Preview

Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

Расширенный поиск
Том 22, № 6 (2020)
Скачать выпуск PDF

ЭНЕРГЕТИКА 

3-15 116
Аннотация

ЦЕЛЬ. Многофазные (многопульсные) выпрямители являются одной из основных нелинейных нагрузок в системах электроснабжения промышленных предприятий. Преимуществом многофазных схем является меньший уровень низкочастотных гармоник тока на стороне переменного напряжения. В реальных условиях токи многофазных выпрямителей имеют широкий спектр, включающий как характеристические, так и нехарактеристические гармоники. Это отрицательно сказывается на качестве электроэнергии. МЕТОДЫ. Традиционным средством компенсации реактивной мощности в сетях промышленных потребителей являются конденсаторные установки. Однако включение конденсаторов приводит к образованию параллельных резонансных контуров с индуктивностью сети. Это может вызвать резонансное усиление отдельных гармоник, генерируемых нелинейной нагрузкой. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье рассмотрены устройства параллельной емкостной компенсации для систем электроснабжения, питающих многофазные нелинейные нагрузки, в форме параллельного соединения широкополосных пассивных фильтров лестничной структуры. Они обеспечивают не только компенсацию реактивной мощности, но и коррекцию частотных характеристик сети для демпфирования резонансных режимов. Рассмотрен аналитический метод расчета предложенных широкополосных фильтров, основанный на денормировании фильтрапрототипа по частоте и реактивной мощности . Метод позволяет варьировать уровень ослабления отдельных гармоник, передаваемых во внешнюю сеть, за счет распределения мощности компенсирующего устройства между звеньями. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Сравнительный анализ различных конфигураций показал, что предложенные ФКУ на основе широкополосных фильтров позволяют компенсировать реактивную мощность на частоте основной гармоники, а также снизить уровень гармоник, создаваемых многофазными нелинейными нагрузками, до значений, определяемых ГОСТ 32144 -2013. Предложенные в статье фильтры обеспечивают эффективное подавление как характеристических, так и нехарактеристических гармонических составляющих, а также имеют меньшие потери мощности на частоте основной гармоники по сравнению с известными решениями.

16-28 150
Аннотация

ЦЕЛЬ. Рассмотреть внедрение и реализацию технологии бережливого производства в филиалах ООО «Татнефть – АЗС Центр». Описать сущность технологии, рассмотреть проблемы, сложность внедрения и предложить алгоритм внедрения технологии и вовлечения в процесс оптимизации бизнеса каждого сотрудника и максимальную ориентацию на потребителя. МЕТОДЫ. На начальном этапе было принято решение начать внедрение философии Бережливого производства с двух его инструментов: кайдзен и 5S. Используя философию непрерывного улучшения Кайдзен, была разработана и формализована система кайдзен-предложений. С целью материального стимулирования работников на каждом рабочем месте было принято «Положение о системе непрерывного совершенствования производственной системы ООО «Татнефть-АЗС Центр», которое регламентирует и регулирует процес с подачи и оценки кайдзен-предложений. Для внедрения сис темы 5S разработан, обсужден во всех трудовых коллективах и принят стандарт «Применение системы 5S при организации рабочего места», на основании которого начато внедрение системы 5S во всех филиалах ООО «Татнефть-АЗС Центр». РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описано применение достаточно широкого и разнообразного спектра инструментов Бережливого производства: кайдзен-предложения, 5С, стандартизация, ТРМ, визуализация, SFM – визуальный менеджмент, карты потока создания ценности. Инструменты различаются как по времени и продолжительности внедрения, так и по их эффективности. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В рамках адаптации принципов Бережливого производства к рознично сбытовой сети нефтепродуктов ООО «Татнефть -АЗС Центр» первичными факторами являются отраслевая и организационная специфика.

