Аннотация: Экспериментально определены первичные и частотно-зависимые вторичные параметры двухпроводной кабельной линии для применения в рамках алгоритма определения места ее повреждения. Объект исследования - двухжильный кабель марки КММц, инструмент фиксации параметров - измеритель иммитанса Е7-20. Для аналитических расчетов использован программный комплекс Wolfram Mathematica . В ходе цикла экспериментов получены графики амплитудно- и фазочастотных характеристик входного и волнового сопротивлений линии, зависимостей коэффициента затухания и коэффициента фазы линии в диапазоне частот от 1 кГц до 1 МГц. Экспериментально определены фактические первичные погонные параметры исследуемой кабельной линии.

Аннотация: Рассмотрены перспективы частотного регулирования производительности электроприводных газоперекачивающих агрегатов большой мощности на компрессорных станциях магистрального транспорта газа. Обоснованы преимущества электроприводных технологических установок компрессоров над газотурбинными агрегатами. Представлен анализ особенностей топологии и энергетических характеристик современных высоковольтных преобразователей частоты для модернизации и нового строительства электроприводных компрессорных станций мегаваттного класса на объектах ПАО «Газпром». Предложена классификация и особенности схемных структур и функциональных возможностей многоуровневых преобразователей отечественного производства для повышения энергоэффективности и надежности газоперекачивающих агрегатов. Представлена оценка топологии высоковольтных преобразователей частоты методом непосредственного технико-экономического сопоставления шести вариантов для синхронного электропривода мегаваттного класса, включая электроприводные газоперекачивающие агрегаты компрессорных станций...

Аннотация: Рассмотрены особенности проектирования ротора и, в частности, расчета бандажа при разных диаметрах ротора синхронной быстроходной ЭМ с постоянными магнитами на роторе для энергетического комплекса на базе микроГТУ. Расчет толщины бандажа для крепления постоянных магнитов на роторе выполнен из условий обеспечения заданного натяга при известной прочности материала, заданных частоте вращения и высоте магнитов. При этом учтены напряжения от предварительного натяга, теплового расширения ПМ и центробежных сил. Для правильного определения толщины бандажа учитывается одновременное выполнение двух условий: во всех режимах давление бандажа на постоянные магниты должно быть положительным и напряжение в бандаже не должно превышать предел прочности материала. Электромагнитный расчет выполнен с учетом значительного немагнитного зазора из-за наличия бандажа и повышенного уровня магнитных потерь в магнитопроводе статора и ротора. Расчеты показали, что, начиная с определенной частоты вращения, увеличение высоты постоянных магнитов не оказывает значительного влияния на индукцию в воздушном зазоре из-за увеличения толщины бандажа. Это влечет за собой рост суммарного немагнитного зазора, компенсируя эффект от увеличения высоты магнитов. При увеличении частоты вращения увеличивается толщина бандажа, добавляя дополнительный воздушный зазор, что снижает индукцию в воздушном зазоре электрической машины, ограничивая ее мощность.

Аннотация: Обосновано использование современных технологий для повышения эффективности производства электрической энергии. Использована методология системного подхода, методы системного анализа и нелинейного программирования, математическая модель мини-ТЭЦ. В условиях газификации регионов России обосновано включение в состав энергетической инфраструктуры малых и средних городов (МСГ) когенерационных установок (КГУ) малой мощности, среди которых приоритет имеет газопоршневая технология. Показано, что эффективность мини-ТЭЦ определяется близостью источника к месту потребления и высоким КПД КГУ, значение которого возрастает более чем в два раза при наличии спроса на отпускаемую КГУ тепловую энергию. Предложены технические средства и способы, позволяющие повысить экономическую и техническую эффективность выработки электроэнергии на КГУ и доказана целесообразность их совместной работы для повышения эффективности энергетической инфраструктуры МСГ: экономичности, надёжности, экологичности...

Аннотация: Разработан алгоритм, позволяющий автоматизировать формирование модели кабельной сети произвольной структуры с локальными неоднородностями на основе уравнений длинной линии. Для формирования символьных передаточных функций кабельной сети применен метод выделения параметров, который дает возможность получить компактные символьные выражения без избыточных слагаемых. Предложенный алгоритм на основе первоочередного выделения продольного сопротивления или поперечной проводимости, моделирующих повреждение, позволяет привести модель кабельной линии к компактному трансцендентному уравнению относительно искомого расстояния до места повреждения. Уравнение имеет одно решение и находится произвольным численным методом. Предложено обобщение этой модели для нескольких повреждений произвольной кабельной сети. Точность нахождения места повреждения определяется погрешностью задания параметров линии и измерения напряжений. Алгоритм дает возможность автоматизировать формирование модели для кабельной сети произвольной структуры с повреждением, в частности, на основе известной компьютерной программы CirSym для символьного анализа и диагностики электрических цепей.

