ЦЕЛЬ. Провести адаптацию метода измерения распространения волн Лэмба в тонких двуслойных пластинах к исследованию зависимости фазовой скорости от технического состояния трубопроводов с защитным наружным покрытием . Выполнить модификацию численно -аналитического алгоритма измерения толщины покрытия и областей несцепления материалов в тонких двуслойных пластинах для виброакустической диагностики технических трубопроводов. Исследовать распространение симметричной волны Лэмба в стальном трубопроводе с защитным наружным покрытием. МЕТОДЫ. Для решения задачи локализации повреждений технических трубопроводов рассмотрены традиционные методы неразрушающего контроля, основанные на виброакустическо й диагностике. РЕЗУЛЬТАТЫ. Построена математическая модель, описывающая зависимость распространения моды фазовой скорости волны Лэмба от толщины исследуемого объекта. Наличие изменений в толщине трубопровода принято как влияние дефектов материала на параме тры распространения моды волны Лэмба. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Представлен численно-аналитический метод расчета распространения симметричной моды волны Лэмба в стальном трубопроводе с защитным наружным покрытием . Представлена зависимость скорости распространения волн Л эмба от толщины исследуемого объекта. На основании описанной методики представляется возможным оценивать не только толщину сегмента и области несцепления слоев, но и суммарную площадь дефектной зоны. Это позволит в дальнейшем фиксировать относительные изменения в толщине стенок трубопроводов для определения изменений физических свойств материала или наличия дефекта.

ЦЕЛЬ. Представленная работа ставит перед собой цель анализа реалий и перспектив использования рабочих сред при получении биодизельного топлива, включающих в себя сверхкритическое флюидное состояние. МЕТОДЫ. Рассмотрены методы получения биодизельного топлива, включающие в себя метод переэтерификации, как наиболее распространенный, а также методы пиролиза и совместного процесса гидролиза и этерификации. РЕЗУЛЬТАТЫ. Рассмотрены традиционные (промышленно используемые способы получения биодизельного топлива), а также способы с участием сверхкритических флюидных сред в своей основе. Наряду с описанием состояния дел по обсуждаемой проблематике в мире приводятся и результаты собственных исследований, реализованных авторским коллективом настоящей статьи. Обращено внимание на перспективность ультразвукового эмульгирования реакционной смеси и использования гетерогенных катализаторов в целях смягчения сверхкритических флюидных условий осуществления процесса получения биодизельного топлива и энергосбережения. Обсуждены также условия получения биодизельного топлива без свободного глицерина и преобразования его в топливную составляющую. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Переэтерификация, осуществляемая в сверхкритических флюидных условиях, предоставляет значимые преимущества в сопоставлении с традиционным процессом и, особенно, в части возможности использования разнообразного и, в том числе, низкокачественного сырья, облегчает процедуру выделения конечного продукта и, наконец, делает возможным переход от относительно маломасштабных реализаций с реакторами периодического действия к высокопроизводительным установкам с проточными реакторами.

ЦЕЛЬ. Целью данной работы является разработка метода диагностики оборудования штанговых скважинных насосных установок (ШСНУ) в процессе эксплуатации посредством спектрального анализа сигнала массива ваттметрограммы. В качестве измерительного элемента применяется модуль ваттметрирования, инструментом для обработки сигналов служит разработанное программное обеспечение в программном комплексе MatLab. Амплитудные спектры исследуемого объекта, построенные из массива ваттметрограммы путем быстрого преобразования Фурье, в программной среде MatLab, применяются для анализа технического состояния ШСНУ. МЕТОДЫ. Метод ваттметрирования и спектрального анализа сигнала массивов ваттметрограммы позволяет осуществлять контроль ШСНУ во время его работы. Этот метод контроля отличается высокой точностью, чувствительностью к формированию повреждений и позволяет использовать компьютерные технологии для обработки и анализа сигналов в целях диагностики устройств.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Метод спектрального анализа раскрыт в полном объеме. Рассмотрено понятие спектра и его построения. Раскрыт метод ваттетрирования, также принцип работы и основные характеристики датчика ваттметрирования. Произведено снятие и оценка экспериментальных данных с действующей ШСНУ во время ее работы. Приведен пример ваттметрограммы и по массиву данных построен спектр. Анализ ваттметрограммы ШСНУ с осложненными условиями работы, у которой наблюдалось пенообразование, показал скачок электрической нагрузки в верхней точке положения балансира. Спектральный анализ показал рост амплитуд на определенных частотах, которые могут говорить о наличии вспенивания нефти в цилиндре насоса. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Данный метод спектрального анализа сигнала ваттметрограммы с помощью программы MatLab позволяет выявлять механико-химические дефекты ШСНУ по амлитудно-частотным характеристикам параметров ваттметрограммы.

