудниками и студентами кафедры автоматики и вычислительной техники Мурманского государственного технического университета проведена разработка и апробация программно-аппаратного комплекса на базе модельного объекта на территории университета. На первом этапе группой исследователей разработана система автоматизированного мониторинга параметров микроклимата и автоматизированная система контроля и учета электрической энергии. В статье представлено подробное описание функционала разработанных программно-аппаратных модулей; излагается концепция автоматизированной системы управления зданием, которая в данный момент является следующим этапом развития системы.
Бесплатно
Расчет удельных электрических нагрузок жилых зданий на основании фактических замеров
Статья
Актуализация разработки удельных электрических нагрузок жилых зданий кластеров 1 (до 5 этажей) и 2 (6–11 этажей) на основании фактических замеров (с внесением изменений в Свод правил 256.1325800.2016 "Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа") способствует снижению стоимости технологического подключения в жилищном строительстве, а также уменьшению фактической неиспользуемой "запертой мощности" одновременно со снижением потерь электроэнергии в силовых трансформаторах. В ходе исследования проведен анализ фактических электрических нагрузок жилых домов г. Москвы за периоды с 1 по 30 ноября 2021 г. и с 25 декабря 2021 г. по 31 января 2022 г. Размер исследуемой выборки для кластера 1 составил 91 дом, для кластера 2 – 58 домов. При определении максимальной удельной мощности выборочной совокупности многоквартирных жилых домов г. Москвы кластеров 1 и 2 установлены среднее значение и доверительный интервал, который с вероятностью в 95 % "накрывает" среднее генеральной совокупности; выполнен сравнительный анализ фактических удельных электрических нагрузок жилого дома с нагрузками, приведенными в Своде правил. По результатам статистической обработки выборочной совокупности многоквартирных домов кластеров 1 и 2 была определена зависимость максимальной удельной мощности от количества квартир в жилом доме с линией тренда, наглядно иллюстрирующей тенденции изменения изучаемой зависимости.
Бесплатно
Сравнительная оценка различных способов сушки изоляции обмоток электродвигателей
Статья
Расчеты технико-экономического эффекта от использования тепловых и реализованных на основе электроосмоса способов сушки применительно к сельскохозяйственному производству проводились по разработанным алгоритмам. При этом сравнивались печная сушка (сушильный шкаф СНОЛ 3,5 ? 3,5 для ЭД 0,25–2,2 кВт, сушильный шкаф с нагревателями 10 кВ для ЭД 3–55 кВт), токовая сушка (трансформатор трехфазный для питания инструмента ТСИ-2,5, трансформатор ТД-102), электроосмотическая сушка (устройство ЭОС), конвективная сушка (устройство КС), конвективно-электроосмотическая сушка (устройство КЭС). Электроосмотическая сушка лишена недостатков, присущих тепловым методам сушки; так как она не требует разборки и демонтажа ЭД на рабочем месте, повышенного расхода электроэнергии и не способствует термической деструкции изоляции. На основе электроосмотического способа сушки разработаны электроосмотепловая и конвективно-электроосмотическая сушка. Экономический эффект от внедрения разработанных устройств электроосмотической сушки обеспечивается за счет повышения производительности труда в 1,5–11,4 раза, экономии электроэнергии в 80–1 230 раз в зависимости от мощности ЭД, а также повышения долговечности изоляции посредством сведения деструкции к нулю (электроосмотическая сушка и влагозащита) или уменьшения ее в 10 раз (конвективно-электроосмотическая сушка).
Бесплатно
Статья
В работе рассматривается применение нейронных сетей при построении цифрового двойника технологического процесса. Представлено исследование, целью которого является обработка накопленных системой автоматического управления малогабаритной сушильной установки данных о протекающих на ней в течение последнего времени технологических процессах, обучение на их основе нейронной сети и формирование цифровой (нейросетевой) модели изменения температуры в термокамере. Используются элементы машинного обучения с привлечением многослойной нейронной сети прямого распространения. Применяется метод обратного распространения ошибки, при котором величина ошибки выходного нейрона проецируется на все веса всех нейронов сети, начиная от выходного и заканчивая весами нейронов входного слоя. В процессе обучения на сеть поступала информация о мощности работы исполнительных механизмов установки и изменяющейся во времени температуре в термокамере. По завершению обучения сформировалось состояние нейронной сети, представляющее собой цифровую модель изменения температуры в термокамере малогабаритной сушильной установки. Полученная с помощью нейронной сети модель (цифровой двойник) показала корреляцию экспериментальным данным со средней абсолютной процентной ошибкой, не превышающей 3 %. Таким образом, поведение нейросетевой модели адекватно реальному объекту. Дальнейшие исследования в сфере формирования цифрового двойника технологического объекта (учет в модели дополнительных параметров, формирование на основе модели нейрорегулятора) необходимы и планируются авторами.
Бесплатно
