Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика
Все статьи: 771
Статья научная
Исследованы технические возможности способа ограничения параметров обратного энергетического потока асинхронного двигателя как средства управления его электромагнитными параметрами на основе применения короткозамыкаемой обмотки статора. Это обусловлено необходимостью подавления обратной ЭДС асинхронного двигателя многомашинного электротехнического комплекса (ЭТК) участка шахты, находящегося в состоянии свободного выбега после защитного отключения электросети. Установлено, что в подобных ЭТК асинхронные машины средней и большой мощности способны создавать продолжительные по времени обратные энергетические потоки, наличие которых создает прецедент поддержания опасного состояния электротехнического комплекса в том случае, если причиной защитного отключения стало короткое замыкание в силовом присоединении или утечка тока на землю. Известные и разработанные в настоящее время технические средства выявления аварийного состояния электросети автономными средствами действуют на основе контроля параметров со стороны присоединений двигателей, что определяет практическую актуальность представленного исследования в области рационального направления технической реализации устройства подавления обратных энергетических потоков. Основная идея статьи раскрыта в обосновании структуры модели асинхронного двигателя, представленного как электрогенерирующее звено с дополнительной обмоткой статора, предназначенной для формирования воздействия в отношении электромагнитных параметров двигателя. Исследованы процессы, происходящие при создании короткого замыкания в указанной обмотке с учетом существующих типоразмеров силовых трансформаторов, применяемых в современных ЭТК участка шахты и кабельной сети. Определены параметры дополнительной обмотки статора, позволяющие снизить до безопасных значений токи и напряжения в цепи действия обратных энергетических потоков АД и продолжительность существования обратной ЭДС на безопасном уровне.
Бесплатно
Управление электропитанием светильников с использованием методов нечеткой логики
Статья научная
Рассмотрены локальные и распределенные системы управления электропитанием светильников наружного освещения. Предложены алгоритмы выбора режима электропитания с использованием методов нечеткой логики. Приведены результаты моделирования в среде MATLAB. Показана экономическая эффективность.
Бесплатно
Управление электроэнергией и сервис-ориентированные сети
Статья научная
Рассмотрена система управления энергией в локальной электрической сети низкого напряжения Smart Grid. Обосновываются необходимые свойства и вопросы устройства сети, ее характеристики. Для управления электроэнергией в локальной сети предлагается использовать модель по примеру проникающей сервис-ориентированной сети.
Бесплатно
Упрощенная модель определения узловых цен на рынке электроэнергии
Краткое сообщение
Разработана математическая модель, в которой учет режимных ограничений осуществлен по методу Лагранжа, а для учета потерь использованы R-схема и коэффициенты токораспределения. Проведены сравнительные расчеты для виртуальной энергосистемы и для первой ценовой зоны, подтвердившие возможность использования метода для целей прогнозирования узловых цен.
Бесплатно
Упрощенное моделирование теплового режима металлооксидного варистора в области токов утечки
Статья научная
В работе проведено моделирование электрического и теплового режима металлооксидного варистора (МОВ) в области токов утечки. Для упрощения моделирования теплового режима было предложено приближенное усреднение теплового воздействия токов утечки МОВ в течение периода приложенного напряжения. Предложенная методика расчета была верифицирована путем экспериментального определения « E-σ» характеристик образца, расчета теплового режима МОВ по усредненным характеристикам и сравнения результатов расчета с экспериментом при аналогичном тепловом воздействии. При проведении расчетов и экспериментов были учтены температурные зависимости проводимости для МОВ. Предложенная методика позволяет легко рассчитывать установившиеся тепловые режимы ограничителей перенапряжения на основе МОВ, сокращая время расчета и избегая сложностей со сходимостью модели.