ЦЕЛЬ. Разработать дифференциальный параметрический индуктивный преобразователь значений вибрации в электрический сигнал, представляющий собой датчик виброперемещения (ДВ) с новым принципом действия. Теоретически обосновать работоспособность предложенного ДВ. Разработать новую систему виброакустического контроля технического состояния опор воздушных линий электропередач (ЛЭП) с использованием предложенного ДВ. МЕТОДЫ. При решении поставленной цели применялась теория параметрических преобразователей и основные положения теории вибродиагностики. РЕЗУЛЬТАТЫ. Конструктивной особенностью разработанного ДВ является отсутствие катушки возбуждения, причем его функциональные элементы образуют полноценный измерительный мост, в плечи которого входят межвитковые емкости обмоток первой и второй измерительных катушек, а также емкости, образованные металлическим цилиндрическим электродом с расположенным коаксиально внутри него ферромагнитным стержнем и первыми нижними рядами проволочных обмоток измерительных катушек. Мостовая схема функционирует в резонансном режиме, что обеспечивает высокую чувствительность предлагаемого датчика, а квадратурное преобразование информационного сигнала обеспечивает необходимый уровень помехозащищенности. Полученный сигнал представляет собой функциональную зависимость выходного напряжения измерительного моста от величины внешних вибраций, характеристики временных реализаций которых отражают происходящие в опорах ЛЭП деградационные процессы. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Предложенная концепция системы мониторинга целостности опор ЛЭП фактически является распределенной сенсорной сетью реального времени, реализующей технологию PLC. ДВ каждого сенсорного модуля регистрирует микровибрации конструктивных элементов соответствующей опоры ЛЭП, вызванные естественными возмущающими факторами при их эксплуатации, и преобразует их в информационный электрический сигнал, который составляет основу мониторинговой информации о текущем состоянии элементов конструкции опор ЛЭП.

ЦЕЛЬ. Серьезной проблемой конденсаторных установок, используемых в системах электроснабжения для компенсации реактивной мощности, является резонансное усиление гармоник, создаваемых нелинейными нагрузками, а также перенапряжения, возникающие при коммутациях в сети. Для защиты установок от перенапряжений и влияния гармоник последовательно с батареей конденсаторов (БК) включают демпфирующие звенья. В статье рассмотрены установки поперечной емкостной компенсации с демпфирующими звеньями в форме лестничного LC-четырехполюсника. Помимо компенсации реактивной мощности установки осуществляют фильтрацию гармоник и демпфирование переходных процессов, вызванных коммутациями в сети. МЕТОДЫ. Разработана процедура расчета демпфирующих звеньев лестничной структуры для установок поперечной емкостной компенсации, основанная на оптимизации частотной характеристики в пространстве параметров элементов демпфирующего звена. Определены условия, при которых звено обеспечивает демпфирование резонансных режимов, возникающих в параллельном контуре, образованном компенсирующим конденсатором и индуктивностью сети. С помощью предложенной процедуры расчета определены параметры звеньев различного порядка, осуществляющих демпфирование переходных процессов при коммутациях и фильтрацию гармоник, создаваемых нелинейными нагрузками. РЕЗУЛЬТАТЫ. Сравнительный анализ характеристик компенсирующих установок с различными вариантами демпфирующих звеньев показал, что установки с демпфирующими звеньями лестничной структуры эффективно ослабляют тяжелые переходные процессы, возникающие при ко ммутациях в сети, а также обеспечивают фильтрацию гармоник в широком диапазоне частот. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В системах электроснабжения с большой долей нелинейных нагрузок необходимы установки поперечной емкостной компенсации, обеспечивающие демпфирование резонансных режимов и ослабление гармоник, создаваемых нелинейными нагрузками. Эти функции выполняют демпфирующие звенья, включаемые последовательно с батареей конденсаторов. В статье рассмотрены новые варианты демпфирующих звеньев в форме реактивных четырехполюсников, ослабляющих перенапряжения при переходных процессах и уменьшающих гармонические искажения токов и напряжений.