29-42 81
Аннотация

В настоящее время управление развитием и функционированием энергетическими системами происходит раздельно по локальным системам и задачам. Традиционно рассматриваемые энергетические системы объединяют крупные энергоисточники, такие как гидро-, теплоэлектростанции, теплоэлектроцентрали, котельные и распределенные по большой территории электрические и трубопроводные сети. Новые тенденции в энергетике обуславливают новую ЦЕЛЬ. Необходимость пересмотра принципов построения энергетических систем и создания интегрированных энергетических систем. Объединение существующих энергетических систем в единую интегрированную систему с множеством взаимосвязанных и координирующихся элементов может способствовать реализации новых функциональных возможностей, применению более совершенных технологий в эксплуатации и активному участию потребителей с распределенной генерацией в процессе энергоснабжения. МЕТОДЫ. Для исследования интегрированных энергетических систем предлагается использовать мультиагентный подход, который является одним из перспективных направлений исследования сложных систем. Данный подход используется во многих предметных областях для исследования систем, включающих большое количество элементов со сложным поведением. К подобным системам относятся интегрированные энергетических системы, моделирование и анализ которых на базе мультиагентного подхода формируется множеством взаимосвязанных агентов, обменивающихся друг с другом различными данными. РЕЗУЛЬТАТЫ. По результатам исследований предложена активная структура мультиагентной системы для расчета и оптимизации интегрированных энергетических систем и, учитывающая их основные особенности и свойства, в рамках которой определены агенты мультиагентной системы, их цели и задачи. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. На базе этой структуры разработана модель, позволяющая моделировать интегрированные энергетические системы. Проведенные эксперименты с помощью разработанной модели, показали ее работоспособность, практическую применимость и перспективность для дальнейшего развития.

43-54 103
Аннотация

Принятие технических решений на стадии проектирования распределительной сети значительно влияет на изменение показателей бесперебойности электроснабжения потребителей. В качестве основных можно выделить SAIDI и SAIFI. Однако, методическое обеспечение для их определения на перспективу в настоящее время отсутствует. ЦЕЛЬ. Разработка методики расчета прогнозных значений показателей бесперебойности электроснабжения, учитывающих изменения схемно-режимных состояний участка распределительной сети 10 кВ при проектировании. Внедрение разрабатываемой методики в проектную практику целесообразно и актуально, особенно в связи с появлением распределенной малой генерации, оказывающей значительное влияние на режимы загрузки электрических сетей. Получает широкое распространение практика создания локальных энергосистем на основе малой генерации и распределительной сети, которые могут служить базовым элементом распределенной энергетики и основой трансформации энергетики, т.к. с их появлением возрастет эффективность энергетики. В том числе за счет роста надежности электроснабжения. Однако без соответствующих исследований и разработки методического обеспечения для анализа влияния проектных решений на надежность электроснабжения возникают сложности по обоснованию схем выдачи мощности малой генерации, целесообразности мероприятий по созданию локальных энергосистем и эффективности их интеграции. Разработанная МЕТОДИКА основана на применении методов статистической обработки, экспертных систем, метода Саати и направлена на применение в распределительных сетях 0,4-10 кВ. Методика позволяет сопоставить различные мероприятия с учетом изменения структурной и функциональной надежности распределительной сети, имеющихся режимных ограничений. Верификация методики осуществлена на примере участка распределительной сети жилого микрорайона. РЕЗУЛЬТАТЫ. Сопоставление результатов, полученных по методике и в программном промышленной комплексе доказали адекватность предложенной методике и достоверность получаемых прогнозных значений SAIDI и SAIFI.