Бесплатно
Уровни напряженностей магнитных полей от высших гармонических составляющих выпрямленного тока
Статья научная
Приведены источники электромагнитных полей, которые оказывают вредное воздействие на электротехнический персонал, обслуживающий электроустановки. Рассматривается в зависимости от схемы выпрямления (6-, 12-, 24-х пульсовые) спектр высших гармонических составляющих выпрямленного тока. У 12-пульсовых преобразователей в кривой первичного выпрямленного тока помимо основной гармоники с частотой 50 Гц от электрооборудования переменного тока выпрямительной установки присутствуют высшие гармонические составляющие выпрямленного тока с частотами, начиная с одиннадцатой (11; 13; 23; 25 и т. д.), а у 24-пульсовых преобразователей в кривой первичного выпрямленного тока помимо основной гармоники с частотой 50 Гц присутствуют высшие гармонические составляющие выпрямленного тока с частотами, начиная с двадцать третьей (23; 25 и т. д.). Показано, что наиболее безопасным с точки зрения воздействия напряженности магнитного поля на электротехнический персонал тягового электроснабжения является 24-пульсовый выпрямитель, имеющий минимальный спектр частот: 50; 1150 и 1250 Гц. Проведен расчет напряженности магнитного поля выпрямленного тока на рабочих местах в зоне «+» и «-» шины РУ-3,3 кВ методом наложения без учета влияния земли. Выявлено, что на тяговых подстанциях даже при наличии сглаживающего фильтр устройства на персонал воздействует целый ряд гармонических составляющих магнитного поля выпрямленного тока, предельно допустимые уровни которых в настоящее время в России не нормируются и их вредное воздействие на электротехнический персонал до недавнего времени не рассматривалось.
Бесплатно
Устройство гашения поля - выключатель с вольт- амперной характеристикой, формируемой тиристорами
Краткое сообщение
В статье рассматривается выключатель с вольтамперной характеристикой формируемой тиристорами, позволяющий комплексно решать задачи гашения поля синхронного генератора, защиты цепи постоянного тока от перенапряжений и реализующий функции резистора самосинхронизации.
Бесплатно
Устройство для электротермической обработки почвы защищенного грунта
Статья научная
Рассмотрены методы обеззараживания почвы. Показана возможность применения электротермической обработки почвы защищенного грунта и ее преимущества.
Бесплатно
Устройство и способ оценки состояния элементов заземлителей
Статья научная
Контроль за состоянием элементов заземляющих устройств востребован всегда, его цель заключается в обеспечении нормального режима работы электроустановок любого вида и назначения, а также в обеспечении электробезопасности обслуживающего персонала. Задача разработки способа и устройства, его реализующего, для диагностики заземлителей в режиме реального времени актуальна в связи со значительным прогрессом в области цифровой вычислительной техники и развитием надежных способов беспроводной передачи данных, а также в силу значительного увеличения публикаций по диагностике оборудования по состоянию, а не по регламенту. Предлагается способ оценки степени коррозии заземлителей в функции влажности грунта и тока, который по ним протекает. На основе способа разработан алгоритм и компьютерная программа на языке C++. Для реализации функции сбора, первичной обработки и передачи информации о состоянии заземлителей в реальном времени, которые необходимы для реализации предлагаемого способа диагностики заземлителей, предложено недорогое устройство. Приводится функциональная схема и принцип его действия. Данные с датчиков тока и влажности поступают в микроконтроллер на разработанном устройстве для первичной обработки, затем с помощью беспроводных сетей предварительно обработанные данные поступают в автоматизированные системы диагностики и диспетчеризации. Предлагаемый способ диагностики заземлителей и устройство, которое позволяет его реализовать на практике, снижают объем временных и трудовых затрат, а также исключают применение различных видов дорогостоящих приборов при оценке состояния элементов заземляющих устройств.
Бесплатно
Устройство отбора мощности из линии электропередачи
Статья научная
Для отбора мощности из полуволновой электропередачи предлагается использование устройства, которое стабилизирует напряжение у нагрузки при изменении её мощности от нуля до максимального значения. При отборе мощности из полуволновой электропередачи режим напряжения в промежуточной системе отбора мощности должен соответствовать допустимым пределам и не оказывать влияния на режим передачи натуральной мощности по линии. С целью регулирования напряжения в линии предлагается использовать линейный регулятор-стабилизатор напряжения - тиристорный стабилизатор параметров в месте отбора мощности из полуволновой электропередачи. При этом для регулирования используется способ встречного регулирования напряжения в функции тока нагрузки, которая позволяет следить за изменением тока нагрузки с помощью трансформаторов тока, включенных в магистральную линию и линию отбора мощности.