ЦЕЛЬ. Проанализировать научно-техническую информацию и практический опыт особенностей функционирования автономных электротехнических комплексов с асинхронными электродвигателями в составе. Разработать математическую модель автономного электротехнического комплекса (далее - ЭТК) буровой установки с наличием в составе активного выпрямителя, инвертора с управлением широтно-импульсными сигналами, а также комбинированными источниками резервного питания – аккумуляторной батареей и дизель-генераторной установкой. Установить влияние и целесообразность использования комбинированного состава источников резервного питания на надежную работу и возможность преодоления провала напряжения, вызванного резким ростом нагрузки, в установившемся режиме работе ЭТК. МЕТОДЫ. Для успешного выполнения поставленных задач в работе использованы методы математического моделирования систем, электроснабжения, имитационного моделирования, применены теории автоматического управления, автоматизированного электропривода, электрических цепей. Для создания математической компьютерной модели и для обработки данных, полученных аналитическим путем, использовался программный комплекс MATLAB со встроенной средой графического моделирования Simulink. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы исследования. Приведены критерии выбора состава источников резервного питания. Разработаны математические и имитационные модели автономного ЭТК по схеме «источник питания-преобразователь частоты-промышленная нагрузка», учитывающие влияние нелинейной нагрузки на заданные показатели качества электроэнергии. Разработана структура автономного электротехнического комплекса с комбинированными составом источников резервного питания, позволяющая преодолеть провал напряжения в сети, вызванный резким набросом нагрузки, с обеспечением требуемых показателей качества электроэнергии. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Предложена новая структура построения источников резервного питания в автономных электротехнических комплексах буровых установок, позволяющая эффективно преодолеть аварийные набросы нагрузки в электрической системе. Применение аккумуляторной батареи позволяет повысить порог перегрузки основной дизель-генераторной установки с регламентируемых ГОСТ Р 53987-2010 с 30% до 60%, а также обеспечить надежное подключение резервной дизель-генераторной установки без прерывания технологических процессов.

ЦЕЛЬ. Рассмотреть применение автоматических систем для управления рассредоточенными источниками электроэнергии в локальных электрических системах. Исследовать возможности расширения функций таких автоматических систем управления для повышения качества электроэнергии с точки зрения устранения обменных и синфазных колебаний мощности. МЕТОДЫ. Исследования дизель-генераторных агрегатов, параллельно работающих в локальных электрических системах, проведены методами математического моделирования. В математической модели учтено наличие явления «люфта» в контурах регулирования частоты вращения. РЕЗУЛЬТАТЫ. Отмечена целесообразность применения в локальных электрических системах аккумуляторных батарей, выпрямительных и инверторных преобразователей. Экспериментальные исследования в локальной электрической системе выявили существование обменных и синфазных колебаний мощности. Математическое моделирование также подтвердило возникновение в локальной электрической системе обменных колебаний мощности из-за «люфта» в контуре регулятора частоты, а также синфазных колебаний мощности из-за различия коэффициентов передачи регуляторов частоты у параллельно работающих дизель-генераторных агрегатов. Получена карта зависимости амплитуды обменных колебаний мощности от зазоров люфта и карта зависимости амплитуды синфазных колебаний мощности от значений коэффициента усиления регулятора частоты. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Установлена возможность устранения обменных и синфазных колебаний мощности уменьшением и обеспечением равенства коэффициентов передачи регуляторов частоты. Добавление функции устранения обменных и синфазных колебаний мощности в системы автоматического управления рассредоточенными источниками электроэнергии в локальных электрических системах обеспечивает поддержание необходимого качества электроэнергии в квазиустановившихся режимах работы.