55-67 72
Аннотация

ЦЕЛЬ. Рассмотреть проблему определения изменения в топологии электрической сети, возникающей вследствие отключения/включения одной из линий электропередачи. Разработать алгоритм обнаружения изменения состояния линии в реальном времени, используя вектора напряжений в узлах электрической сети и вектора токов в линиях, полученные от устройств синхронизированных векторных измерений (УСВИ) во время переходного процесса. Провести экспериментальные исследования на 14-узловой тестовой схеме электрической сети. МЕТОДЫ. Поставленная задача решена методом из области искусственного интеллекта, таким как машинное обучение, в частности "глубокое обучение". РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы, предложено применение метода определения состояния линий с помощью классификатора на основе сверточных нейронных сетей (СНС). Проведены расчеты для различных архитектур СНС с различным количеством временных срезов от момента изменения состояния линии. Доказана эффективность совместного использования УСВИ и СНС при решении данной задачи. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Предложено решение определения изменения состояния линии в переходном режиме с помощью классификатора сверточных нейронных сетей, используя векторные измерения напряжения и тока в реальном времени. Получена высокая точность, вплоть до 100 %, определения состояния линии, независимо от зашумления данных. Изменение топологии сети определяется в самом начале переходного процесса практически мгновенно, что позволит оператору несколько раз в течение первых секунд идентифицировать состояние линии, чтобы убедиться в правильности принимаемых решений.

68-78 62
Аннотация

ЦЕЛЬ. Рассмотреть возобновляемый источник энергии. Сравнить предлагаемую конструкцию с другими пиролизными технологиями и у бедиться в том, что предлагаемая конструкция снизит расход топлива. МЕТОДЫ. В данной статье предлагается конструкция и технологический принцип процесса пирогенетической переработки древесины с выработкой различных составов пиролизного газа и древесного угля. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана предлагаемая конструкция, для нее произведены расчеты теплового баланса и определены эксплуатационные параметры технологического процесса. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Главным положительным отличием предлагаемой конструкции установки и технологии от других пиролизных технологий является высокий уровень экономии топлива за счет утилизации теплоты на промежуточных стадиях процесса. Утилизируется теплота охлаждаемого древесного угля и уходящих продуктов полного сгорания топлива. Разработанная конструкция позволяет снизить расход топлива, а так же номенклатура получаемых газообразных компонентов в результате пирогенетического разложения сырьевой древесины в прямоточной пиролизной установке может быть увеличена.

79-91 295
Аннотация

ЦЕЛЬ. Рассмотреть проблемы и пути развития водородной энергетики в России и в Республике Татарстан. Проанализировать основные возможности для производства, транспортировки, использования водорода на предприятиях Татарстана. Провести расчет экономической эффективности производства «зеленого» водорода электролизом на ТЭС с ПГУ в Татарстане. МЕТОДЫ. Основаны на анализе литературных данных и проведении математических расчетов. РЕЗУЛЬТАТЫ. «Зеленый» водород является многообещающим решением для декарбонизированной энергетической системы, и 2020 год ознаменовался «взрывным» вниманием к его использованию во всем мире. Татарстан, как один из ведущих экономически развитых регионов России мог бы принять участие в производстве «зеленого» водорода, конструировании электрохимического оборудования для его получения, разработке технологий использования топливных элементов, научных исследованиях и подготовке высококвалифицированных специалистов в области водородной энергетики. По проведенным расчетам производство наиболее экологически чистого водорода на ТЭС с ПГУ в Татарстане в настоящее время обойдется в среднем 2 евро за килограмм, что значительно ниже существующей рыночной стоимости. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Татарстан может стать конкурентоспособным регионом по производству и дистрибьюции «зеленого» водорода. Основными направлениями деятельности должны быть получение чистого водорода, промышленное производство грузового транспорта на топливных элементах, производство электролизеров мегаваттного класса, утилизация водородсодержащих нефтяных газов на ТЭС в газовых турбинах или комбинированных циклах с топливными элементами.

