ЦЕЛЬ. Определение оптимальных режимов декарбонизации метана, а также оценка выбросов CO₂ при последующем сжигании пиролизного газа, в том числе и совместно с природным газом в различных соотношениях.
МЕТОДЫ. Рассматривались процессы термохимической конверсии метана в водород и конденсированный углерод в реакторе с внешним нагревом стенок. Тепловая энергия, необходимая для пиролиза газа, получается за счет сжигания смеси воздуха и части пиролизного газа, очищенного от частиц твердого углерода. При выполнении численных исследований процессов пиролиза была использована кинетическая модель одномерного течения реагирующей смеси при внешнем подводе тепловой энергии через стенки осесимметричного канала (трубчатый реактор).
РЕЗУЛЬТАТЫ. Разработан механизм химического взаимодействия при термическом разложении метана, с учетом образования конденсированного углерода, в температурном диапазоне от 1000 до 1200 °С. Определены основные энергетические показатели и состав пиролизного газа при различных значениях температуры пиролиза и степени конверсии углерода.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Проведены оценки выбросов CO₂ при сжигании пиролизного газа, в том числе совместно с природным газом. При разработке технологий пиролиза, и их применении в промышленных масштабах целесообразно использовать часть получаемого пиролизного газа с высоким содержанием водорода для обеспечения тепловой энергией процессов термического разложения исходного сырья. По результатам расчетов доля этой части достигает ≈ 35 % от общего количества пиролизного газа. Такой подход, в отличие от сжигания для этой цели природного газа, существенно снизит выбросы CO₂. Сжигание получаемого пиролизного газа, даже без удаления остаточных углеводородов, характеризуется вполне приемлемыми в настоящее время коэффициентами выбросов CO₂ ≈ 7-25 т CO₂/ТДж.

АКТУАЛЬНОСТЬ В современной России важным условием развития Крайнего Севера и дальневосточных регионов является обеспечение этих регионов электроэнергией. В удаленных районах с повышенным потенциалом ветра, перспективным является использование ветроэнергетических установок, основные конструктивные элементы которых изготавливаются их полимерных композиционных материалов (ПКМ). Наиболее опасным эксплуатационным дефектом ПКМ являются ударные повреждения: из-за ударов града или кусков льда оторвавшихся при обогреве лопастей, а также при ударе молнии. Такие дефекты, трудно обнаруживаемые при визуальном осмотре, могут существенно снижать прочность и ресурс конструкции. На этапах отработки технологии и сертификации конструкции требуется применение современных методов неразрушающего контроля.
ЦЕЛЬ. Оценить возможности рентгеновской компьютерной томографии для диагностики элементов конструкций из ПКМ с ударным повреждением.
МЕТОДЫ. После нанесения низкоскоростного удара на фрагменты лопастей ветрогенератора проводится визуальный осмотр и измерение размеров внутренних повреждений на рентгеновском компьютерном томографе Phoenix V |Tome| X.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Исследован характер повреждений, нанесенных с различной энергией удара по наиболее критическим местам фрагментов лопастей аэродинамического профиля и стрингерной панели. Определена глубина и площадь повреждения. Изучен характер и размеры внутренних повреждений с применением рентгеновского компьютерного томографа.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Полученные результаты позволяют оценить с высокой точностью размеры и расположение ударных повреждений, которые можно использовать в прочностных расчетах.