ЦЕЛЬ. Использование редкоземельных постоянных магнитов в электродвигателях стало обычным явлением. Применение редкоземельных магнитов в электродвигателях, таких как неодим (NdFeB), дает значительные прирост в характеристиках электродвигателя. Цены на электродвигатели с постоянными магнитами из редкоземельных элементов сильно зависят от цен на магниты. Так в 2012 году резко возросли цены на редкоземельные магниты, что в свою очередь привело к резкому увеличению стоимости электродвигателей. Тяжелая ситуации в мире, а также возможный новый скачок цен на редкоземельные магниты вызывает беспокойство. Поэтому необходимо рассмотреть возможность применения альтернатив редкоземельным постоянным магнитам. Целью исследования является изучение и сравнение различных альтернативных вариантов редкоземельным постоянным магнитам. Провести сравнение различных видов электродвигателей. МЕТОДЫ. При решение поставленных задач производился сравнительный анализ магнитов из различных материалов, которые могли бы заменить неодимовые магниты, наиболее часто применяемых в электродвигателях. Также производилось сравнение различных видов электродвигателей. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность рассматриваемой темы. Рассмотрены проблемы, связанные с применением редкоземельных магнитов. Рассмотрены альтернативные варианты редкоземельным магнитам, которые применяются в электродвигателях. Рассмотрены различные виды электродвигателей, приведены плюсы и минусы различных видов электродвигателей. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В статье описаны причины, по которой необходимо отказаться от применения в электродвигателях редкоземельных магнитов (наиболее распространённые неодимовые магниты). Описаны негативные моменты использования редкоземельных магнитов в электродвигателях. Описаны альтернативные варианты применения редкоземельным магнитам в электродвигателях. Так описывается возможность восстановление редкоземельных магнитов, а также возможности применения различных материалов для создания постоянных магнитов. После изучения проблем с применением редкоземельных магнитов в электродвигателях, пришли к выводу, что необходимо рассматривать различные варианты электродвигателей, в которых использовались бы магниты без применения редкоземельных элементов. Или рассматривать различные виды электродвигателей, в которых не применяются постоянные магниты. Так на замену применяемых повсеместно неодимовых магнитов, может прийти ферритовые магниты.