Бесплатно
Статья научная
При планировании нормальных режимов одной из задач является снижение потерь в электрической сети активной мощности на передачу реактивной при работе генераторов по электрическому графику. Снижения потерь можно достигнуть путем перераспределения реактивных мощностей, вырабатываемых генераторами. Однако реактивные мощности синхронных генераторов обуславливают их запас статической устойчивости и зависят от величины реактивных нагрузок, особенно включенных на генераторном напряжении, что ограничивает диапазон регулирования. В связи с изложенным задача определения оптимальных параметров режима генераторов для заданного диапазона реактивных нагрузок является актуальной. Разработан алгоритм, позволяющий определить оптимальный режим работы собственной электростанции по реактивной мощности с учетом реактивных нагрузок и запаса статической устойчивости, представляющий собой научную новизну. При создании алгоритма использовались методы последовательного эквивалентирования для расчета установившихся режимов, динамического программирования для оптимизации параметров режима и последовательного утяжеления для анализа статической устойчивости. Разработанный алгоритм положен в основу программного комплекса «КАТРАН», позволяющего произвести выбор оптимальных режимов и анализ статической устойчивости промышленных генераторов. Программный комплекс может быть применен при определении оптимальных режимов в крупных промышленных энергоузлах, содержащих собственные электростанции и распределенную нагрузку.
Бесплатно
Факторы, определяющие работу группы ветроустановок на ограниченной территории
Краткое сообщение
Произведен анализ среднегодовых скоростей ветра для поселка Непряхино и конфигурации оптимального размещения вертикально-осевых ветроэнергетических установок (ВЭУ) в составе ветроэнергетической станции (ВЭС) на ограниченной территории. Для повышения эффективности работы станции предложены вертикально-осевые ВЭУ с мачтами разной высоты.
Бесплатно
Статья научная
Проведенный анализ особенностей функционирования известных типов феррозондов показал, что конструктивные и технологические методы повышения их эксплуатационных характеристик в рамках традиционных решений в основном себя исчерпали. Предлагается способ возбуждения феррозондов на новом физическом принципе, основанном на эффекте магнитоэлектрического взаимодействия. Анализируется и обосновывается возможность получения магнитоэлектрического эффекта в локальных неоднородностях твердотельных структур ферритовых элементов феррозондов при воздействии на них переменного электрического поля. При этом во всем объеме ферромагнитного сердечника на совпадающих частотах электромеханического и магнитного резонансов возбуждают модулирующий физический процесс в виде стоячей магнитоэлектрической волны, создающей соответствующую магнитную модуляционную структуру во всем объеме ферромагнитной системы феррозонда. Рассматривается вариант конструкции модулятора феррозонда, реализующий новый способ возбуждения феррозондов, содержащий стержневую ферромагнитную систему в виде двух ферритовых стержневых полуэлементов, расположенных соосно и состыкованных между собой ферритовым постоянным магнитом с намагниченностью вдоль оси стержней. Проведены экспериментальные исследования нового метода возбуждения феррозондов. На основе предлагаемого способа возбуждения феррозондов открываются широкие возможности для исследований в области нового направления в науке - спинтроники, в частности, прикладного использования магнитоэлектрического взаимодействия, которое можно эффективно использовать при создании феррозондов на новых физических принципах функционирования.