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования заключается в разработке новой системы оценки технического состояния силового маслонаполненного трансформаторного оборудования распределительных сетей.
ЦЕЛЬ. Повысить точность оценки технического состояния силового маслонаполненного трансформаторного оборудования (СМТО) распределительных сетей за счет применения методов машинного обучения. В настоящее время увеличение объема анализируемой информации о состоянии СМТО распределительных сетей ведет к существенным изменениям при выборе методов обработки данных. Использование методов машинного обучения связано как с необходимостью применения эксплуатационного опыта (в виде экспертных оценок), так и получения объективных оценок состояния трансформаторного оборудования распределительных сетей из контрольно-измерительных приборов (КИП) и датчиков.
МЕТОДЫ. В данной работе используются такие методы исследования как математическое моделирование, метод парных сравнений. В качестве примера рассматривается силовой маслонаполненный трансформатор ТМН-6300, его диагностические параметры, внешние и режимные параметры. Проводится оценка технического состояния трансформатора ТМН-6300 и создается прогнозная модель на базе существующей системы мониторинга, методов машинного обучения, которые позволяют формализовать экспертные знания и автоматизировать процесс обработки и анализа данных.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Для оценки и прогнозирования технического состояния СМТО распределительных сетей сформирована база данных. Алгоритм прогнозирования технического состояния СМТО в виде модели искусственной нейронной сети был апробирован в разработанной системе оценки.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Полученные в данной работе результаты оценки и прогнозирования технического состояния СМТО распределительных сетей доказывают безусловную взаимосвязь между параметрами СМТО и внешними, режимными параметрами. Данные, получаемые в результате моделирования, помогают повысить точность прогнозирования технического состояния и определить долгосрочные перспективы функционирования СМТО, своевременное проведение технического обслуживания и ремонта в горизонте по годам и месяцам.

АКТУАЛЬНОСТЬ. Задачи создания современных синхронных двигателей с постоянными магнитами требуют решения технических задач совместно с экономическими реалиями. Ввиду использования постоянных магнитов в конструкции синхронных двигателей их стоимость ограничивает их промышленное применение. Поэтому стоит актуальный вопрос оптимизации конструкции синхронных двигателей, которую можно решить путем изменения топологии.
ЦЕЛЬ. Целью является создание более экономичных синхронных двигателей с постоянными магнитами (СДПМ) в электротранспорте малой мощности. Планируется реализовать способ новый способ конструирования СДПМ. Данное решение позволит уменьшить массо-габаритные параметры и увеличить удельную мощность, которые являются важными показателями для электротранспорта.
МЕТОДЫ. Для модернизации современных синхронных двигателей предлагается метод комплексной топологической оптимизации на основе генетического алгоритма. РЕЗУЛЬТАТЫ. Получена компьютерная модель в виде расчета электромагнитных полей в статоре и роторе синхронного двигателя с постоянными магнитами.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Моделирование параметров синхронных двигателей с постоянными магнитами имеет малую степень разработанности в отечественном машиностроении ввиду отсутствия развитой инфраструктуры в области электрического транспорта малой мощности, создание отечественных разработок в данной области носит стратегический характер.

АКТУАЛЬНОСТЬ. В настоящее время ввод в эксплуатацию электростанций на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ) с применением инверторов получает широкое распространение. Однако эти электростанции не участвуют в поддержании устойчивости энергосистемы при аварийных возмущениях, так как отключаются технологическими защитами при возникновении возмущения. В будущем, когда электростанции на основе ВИЭ получат широкое распространение обеспечение возможности их участия в поддержании устойчивости позволит существенно повысить надежность энергосистемы. Предварительную оценку эффективности участия в поддержании устойчивости необходимо выполнять путем компьютерного моделирования.
ЦЕЛЬ. Реализовать возможность участия электростанций на основе ВИЭ в обеспечении надежной и устойчивой работы энергосистемы, а также реализовать возможность выполнения предварительной оценки эффективности предлагаемого метода.
МЕТОДЫ. В данной работе предлагается применение технологии виртуального синхронного генератора для реализации возможности участия электростанций на основе ВИЭ в обеспечении надежности и устойчивости энергосистемы. Также предлагается способ моделирования виртуального синхронного генератора в программном комплексе Matlab.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Предложена технология виртуального синхронного генератора, которая с использованием инвертора, накопителя электрической энергии и соответствующей системы управления может обеспечить повышение динамической устойчивости энергосистемы. Предложен способ моделирования виртуального синхронного генератора в программном комплексе Matlab. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что построенная модель виртуального синхронного генератора эффективна, сохраняет устойчивость системы и обеспечивает корректное управление инвертором, вследствие чего параметры электрической сети поддерживаются в допустимых пределах. Полученная компьютерная модель может использоваться в дальнейших исследованиях.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Технология виртуального синхронного генератора позволяет воспроизводить в инверторе инерционный и демпфирующий отклик традиционного синхронного генератора, а предложенная компьютерная модель поможет оценить эффективность применения данной технологии при внедрении в энергосистему.