ЦЕЛЬ. Актуальность исследования заключается в комплексном обосновании вопросов, направленных на обеспечение эффективного функционирования электротехнического комплекса с наличием электродвигательной нагрузки в условиях некачественного питающего напряжения. Целью работы является исследование влияния несимметрии питающего напряжения на срок службы асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Основное внимание уделено динамике изменения срока службы низковольтных асинхронных электродвигателей различных серий в зависимости от уровня несимметрии напряжений. В качестве объекта исследования выделены асинхронные электродвигатели классической серии (4А, АИ) и модернизированной (5А, АИ’). Как известно, эффективное и надёжное функционирование электродвигателей характеризуется сроком службы изоляции обмоток. Количественная оценка эксплуатационной надёжности АД определяется точностью прогнозирования реального срока их службы. Именно поэтому, становится очевидным, задача адекватной оценки эксплуатационной надёжности низковольтных асинхронных электродвигателей, работающих в условиях некачественного питающего напряжения, напрямую зависит от комплекса исследований такого внешнего воздействующего фактора, как несимметрия питающего напряжения. МЕТОДЫ. Достижение задач исследования осуществлено с использованием пакета программ «SimPowerSystems» интерактивной среды программирования Matlab/Simulink. РЕЗУЛЬТАТЫ. Исследования выполнены на асинхронных электродвигателях с короткозамкнутым ротором: классической серии (4A132S4, АИР160S8), модернизированной серии (5А132М6, АИР132S4) с Р_н = 7,5 кВт, номинальной частотой вращения n = 1500 об/мин. Моделирование физических процессов исследуемых электродвигателей производилось путём изменения коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности (K_2U) от 0 до 5% с шагом в 1%. На основании полученных результатов моделирования построены диаграммы изменения срока службы АД от величины воздействующего фактора. Исследования, выполненные с применением компьютерного моделирования на основе пакета программ «SimPowerSystems» системы Matlab/Simulink, позволили спрогнозировать изменения срока службы АД, оценить границы допустимых значений коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности, сравнить исследуемые электродвигатели по уровню устойчивости к внешнему воздействующему фактору. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Комплексное решение вопросов, связанных с повышением эксплуатационной надёжности низковольтных асинхронных электродвигателей, является одним из приоритетных направлений, главным образом, направленных на обеспечение эффективного функционирования электротехнического комплекса с электродвигательной нагрузкой. В процессе исследования выполнена детальная оценка и анализ степени влияния несимметрии питающего напряжения на эксплуатационную надёжность низковольтных асинхронных электродвигателей. Проведено обсуждение полученных результатов исследования, сформулированы рекомендации по применению асинхронных электродвигателей в условиях наличия несимметрии питающего напряжения.

ЦЕЛЬ. Снижение стоимости внешних электрических сетей в жилищном строительстве многоквартирных жилых домов (МКД) г. Москвы и Московской области посредством обоснования величины поправочного коэффициента к нормативным значениям удельных электрических нагрузок и разработать соответствующие изменения к СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа». МЕТОДЫ. Использованы экспериментально полученные от интеллектуальных приборов учета электроэнергии получасовые графики электрических нагрузок, установленных непосредственно у исследуемых объектов. Для обработки результатов измерений применены статистические методы обработки большого массива данных. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье обоснована актуальность темы, проведен анализ электрических нагрузок жилых домов г. Москвы и Московской области, подтвердивший необходимость разработки поправочного коэффициента, величина которого характеризует разность реальных и расчетных значений. Приняты к статистической обработке результаты измерений расхода электроэнергии в квартирах за сутки с максимальным суммарным электропотреблением МКД. На основании выполненных расчетов подготовлены изменения в раздел 7 СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа», в том числе пункт 7.1.10. изложен в новой редакции, и сформирована таблица 7.5а. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. На основании анализа рассчитанных удельных электрических нагрузок многоквартирных домов г. Москвы и Московской области обосновано с учетом запаса значение поправочного коэффициента для г. Москвы и Московской области применительно к МКД типовых проектов, которое составило 0,81. Применение поправочного коэффициента для определения расчетной нагрузки жилого дома позволит уменьшить затраты при строительстве внешних электрических сетей жилых домов с одновременным повышением КПД силовых трансформаторов в г. Москве и Московской области.

В статье рассматривается задача мониторинга состояния высоковольтных воздушных линий электропередачи с ЦЕЛЬЮ обеспечения бесперебойного и надежного снабжения потребителей электроэнергией.
МЕТОДЫ. В качестве параметров состояния определены стрела провеса, сила тяжения и погонная масса провода, висящего в пролете. Подчеркивается, что полную картину состояния воздушной линии можно установить, определяя спектральный состав колебаний провода с использованием навесных автоматизированных многопараметрических датчиков с акселерометрами в качестве сенсоров. В РЕЗУЛЬТАТЕ показано, что используемые в настоящее время динамические модели описания движения провода как маятника и как туго натянутой струны недостаточно полны для преставления колебания провода во всех трех пространственных координатах, не охватывают колебаний с нечетными гармониками и симметричных колебаний. получена система уравнений, позволяющая описывать пространственные колебания провода по всем трем осям, учитывающая разницу высот точек подвеса провода. В ЗАКЛЮЧЕНИИ показано, что анализ высших гармоник спектра колебаний провода дает возможность определения всех основных механических параметров проводов ВЛЭП.