92-100 105
Аннотация

Провалы напряжения достаточно частое и опасное явление, которое может привести к нарушению технологического процесса производства. Обеспечение сохранения устойчивости асинхронных двигателей при провалах напряжения является важной задачей обеспечения непрерывности технологического процесса, а также снижения материальных убытков. ЦЕЛЬ. Привести основные причины провалов напряжения. Разработать имитационную модель, соответствующую типовой схеме электроснабжения нефтеперекачивающей насосной станции с группой асинхронных двигателей в качестве нагрузки. Выполнить две серии расчетов по определению параметров электрического режима при провалах напряжения и последующем восстановлении напряжения на шинах питающей подстанции. МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи применялся программный комплекс PSCAD. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы, приведены основные причины провалов напряжения. Выполнено моделирование провалов напряжения, возникающих в результате короткого замыкания на оборудовании подстанции. Выполнены серии расчетов, отличающиеся друг от друга измененными исходными данными: место возникновения короткого замыкания (далее – КЗ), выдержка времени автоматического ввода резерва (далее – АВР). Выполнен анализ полученных результатов. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. По результатам проведения испытаний видно, что снижение напряжения на шинах низшего напряжения подстанций после работы АВР тем ниже, чем больше выдержка времени АВР. В настоящей работе максимальная выдержка времени составляла 7 секунд, при этом, нарушения устойчивости асинхронных двигателей не возникло. Также определена необходимость исследования работы группы асинхронных двигателей при авариях во внешней электрич еской сети.

101-116 64
Аннотация

ЦЕЛЬ. Рассмотреть проблемы шлакования и загрязнения поверхностей нагрева котельного агрегата БКЗ-420-140 с твердым шлакоудалением Абаканской ТЭЦ при сжигании непроектных топлив. МЕТОД. При рассмотрении проблем шлакования использовались комплексные (экспериментально-расчетные) исследования факторов и условий шлакования поверхностей нагрева котельного агрегата при сжигании углей переменного качества в широком диапазоне изменения их технических характеристик и состава минеральной части. РЕЗУЛЬТАТЫ. Получены качественные и количественные параметры оценки шлакующих свойств непроектных углей и их поведения в реальных условиях работы радиационных, полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева с учетом их режимных и конструктивных особенностей. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. По результатам комплексных исследований получено,что к числу наиболее рациональных мероприятий по использованию непроектных углей на котле БКЗ-420-140 ТШУ Абаканской ТЭЦ относятся модернизация применяемых средств очистки (обдувочных аппаратов) и системы их активации, а также научно-обоснованный выбор оптимального соотношения смеси проектного и непроектного топлива по условию минимальной интенсивности процессов шлакования и загрязнения поверхностей нагрева. Анализ шлакующих и загрязняющих свойств непроектных углей позволяет выполнять прогноз изменения характеристик тепловой эффективности поверхностей нагрева и разработать ряд практических рекомендаций по оптимизации параметров работы средств очистки, установленных на котле.

117-129 111
Аннотация

ЦЕЛЬ. Выполнить анализ соответствия фактического расхода тепловой энергии на подогрев холодной воды для коммунальной услуги горячего водоснабжения утвержденному нормативу. Сравнить различные способы регулирования расхода в циркуляционных трубопроводах систем горячего водоснабжения. Определить способы повышения экономичности работы систем горячего водоснабжения. МЕТОДЫ. Методом пассивного инженерного эксперимента выполнено исследование режимов работы систем горячего водоснабжения нескольких групп домов, в которых реализованы различные способы регулирования расхода воды в системах горячего водоснабжения. Сбор данных осуществлялся при помощи онлайн-системы контроля и коммерческого учета энергоресурсов. РЕЗУЛЬТАТЫ. Выполнено обследование действующих систем горячего водоснабжения в жилых домах г. Ульяновска при различных способах регулирования расхода в циркуляционных трубопроводах. Исследованы особенности статического и динамического регулирования нагрузки систем горячего водоснабжения. Выполнен анализ влияния способов регулирования тепловой нагрузки систем горячего водоснабжения на их фактическое теплопотребление. Оценена возможность приведения фактического режима работы систем горячего водоснабжения к нормативному значению, на основании которого производится расчет потребления. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Известные способы регулирования нагрузки в системах горячего водоснабжения и реальные условия их эксплуатации не позволяют достичь уровня теплопотребления, соответствующего установленным нормативам. Сделаны выводы о необходимости пересмотра нормируемых показателей качества горячей воды и корректировки методики расчета потребления в системах горячего водоснабжения.