АКТУАЛЬНОСТЬ. Тепловизионное обследование используется для контроля технического состояния электрооборудования, а также контактов и контактных соединений коммутационных аппаратов, что позволяет повысить эффективность работы.
ЦЕЛЬ. Своевременное выявление дефектов контактов и контактных соединений низковольтных коммутационных аппаратов для предотвращения возникновения аварийных ситуаций.
МЕТОДЫ. Определение и контроль технического состояния электрооборудования, контактов и контактных соединений аппаратов в реальном времени с помощью индикаторов и тепловизионного контроля.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Произведен анализ значений температур нагрева контактов от материала и вида контактных соединений. Определены критерии оценки состояния контактов коммутационных аппаратов с помощью индикаторов их состояния. Получены оптимальные значения коэффициентов загрузки автоматического выключателя в литом корпусе ВА04 и контакторов КМИ и КТИ. Показаны аварийные случаи на промышленном объекте, которые доказывают необходимость применения индикаторов и тепловизионного обследования как одного из инструментов автоматизации контроля технического состояния низковольтного электрооборудования.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Предлагаемый бесконтактный метод оценки и контроля технического состояния электрооборудования, контактов и контактных соединений аппаратов в реальном времени с помощью индикаторов и тепловизионного контроля позволяет как получать данные в режиме реального времени, так и увеличивать межремонтные периоды для энергетического оборудования и повышать надежность работы всей системы в целом.

АКТУАЛЬНОСТЬ: Проблема вредных условий труда в России привлекает внимание из-за увеличения удельного числа работников, подвергающихся негативному воздействию на их здоровье. Особый интерес представляет анализ воздушной среды как основного фактора влияния на здоровье человека. Для уменьшения вредного влияния воздушной среды необходима ее очистка от вредных составляющих. Перспективным аппаратом для очистки воздушной среды является электрофильтр.
ЦЕЛЬ: Исследование направлено на выбор и оптимизацию электрофильтров для очистки воздушной среды в производственных помещениях. Целью является определение наиболее эффективной конструкции электрофильтра для очистки воздушной среды производственных помещений.
МЕТОДЫ: Анализ проводится на основе статистических данных, результатов исследований электрофильтров разных конструкций по очистке воздушной среды от пыли, вредных газов и микроорганизмов. Результаты используются для сравнительного анализа.
РЕЗУЛЬТАТЫ: Исследование выявляет, что электрофильтры различных конструкций демонстрируют разную эффективность в очистке воздуха в зависимости от типа конструкции. Установлено, что электрофильтры с игольчатыми коронирующими электродами на отрицательной короне могут значительно снизить выделение озона. Мокрые электрофильтры обладают регенерацией, а наличие нескольких ступеней увеличивает эффективность очистки.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Исследование подтверждает, что выбор электрофильтра должен зависеть от специфики производства и объема помещения. Для взрывоопасных сред следует предпочесть электростатические фильтры, тогда как для больших помещений рекомендуется мокрый многоступенчатый электрофильтр. Электрофильтры-озонаторы могут быть эффективны для обеззараживания воздуха. Обобщение результатов позволяет сделать вывод о важности выбора подходящего типа электрофильтра для обеспечения оптимальных условий воздушной среды для безопасности работников.