Бесплатно
Финансирование инвестиционных проектов в области возобновляемой энергетики
Статья научная
При смене энергетических генераций перспективным становится направление возобновляемой энергетики. Рынок инвестиций этой области является быстрорастущим. В статье проводится исследование теоретических и практических аспектов инвестиционной деятельности в области возобновляемой энергетики, анализ применяемых способов инновационного финансирования действующих проектов, разработка научно-обоснованных предложений по внедрению и использованию зарубежного опыта финансирования в РФ. Одним из лидирующих направлений возобновляемой энергетики является строительство офшорных (offshore) электростанций. Авторами рассмотрены основные проекты офшорных электростанций в европейских странах. Проведен эмпирический анализ крупных проектов, выявлены факторы, оказывающие наибольшее влияние на их стоимость. Проанализировано состояние возобновляемой энергетики в России, выявлены актуальные проблемы и пути их решения, определен потенциал ее развития.
Бесплатно
Формирование сигналов заданий следящим преобразователям частоты в электроприводе
Статья научная
преобразователям частоты по, казалось бы, «очевидным» формулам α = sin(ωt), b = sin(ωt- 2π/3), с = sin(ωt+ 2π/3). Это видно на диаграммах интегралов сигналов заданий ∫adt, которые пропорциональны магнитным индукциям нагрузок (трансформатор, двигатель). Предложено ωt заменить на φ=∫ωdt Далее исследованы три варианта решения sin( φ ), ωsin( φ ) и dω/dt( φ ) + ω2 cos( φ ).
Бесплатно
Фрикционно-диссипативные свойства камер сгорания доменных воздухонагревателей
Статья научная
В работе рассмотрено распространение возмущений акустического характера в канале камеры сгорания доменного воздухонагревателя и проведен анализ фрикционно-диссипативных свойств канала камеры сгорания.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены режимы форсировки передачи постоянного тока на базе преобразователей напряжения (ППТН) при установившихся коротких замыканиях (КЗ) в энергосистеме. Показана возможность восстановления уровней напряжений в узлах энергосистемы. При этом выбор алгоритма работы системы управления (СУ) ППТН определяется топологией схемы сети и расчетными данными КЗ. На этапах разработки и наладки СУ для формирования алгоритмов управления для разных видов КЗ первоначально необходимы данные о реакции передачи на установившиеся режимы КЗ в энергосистеме. Управление передачей при КЗ в энергосистеме, как минимум, должно опираться на сигналы о параметрах энергосистемы в узлах примыкания ППТН и поэтому быть централизованным. Неоднозначность при создании универсальной структуры СУ, соответствующей оптимальному управлению ППТН при КЗ, приводит к выводу о том, что управление передачей должно быть не только централизованным, но и адаптивным.
Бесплатно
Функциональный синтез управления в однофазных электроприводах малой мощности
Статья научная
Рассматривается задача формализации описания движения нелинейной системы в пространстве управляемых параметров на примере коллекторного электродвигателя последовательного возбуждения с питанием от вентильного преобразователя в области прерывистого тока на основе спектрального метода, а также определения функциональных зависимостей регулируемых координат движения. В статье представлены данные о влиянии скорости двигателя на изменение его динамических параметров. Приведены аппроксимированные зависимости, позволяющие осуществить формирование корректирующего сигнала с помощью типовых линейных звеньев. Результаты исследования могут быть полезны при разработке систем электропривода как электрифицированного инструмента, так и тяговых электроприводов для обеспечения оптимумов по быстродействию и минимума потерь в динамических режимах.
Бесплатно
Статья научная
Выполнено распределение по периодам ввода в эксплуатацию сетевых трансформаторов подстанций и трансформаторов энергоблоков тепловых электростанций ОАО «ММК». Показано, что более половины трансформаторов напряжением 35 кВ и выше находится в эксплуатации сверх нормативного срока. Выполнен анализ удельной повреждаемости сетевых и блочных трансформаторов. Сделан вывод о целесообразности их дальнейшей эксплуатации при условии внедрения диагностического оборудования.
Бесплатно
Ценологическое моделирование электропотребления предприятий АПК
Краткое сообщение
Рассматривается ценологическое моделирование электропотребления предприятий агропромышленного комплекса. Проводится ранжирование данных фактического электропотребления для дальнейшей аппроксимации полученного множества данных функциями различного вида.
Бесплатно