130-142 59
Аннотация

ЦЕЛЬ. Длительность срока эксплуатации деревянных опор, применяемых на линиях электропередач напряжением до 35 кВ, зависит от качества проведения сушки и последующей пропитки пиломатериала. Сушка заготовок опор в настоящее время осуществляется атмосферным или конвективным способами и является наиболее продолжительным и одним из энергозатратных этапов их производства. В тоже время, существуют перспективные электротехнологические сушильные установки, позволяющие сократить длительность и повысить качество процесса при сопоставимых удельных энергозатратах. К таким установкам следует отнести вакуумные высокочастотные комплексы, широкое внедрение которых осложнено рядом нерешенных научно-технических задач: оптимизацией процесса вакуумно-высокочастотной сушки и обеспечением равномерности электромагнитного поля в заготовках большой длины. Целью данной статьи является получение математического инструментария, позволяющего одновременно описать перекрестное влияние электромагнитных явлений и процессов тепломассопереноса в длинномерном пиломатериале и способствующего дальнейшему решению указанных проблем. МЕТОДЫ. Использованы положения теории электромагнитного поля, тепломассопереноса и тепломассообмена, методы математического моделирования, учтены результаты ранее проведенных исследований в области распределения электромагнитного поля в поперечном и продольном сечениях загрузки рабочей камеры. РЕЗУЛЬТАТЫ. Получена одномерная математическая модель, отражающая влияние волнового характера распределения параметров электромагнитного поля по длине заготовок опор и параметров внешней среды на температуру и влагосодержание материала, отличающаяся возможностью применения простых алгоритмов анализа систем дифференциальных уравнений на основе метода конечных разностей и требующая меньшего количества исходных данных о свойствах высушиваемого материала. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Полученные результаты численного исследования с помощью предложенных модели и методики ее анализа сопоставлены с имеющимися экспериментальными данными, на основе чего сделан вывод об адекватности и большей её эффективности, по сравнению с другими существующими моделями вакуумно-высокочастотной сушки. Дальнейшее использование представленного математического аппарата для оптимизации конструкции и режимов вакуумных высокочастотных комплексов под задачи сушки заготовок деревянных опор позволит в целом повысить надежность воздушных линий электропередач.

143-154 75
Аннотация

ЦЕЛЬ. Изучая комплексные вопросы связанные с обеспечением потребителей, находящихся вдали от центральной системы электроснабжения экологически безопасным возобновляемым источником энергии, т. е. преобразованием энергии ветра в электрическую и бесперебойной подачей электроэнергии потребителям. В этой сфере одним из сложных вопросов является определение ресурсов ветровой энергии в районе, где планируется установка ветряной электростанций.

В статье рассматривается вопрос по определению ветроэнергетических ресурсов в Туркменистане. Используя базы данные полученные по метеостанциям в течении нескольких лет, выполняются расчеты ветроэнергетических ресурсов по регионам. Это позволит оперативно и подробно анализировать ветроэнергетический потенциал в той или иной области для проведения оценки выбора мощности проектируемого ветровых установок, cцелю обеспечения устойчивого развития региона и надёжностью электроснабжения.

МЕТОДЫ. Для оценки ветроэнергетических ресурсов в районе необходимо определить, среднюю скорость ветра в год. В данной научной работе были использованы полученные среднегодовые скорости ветра из метеорологических станций установленные в различных областях Туркменистана. Эти данные были сопоставлены с фактическими данными полученными из ветроэлектростанции мощностью 2 кВт, установленной на научно–исследовательской площадке Государственного энергетического института Туркменистана, и построены соответствующие графики. Результаты полученных данных можно использовать для оптимального выбора мест установки ветряной электростанций и оценки ветроэнергетических ресурсов данного региона. РЕЗУЛЬТАТЫ. В результате проведенных расчетов были определены запасы энергии ветра в регионе и для областей Туркменистана, а также определены оптимальные местоположения ветряных электростанций. Используя технические характеристики ветряной электростанции мощностью 2кВт, определена среднегодовая выроботка электроэнергии, выработываемая ветроэлектростанцией различной мощности.