Предложен алгоритм исключения апериодических составляющих из токов коротких замыканий (КЗ). Реализуется алгоритм вычислительной техникой и позволяет определять место КЗ и обрыва фазы за 0,5 – 0,6 миллисекунды. За такой интервал времени не возникает насыщение магнитопроводов трансформаторов тока (ТТ), и в микропроцессор цифровой релейной защиты поступает неискаженная информация от ТТ. Для реализации алгоритма достаточно четырех измерений мгновенных значений токов, разделенных одинаковыми временными интервалами (интервалами дискретизации). Исключение апериодических составляющих повышает точность определения места КЗ. Алгоритм может использоваться для определения места разрыва фаз. Также данный алгоритм можно применить в цифровых релейных защитах, основанных на измерении токов и напряжений.

В современном мире остро стоит проблема экологического состояния нашей планеты. Экологическая обстановка зависит от множества факторов, к ним можно отнести как природные явления, так и действия человека. Одним из решений данной проблемы является замена традиционных автомобилей с ДВС на более экологичные электромобили.
ЦЕЛЬ. Задачей данного исследования является анализ внутреннего устройства электромобиля, на основе учебного стенда «Мотор электромобиля», а также исследование функций данного устройства, располагающегося на базе Казанского государственного энергетического университета.
МЕТОДЫ. Авторами статьи проведена обработка и анализ возможностей современного лабораторного оборудования, имитирующего работу того или иного узла электромобиля.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Технология лабораторного стенда осуществляющего работу электротранспорта, в сумме с программным обеспечением DVT Customer позволяет реализовать полное управление электродвигателем, а также производить мониторинг и изменение большого количества параметров, влияющих на работу всего устройства в целом.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Так как электромобили с каждым годом набирают все большую популярность, то существенно растет и спрос на людей способных диагностировать, ремонтировать, а таже улучшать уже существующие и разрабатывать новые узлы и агрегаты в области электромобилестроения. Использование стенда «Мотор электромобиля» для обучения техническим предметам и проведения научно-исследовательских работ, может послужить хорошей основой для формирования общей базы знаний об электротранспорте, его устройстве, принципе работы всех основных элементов, мониторинге и диагностике электромобиля.

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования. Мировая тенденция декарбонизации национальных экономик ведущих стран мира предполагает увеличение производства энергоносителей за счет возобновляемых источников энергии и водорода. Наиболее экологичным способом производства водорода является электролиз воды, использующий энергию ветра и солнца. Комбинированное производство тепловой, электрической энергии, водорода и кислорода, осуществляемое энергокомплексами, обеспечивает сокращение вредных выбросов и повышение их экономической эффективности.
ЦЕЛЬ. Разработать методические положения по определению показателей эффективности гибридных энергокомплексов с производством водорода. Произвести оценку влияния величины установленной мощности фотоэлектрических преобразователей и стоимости отпускаемого водорода на технико-экономические показатели энергокомплекса.
МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи применялся метод расчетного эксперимента, учитывающий географо-климатические данные места расположения энергокомплекса, а также характер потребления тепловой, электрической энергии и водорода. Расчет был реализован на языке Visual Basic.
РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы, рассмотрено влияние величины установленной мощности фотоэлектрических преобразователей, географо-климатических и стоимостных характеристик на показатели эффективности энергокомплекса.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Определена структура и предложена принципиальная схема многоцелевого энергокомплекса. Разработана методика расчета количественных и экономических показателей установки. В ходе исследования отмечено, что существует оптимальная величина установленной мощности фотоэлектрической установки, дальнейшее увеличение которой нецелесообразно с экономической точки зрения. Также было определено, что комбинирование водородных заправок на базе солнечных установок с традиционными источниками энергоснабжения позволяет снизить стоимость производимого водорода, что в будущем может стать решением проблемы создания водородной инфраструктуры.