ЦЕЛЬ. Разработка метода непрерывного неразрушающего контроля технического состояния высоковольтных изоляторов на основе регистрации среднего уровня мощности сигнала электромагнитного излучения с синхронной фильтрацией с привязкой к фазе приложенного напряжения, с учетом влажности и температуры окружающей среды. Аппаратная и программная реализация прибора на основе данной методики. Проведение экспериментальных исследований. МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи применялись методы регистрации среднего уровня мощности электромагнитных сигналов. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы, рассмотрены различные физические методы регистрации частичных разрядов (ЧР) и определение их местоположения. На лабораторном стенде проведены исследования среднего уровня мощности сигнала дефектного и бездефектного высоковольтных изоляторов, находящихся под напряжением. Проведен эксперимент по определению временного затухания локального сигнала от ЧР. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Разработан метод для диагностики состояния высоковольтных изоляторов в процессе эксплуатации на основе непрерывного мониторинга уровня электромагнитного излучения с привязкой к фазе сетевого напряжения. Метод диагностики высоковольтных изоляторов дает возможность контролировать состояние изоляции удаленно и непрерывно.

ЦЕЛЬ. Разработка и реализация комплекса теоретических и практических рекомендаций по созданию научно обоснованных тепловых схем технологических процессов производства целлюлозы и бумаги, интенсификации теплообменных процессов при экономном расходовании энергоресурсов. МЕТОДЫ. Предложен метод термодинамического анализа на основе приращения эксергий в процессе взаимодействия тепловых потоков, позволяющий оценить энергетическую эффективность как отдельных аппаратов ЦБП, так и всего технологического потока; математическая зависимость между эксергетическим КПД технологических элементов и эксергетическим КПД сложной тепловой схемы; принципиальная схема теплорекуперационной установки сушильной части БДМ с замкнутым циклом воздуха, подаваемого на сушку. РЕЗУЛЬТАТЫ. Проведены термодинамические исследования по оценке энергетической эффективности оборудования ЦБП, получена зависимость коэффициента преобразования ТНУ от термодинамических свойств рабочих тел. Подробно рассмотрен процесс получения сульфатной целлюлозы. Показана низкая энергетическая эффективность существующей схемы, эксергетический КПД - 48%. Основная доля затраченной эксергии (71% от подведенной в схему) относится к процессу в СРК). Предложена схема гидрохимической переработки древесной технологической щепы, в которой отсутствуют СРК, вращающаяся печь обжига известняка. Снижаются риски от загрязнений воздушного и водного бассейнов.Приведены основные направления повышения энергоэффективности получения лигносульфонатов при сульфитном производстве целлюлозы. ОБСУЖДЕНИЕ. Дальнейшее развитие энергоэффективных технологий производства целлюлозы можно прогнозировать на основе применения флюидных технологий – сверхкритического водяного окисления (СКВО). Положительные результаты исследований в области химии воды при сверхкритических параметрах дают основание прогнозировать успех в направлении разработки энергоэффективной технологии получения целлюлозы при воздействии на технологическую щепу водой при субкритических и сверхкритических параметрах. Процесс производства бумаги и картона является сложным физико-химическим и термовлажностным процессом. Термодинамическими исследованиями установлен низкий эксергетический КПД сушильной части БКДМ, который определяется неэффективной работой теплорекуперационной установки. Этим и определяется большой подвод пара низкого давления с ТЭЦ. Показаны основные направления по совершенствованию тепловой схемы сушильной части БКДМ. Рассмотрены вопросы когенерации в целлюлозно-бумажной промышленности. Значительное внимание уделено экологической безопасности энергоэффективных технологий. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В настоящей работе приведены основные направления по повышению энергетической эффективности основных технологических процессов получения продукции целлюлозно-бумажных предприятий. На основании анализа эксергетического КПД отдельных элементов оборудования и в целом технологических схем выявлены «узкие» места и предложены мероприятия по их совершенствованию.