При правильном определении ветроэнергетического потенциала, имеется возможность решить энергетические, экономические, экологические и социальные вопросы страны. А также возникает возможность для смягчения изменения климата на основе ветроэнергетических установок, и их ресурсы, экологические выгоды, цели и задачи на научно методических основах в области ветроэнергетики для реализации государственных программ по энергосбережению в Туркменистане и энергообеспечению региона.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. На основе выполненной научной работы определены ветроэнергетические ресурсы и технические потенциалы ветряной электростанций на территории Туркменистана, а также создана база данных для составления ветроэнергетического кадастра.

155-163 76
Аннотация

ЦЕЛЬ. Рассмотреть проблемы роста концентрации растворенного кислорода в основном конденсате паровых турбин. Оценить возможность интенсификации вакуумной термической деаэрации в конденсационной установке паровой турбины ПТ-60-130/13 ЛМЗ с целью снижения скорости коррозии конденсатно-питательного тракта. Провести испытания выносного деаэрационного конденсатосборника, обеспечивающего удаление кислорода за счет тепла рециркуляции и постояннодействующих дренажей. Определить динамику изменения концентрации растворенного кислорода в основном конденсате после включения устройства в работу. МЕТОДЫ. Для оценки качества работы выносного деаэрационного конденсатосборника проведены испытания по определению концентрации растворенного кислорода на напоре конденсатных насосов при различных расходах греющей среды. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье приводятся результаты деаэрационных испытаний вышеописанного устройства. Приводится зависимость остаточной концентрации растворенного кислорода от расхода греющей среды. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Использование выносного деаэрационного конденсатосборника позволяет добиться концентрации кислорода ниже норм, установленных правилами технической эксплуатации и обеспечить поддержание нормального водно-химического режима. Во время проведения испытаний, кислородосодержание уменьшилось на 70% и достигло величины 8 мкг/дм3. Деаэрационный конденсатосборник рассмотренного типа может быть рекомендован к эксплуатации, особенно во время пусковых режимах и режимах с низкой тепловой нагрузкой на охлаждающую поверхность конденсатора.

164-175 74
Аннотация

Тепловые электростанции (ТЭС) сжигают более 30 % добываемого топлива, причем это топливо наименее качественное. Это, как правило, или высокозольный или высоковлажный, зачастую высокосернистый уголь, или отходы от переработки нефти и попутный нефтяной газ. Если на станции основным топливом является природный газ, то для создания запаса топлива все равно сооружаются мазутные хозяйства. Но даже если газомазутная ТЭС использует в своем топливном балансе лишь незначительную долю мазута, допустимое экологическое воздействие рассчитывается на максимальное использование наиболее грязного топлива, т.е. мазута. Таким образом ТЭС являются или действующими или потенциальными источниками выбросов оксидов серы. ЦЕЛЬ. Разработка способов уменьшения выбросов серы без установки в тракте уходящих газов специального сероочистного оборудования. В ряде случаев это возможно, если использовать поглотительную способность щелочных компонентов золы твердого топлива или дозирования гашеной извести в мазут при контроле допустимого выброса твердых частиц при отсутствии золоуловителей на газомазутных котлах. Разработанная МЕТОДИКА позволят проследить всю цепочку необходимых действий исходя из состава топлива до выбора основных параметров предлагаемых методов. РЕЗУЛЬТАТЫ. Предложены формулы для расчета необходимой степени очистки продуктов сгорания. Предложены методы уменьшения выбросов оксидов серы при использовании отечественного оборудования для пылеугольных котлов. Предложено решение для уменьшения выбросов оксидов для котлов, сжигающих мазут, и не имеющих золоуловителей.