Аннотация: Осуществлена оценка адекватности математической модели для расчета объема солнечной инсоляции, принимаемой неподвижной и подвижной фотоэлектрическими панелями, имеющими систему слежения за Солнцем, на основе экспериментальных данных для г. Оренбурга. Методика позволяет рассчитать прямую, рассеянную и отраженную солнечную инсоляцию. Для проверки адекватности представленной математической модели выполнены экспериментальные исследования на двух солнечных станциях, установленных на крыше одного из учебных корпусов Оренбургского государственного университета. При разработке математической модели использовано специализированное программное обеспечение и данные, полученные за 2023 г. Значения солнечной инсоляции определены на основе спутниковых данных о среднесуточном индексе ясности неба и экспериментальных данных, полученных с физических моделей СЭС. Оценка погрешностей показала, что представленная методика оценки значения солнечной инсоляции имеет достаточную для инженерных расчетов точность для г. Оренбурга. Подход к оценке методики определения солнечной инсоляции может быть использован исследователями для получения математических моделей других географических регионов нашей страны (средних и южных широт) при условии наличия экспериментальных данных о выработанной солнечными электростанциями электроэнергии.

Аннотация: Выполнены исследования, связанные с разработкой и обоснованием применения методики определения параметров Т-образной схемы замещения силового двухобмоточного трансформатора в рабочем режиме. Показано, что для реализации предлагаемой методики необходимо при работе силового двухобмоточного трансформатора в рабочем режиме через измерительные преобразователи и аналого-цифровые преобразователи регистрировать массивы мгновенных значений тока и напряжения на выводах обмотки ВН, а также на выводах обмотки НН для одних и тех же моментов времени. Апробация разработанной методики проведена с использованием компьютерной модели системы электроснабжения, в которой использовался силовой двухобмоточный трансформатор с номинальной мощностью 1000 кВ·А. Разработанная методика позволяет определить параметры Т-образной схемы замещения силового двухобмоточнго трансформатора без вывода его из работы, тем самым сократив недоотпуск электроэнергии конечным потребителям и уменьшив убытки энергоснабжающей организации.

Аннотация: Исследованы пространственно-временные особенности семифазной обмотки двигателя, проявляющиеся при изменении временной последовательности чередования фаз. Рассмотрен один из возможных вариантов изменения временной последовательности чередования фазных напряжений при использовании трех кластеров базовых векторов. Теоретическая часть работы выполнена с использованием правил суммирования векторов на плоскости, матриц и разложения дискретных функций в ряд Фурье. Экспериментальная составляющая проведена на макетном образце семифазного синхронного двигателя и универсального многофазного преобразователя. Приведены теоретические и экспериментальные дискретные формы фазного напряжения симметричного семифазного напряжения, соответствующие трем кластерам базовых векторов выборки два из семи.

Аннотация: Разработана методика оценки удельного энергопотребления подвижным составом городского рельсового транспорта с учетом возможности возврата энергии в контактную сеть или бортовые накопители энергии. Использованы методы аналитического исследования и методы теории электрической тяги. Получены зависимости удельного расхода энергии трамвайным вагоном с учетом ее возврата в контактную сеть или бортовые накопители энергии при электрическом торможении от пускового ускорения при различных КПД тягового привода, а также зависимости тока, потребляемого из контактной сети, от пускового ускорения при различных КПД тягового электропривода. Показано, что сокращения потребления энергии на тяговые нужды городского рельсового электротранспорта можно достичь за счет применения электрического торможения с возвратом энергии в сеть или запасанием ее в бортовых накопителях энергии. Увеличение пускового ускорения наиболее эффективно для подвижного состава с пониженным КПД тягового электропривода. Для подвижного состава с высоким КПД тягового привода увеличение пускового ускорения может дать незначительный рост удельного энергопотребления.

Аннотация: Представлен анализ прироста выработки электрической энергии при добавлении к основному проектному топливу (углю и природному газу) генераторного газа, полученного путем переработки твердых отходов. Прирост электрической энергии обусловлен повышением КПД работы парового котла ТПП-210А при совместном сжигании угля (Донецкого АШ) и генераторного газа, полученного путем термической газификации отходов. Предварительно осуществлено программное моделирование процесса термической газификации при различных его параметрах и видах окислителя. Моделирование процесса газификации проведено в программе «Технолог». Равновесный состав продуктов (с учётом твёрдого углерода) газогенерации рассчитан исходя из критерия минимального значения изобарно-изотермического потенциала - энергии Гиббса. При расчете параметров процесса газификации использована модель Пенга-Робинсона для неидеальных (реальных) газовых компонентов. Проведен ряд расчетов котла ТПП-210А при изменении тепловой доли генераторного газа в топливной смеси от нуля до 50 %...