Целью данной статьи является обзор существующих проблем надежности трубопроводных систем энергетических комплексов. Рассмотрены существующие статистические и логистические системы, позволяющие обрабатывать диагностическую информацию при оценке технического состояния трубопроводов. Современные методы диагностики в основном основаны на использовании вибрационных, звуковых и ультразвуковых датчиков. Наличие дефекта в трубопроводе определяется путем анализа амплитуды диагностического сигнала. Более высокую эффективность при обнаружении дефектов показали вероятностно-статистические методы анализа сигналов, основанные на теории хаоса. Одним из таких методов является энтропийный анализ. Анализ современных методов обработки сигналов показал, что наиболее эффективными являются методы, основанные на теории хаоса. Рассмотрена возможность использования энтропийных показателей в качестве чувствительных диагностических признаков. Проведен сравнительный анализ обработки сигналов с использованием энтропийных методов (энтропия Шеннона, энтропия Колмогорова) и известных статистических и логистических методов (преобразование Фурье, вейвлет-преобразование, преобразование Гильберта-Хуанга). Результаты анализа показали, что энтропийные показатели реагируют на изменение структуры сигнала, вызванное наличием дефекта в трубопроводе или Энтропийный анализ является перспективным методом обработки диагностических сигналов при оценке технического состояния трубопроводов.

ЦЕЛЬ. Разработка цифровых моделей для определения режимов двойных замыканий на землю (ДЗЗ) в воздушных линиях 6-10 кВ, питающих объекты сигнализации, централизации и автоблокировки (ВЛ СЦБ).
МЕТОДЫ. Для создания моделей использовались методы мультифазного моделирования электроэнергетических систем.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Разработанные модели обеспечивают корректный учет факторов, влияющих на режимы ДЗЗ, включая трехфазно-однофазную структуру рассматриваемой системы электроснабжения и повышенные электромагнитные влияния тяговой сети. В отличие от известных подходов осуществляется моделирование динамики изменений этих влияний, вызванных вариациями тяговых нагрузок при движении поездов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Предложенный подход к определению режимов ДЗЗ является универсальным и может применяться для типовых систем электроснабжения, а также перспективных тяговых сетей повышенного напряжения. Полученные результаты могут быть использованы на практике для настройки устройств релейной защиты ВЛ СЦБ с целью обнаружения ДЗЗ и принятия мер по их устранению. Кроме того, представленная в статье методика моделирования может быть полезной при выборе мероприятий по повышению надежности электроснабжения объектов СЦБ, обеспечивающих безопасность движения поездов, а также для разработки методов и алгоритмов локализации двойных замыканий на землю в воздушных линиях электропередачи, питающих объекты сигнализации, централизации и автоблокировки.

АКТУАЛЬНОСТЬ. В современном мире, стоящем на пороге глобальных климатических изменений, актуальность поиска и внедрения альтернативных источников энергии обретает особую значимость. Водородная энергетика является одним из наиболее обнадеживающих направлений, предлагая революционный подход к декарбонизации различных отраслей промышленности. Развитие технологий, связанных с производством, хранением и использованием водорода, расширяет новые горизонты для создания устойчивой и экологически чистой энергетической инфраструктуры.
ЦЕЛЬ. Провести обзор технологического состояния водородных заправочных станций (ВЗС), проанализировать последние мировые тенденции и разработки в этой области, выявить факторы, способствующие повышению эффективности функционирования компонентов ВЗС. Представить термодинамические принципы использования водородного топлива, обозначить основные проблемы, связанные с необходимостью широкого внедрения водородной инфраструктуры и определить потенциальные направления для их решения. Разработать предложения по созданию модульной компоновки водородной станции контейнерного типа, позволяющей гибко подходить к организации водородной инфраструктуры с возможностью быстрого масштабирования и адаптации под различные условия эксплуатации.
МЕТОДЫ. Использован метод прототипирования автономной водородной заправочной станции, проведен анализ литературных данных, математические расчеты термодинамических процессов, протекающих в компонентах ВЗС.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Изучены и систематизированы исследования в области технологического состояния станций, выявлены тенденции развития. Описаны основные компоненты, участвующие в работе водородной станции. Исследованы термодинамические процессы использования водородного топлива, способствующие значительному уменьшению энергопотребление водородных станций.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Водородная станция сочетает эффективное преобразование водорода в электричество, минимизацию выбросов, энергонезависимость, гибкость хранения энергии. Сделаны выводы на основе термодинамики процессов с учетом специфики температурных режимов российских регионов, для снижения затрат и увеличения энергоэффективности использования водородных топливных систем. Оптимальной платформой для последующих модернизаций и инноваций в области водородных технологий является предложенная структура ВЗС контейнерного типа.