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА 

176-187 72
Аннотация

ЦЕЛЬ. Рассмотреть области применения электромагнитной обработки водных систем. Провести анализ современной литературы, посвященной применению постоянных магнитных полей для обезвоживания водонефтяных эмульсий. Разработать конструкцию устройства для генерации постоянных магнитных полей и выбрать его параметры. Выбрать электрическую схему питания устройства. Определить, как изменяется энергоэффективность устройства с увеличением его габаритных размеров. МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи применялась система трехмерного моделирования КОМПАС-3D, расчет индукции магнитного поля проведен при помощи системы программирования Pascal ABC, выбор оптимальных параметров устройства осуществлен с помощью программы Microsoft Excel. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы, рассмотрено распределение магнитного поля в разрабатываемом устройстве, определены оптимальные параметры конструкции данного устройства и выбрана электрическая схема питания. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Расчеты показали, что коэффициент, учитывающий неоднородное распределение магнитного поля в устройстве, равен 0,883. При помощи системы трехмерного моделирования КОМПАС-3D построена модель разрабатываемого устройства с учетом полученных соотношений. При использовании схемы с неуправляемым выпрямителем и автотрансформатором мощность, потребляемая устройством, ниже в 2,67 раза, чем мощность, потребляемая устройством, при использовании схемы с управляемым выпрямителем и трансформатором. Энергоэффективность значительно растет с увеличением объемов устройства.

ПРИБОРОСТРОЕНИЕ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО- ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 

188-201 88
Аннотация

ЦЕЛЬ. Рассмотреть проблемы надежности трубопроводных систем ЖКХ. Провести анализ существующих методов оценки технического состояния трубопроводов. Разработать усовершенствованну ю методику, позволяющую производить поиск различных типов дефектов в трубопроводах. Разработать устройство инерциального возбуждения низкочастотных диагностических вибрационных колебаний. Разработать программное обеспечение в среде LabVIEW для сбора, хранения и обработки сигналов, регистрируемых с помощью чувствительного элемента (пьезоэлектрического датчика ), устанавливаемого на трубопроводе. Провести серию экспериментальных исследований для проверки предложенной методики. МЕТОДЫ. Для возбуждения колебаний в исследуемом трубопроводе применялся метод инерциального возбуждения колебаний. Для поиска собственных частот колебаний исследуемого трубопровода применялись методы математического моделирования, реализуемые в программном комплексе ANSYS. При проведении экспериментов для обработки сигналов, регистрируемых с помощью чувствительного элемента (пьезоэлектрического датчика) , использовался метод быстрого преобразования Фурье. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье представлена методика оценки технического состояния трубопроводов , а также устройство инерциального возбуждения колебаний. В статье представлены результаты экспериментальных исследований на трубопроводе из стеклопластика, результаты показали, что при прохождении колебательной волны через стенку бездефектного трубопровод а еѐ амплитуда меняется незначительно. В случае наличия дефекта амплитуда колебаний будет значительно слабее за счѐт рассеивания колебательной энергии в месте дефекта. Таким образом, по степени ослабления амплитуды сигнала можно судить не только о наличии дефекта, но также и о его размерах.

202-210 60
Аннотация

ЦЕЛЬ. Для контроля технического состояния маслонаполненного электрооборудования в последнее время создан ряд новых аналитических методик, позволяющих определять ультрамалые концентрации примесных соединений в трансформаторном масле. Анализ литературных данных показал, что на этой стадии аналитической процедуры могут возникать существенные погрешности, которые ухудшают качество контроля технического состояния маслонаполненного электрооборудования, а в некоторых случаях сделают его результаты бессмысленными. В опубликованных литературных источниках практически не обсуждается проблема пробоподготовки трансформаторного масла, что негативно сказывается на качестве аналитического контроля, то есть на надежности получаемых результатов и соответственно на диагностике маслонаполненного электрооборудования.