ЦЕЛЬ. Экспериментальным методом оценить степень влияния температуры инертных газов на скорость термического разложения отходов резинотехнических изделий (фрагментов автомобильной покрышки) при их непосредственном контакте.
МЕТОДЫ. Исследования проводились на испытательном огневом стенде при стационарном режиме движения газов в температурном диапазоне от 300 ⁰С до 500 ⁰С. Изначальная масса резины составляла 4 грамма. Термическое разложение резины осуществлялось за счет тепловой энергии инертного газа, выделяющейся при сжигании пропано - бутановой смеси с воздухом при α = 1,1…1,15. Расходы топлива и окислителя оставались постоянными, изменение температуры газов осуществлялось теплообменом горячих газов и воды в теплообменнике.
РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описаны: методика проведения экспериментов, исследуемый объект исследования, а также приведены результаты исследований и их анализ. В качестве основных параметров исследования были выбраны: скорость уменьшения массы резины от температуры газов, предельное значение температуры газов, при котором сера в твердом виде остается в разложившейся части резины.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Установлено, что с повышением температуры инертного газа, скорость процесса термического разложения резины возрастает. При нахождении резины в газовой среде в диапазоне температур от 450 ⁰С до 500 ⁰С содержание серы в твердом остатке практически остается неизменным. Средняя скорость протекания пиролиза равнялась 0,02 кг/ч, что в 6 раз больше скорости пиролиза в реторте (0,003 кг/ч).

АКТУАЛЬНОСТЬ. Авторами исследуется локальная утилизация теплоты сточных вод (в непосредственной близости к месту их образования) на основе теплообменного аппарата. Для подбора рациональных характеристик теплообменника и корректной оценки потенциального энергетического эффекта необходимо учитывать влияние условий эксплуатации устройства (длительность отдельного использования душевой, массовый расход сред, температура нагреваемой воды на входе в теплообменник, температура сред в момент включения устройства).
ЦЕЛЬ. Цель работы заключается в исследовании зависимости эффективности утилизации теплоты сточных вод от условий эксплуатации теплообменника и выявлении параметров, оказывающих наибольшее влияние на эффект от энергосберегающего мероприятия.
МЕТОДЫ. На основе верифицированной математической модели тепловой работы утилизационного теплообменника вычисляется распределение температуры внутри потоков нагреваемой и греющей среды во времени (с момента включения и до достижения стационарного режима работы). На основе полученных данных (температуры нагреваемой воды на выходе из теплообменника в каждый момент времени) определяется абсолютная и относительная экономия теплоты при различных условиях эксплуатации.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Рассмотрено влияние нестационарной фазы работы теплообменника на его энергетическую эффективность. Для конкретной конфигурации теплообменника определено время, за которое устройство достигает стационарного режима тепловой работы. Выявлено, что наибольшее влияние на относительную и абсолютную экономию тепловой энергии оказывают такие условия эксплуатации, как массовый расход и температура нагреваемой воды на входе в теплообменник. Наименьшее влияние на энергетический эффект оказывает температура сред в начальный момент времени.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Определены условия эксплуатации, оказывающие наибольшее влияние на эффект от локальной утилизации теплоты сточных вод. Подтверждена необходимость учета данных условий при проектировании теплообменника и выборе его оптимальных параметров.