В работе обсуждается система пробоподготовки трансформаторного масла, в основу которой положены различные методы выделения из него целевых компонентов. Используется процесс адсорбции, получение химических производных, различные виды экстракции, жидкостную, газовую, твердофазную и флюидную, а также с использованием низких температур, экстракции в микроволновых, магнитных, электромагнитных и центробежных полях. МЕТОДЫ. Показано, что из всех методов пробоподготовки широко применяется жидкостная экстракция органическим растворителем, с помощью которой из трансформаторного масла извлекаются фурановые соединения, образующиеся в результате деструкции бумажной изоляции. Обсуждаются недостатки пробоподготовки с помощью жидкофазной экстракции и возможности использования для этой цели твердофазной экстракции на различных адсорбентах. РЕЗУЛЬТАТЫ. Приведены результаты экспериментальных исследовании сорбционных свойств различных органических растворителей по отношению к пористым материалам, отличающихся структурой их поверхности. Использовали цеолитсодержащие породы Татарско-шатрашанского месторождения, синтетические цеолиты NaX-13A. Методом восходящего варианта жидкостной колоночной хроматографии определены абсолютные величины удерживания стандартных экстрагентов и найдены их зависимости от длины сорбционного слоя пористого материала. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Показано, что наиболее высокие величины времени удерживания на всех исследуемых адсорбентах наблюдаются для хлорорганических экстрагентов, хлороформа, четыреххлористого углерода, дихлорэтана, трихлорэтилена. Для н. Гексан это взаимодействие относительно небольшие. Приведены гистограммы влияние времени удерживания стандартных сорбатов (экстрагентов) от их физико-химические природы.

211-220 92
Аннотация

ЦЕЛЬ. В работе рассмотрено влияние природы органических растворителей на процесс разделения антиокислительной присадки, добавляемой в трансформаторное масло в концентрации до 0,40% от массы, и органических растворителей, используемых в качестве селективных экстрагентов. На основе анализа литературных данных показано, что минеральное трансформаторное масло представляет собой сложную углеводородную композицию, которая в процессе эксплуатации подвергается окислительной деструкции, приводящей к старению трансформаторного масла и ухудшению технических условий эксплуатации трансформаторного электрооборудования. В результате этого процесса в трансформаторном масле появляются перекисные соединения, оказывающие влияние на его цвет, стабильность к окислению, устойчивость к старению, совместимость с конструкционными деталями оборудования и др. Для определения в трансформаторном масле антиокислительной присадки «Ионол» и органических экстрагентов использовали метод газо-жидкостной хроматографии. Эксперименты проводили на Хроматографе Хромос ГХ-1000 с пламенно-ионизационным детектором и кварцевой капиллярной колонкой длиной 30м, внутренним диаметром 0,32мм, заполненной неподвижной жидкой фазой ValkoBondVB-WAXP/n с толщиной пленки 0,5мкм. Дозировку пробы в инжектор газожидкостного хроматографа проводили с помощью автоматического жидкостного дозатора ДАЖ-23, рассчитанного на ввод до двадцати трех проб сорбатов и управляемого компьютером с соответствующим программным обеспечением.

МЕТОДЫ. В качестве экстрагентов антиокислительной присадки исследовали алифатические спирты от С1 до С5, которые хорошо разделяются с ионолом как в изотермических условиях, так и в режиме линейного программирования температуры колонки от 40 до 220 °С. В этих условиях получены хроматограммы разделения антиокислительной присадки и алифатических спиртов, на основе которых рассчитаны их относительные удерживаемые объёмы, коэффициенты асимметрии хроматографических пиков и эффективность колонки, которая зависит от физико-химической природы анализируемых сорбатов и условий проведения хроматографического эксперимента.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Установлена зависимость относительного объёма удерживания алифатических спиртов от их диэлектрической проницаемости, которая имеет нелинейный вид. При этом с уменьшением длины цепи алкильных заместителей в молекуле алифатических спиртов наблюдается тенденция повышения их диэлектрической проницаемости. Зависимость относительного удерживаемого объёма алифатических спиртов от коэффициента селективности разделения с Ионолом является линейной. При этом наиболее оптимальная селективность разделения, приближающаяся к единице, является характерной для пары Ионол–Бутанол-1. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Показано, что зависимость логарифма времени удерживания алифатических спиртов от их температур кипения является линейной как при низкой температуре хроматографической колонки (40 °С), так и при более высокой (более100 °С). При этом в области температур кипения органических растворителей изменяется угол наклона соответствующих прямых, что связывается с изменением механизма сорбции в капиллярной хроматографической колонке, заполненной полярной неподвижной фазой.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1998-9903 (Print)
ISSN 2658-5456 (Online)