Аннотация: Для предотвращения излишнего расхода электроэнергии на плавку гололёда в осенне-зимний период исследованы ограничения предложенного ранее способа дистанционного контроля гололёдообразования в процессе плавки по параметрам режима, контролируемым на подстанции. Исследование выполнено при помощи программы ГОЛОЛЕД от ООО «ЭнергоСофтПроект». Рассмотренный способ предполагает определение относительной длины гололёдообразования на основе обобщённого параметра плавки, измеренного после стабилизации температуры провода под гололёдом. Компьютерное моделирование позволило рассмотреть совместное влияние условий окружающей среды (температуры, скорости ветра) на участках без гололёда при различном соотношении длин контролируемого и неконтролируемого участков. Выявлены ограничения на влияющие параметры, обеспечивающие погрешность определения обобщённого параметра, не превышающую 10 %. Установлено, что отличия температуры воздуха по длине линии имеют меньшее влияние, нежели отличия в скорости охлаждающего ветра. На основе полученных результатов сделан вывод, что допустимое отличие скорости на трассе от места контроля тем больше, чем выше минимальная скорость ветра на контролируемом участке, а также чем меньше длина участка, на котором скорость отличается.

Аннотация: Исследована схема конвертора с вольтодобавкой и звеном промежуточного преобразования параметров электрической энергии на переменном токе, выполненном на базе двух мостовых инверторов напряжения с последовательным соединением выходных обмоток. Первый нерегулируемый инвертор выполнен со 180°-ным управлением, а второй - с полным диапазоном регулирования выходного напряжения. Суммарное выходное напряжение инверторов содержит нерегулируемую постоянную и регулируемую импульсную составляющие. Амплитуда выходного напряжения регулируемого инвертора выбрана исходя из требуемого диапазона регулирования выходного напряжения конвертора. Приведены результаты исследования влияния амплитуды и длительности импульсной составляющей на размах пульсаций тока дросселей и напряжения на конденсаторах фильтров, на величину тока ключей регулируемого инвертора, а также на условия возникновения режима прерывистых токов в дросселе выходного фильтра конвертора. Доказано, что конвертор с вольтодобавкой обеспечивает снижение размаха пульсаций тока дросселей и напряжения на конденсаторах входных и выходных фильтров, а также тока ключей регулируемого инвертора, по сравнению со схемой конвертора с полным диапазоном регулирования выходного напряжения. Результаты получены на модели, собранной с использованием программы MATLAB Simulink .

Аннотация: Рассмотрено влияние геометрических параметров анодной части биполярной пластины на газодинамические и электрические характеристики топливного элемента с протонообменной мембраной. Методом конечных элементов разработана модель композитной биполярной пластины топливного элемента с протонообменной мембраной с применением программного комплекса COMSOL Multiphysics . Установлено, что оптимальная ширина ребра подводящего канала анодной части биполярной пластины находится в диапазоне 3-4 мм. Увеличение ширины ребра выше данного диапазона приведет к ухудшению процесса массопереноса и увеличению контактного сопротивления. Уменьшение ширины ребра канала приведет к снижению внутреннего давления, ухудшению массопереноса и снижению производительности топливного элемента с протонообменной мембраной. Модель позволяет значительно оптимизировать геометрические параметры биполярной пластины. Полученные результаты представляют исходные данные при разработке композитных биполярных пластин для систем энергопитания на основе топливных элементов с протонообменной мембраной.

Аннотация: Представлены результаты исследований датчика плотности электролита на основе U -образного цилиндрического оптического волокна, функционирование которого основано на изменении условий распространения оптического излучения в местах макроизгибов. Формирование макроизгибов приводит к дополнительному ослаблению мощности оптического сигнала, проходящего по волокну. Компактная U -образная форма позволяет легко интегрировать устройство в существующие системы мониторинга, минимизируя необходимость в значительных изменениях в конструкции системы. Путем численного моделирования и экспериментальных исследований определены зависимости ослабления мощности оптического излучения от радиуса макроизгиба, что позволяет оптимизировать параметры этих изгибов для достижения максимального диапазона изменения ослабления для конкретной длины волны. Получены предварительные характеристики и габаритные размеры чувствительного элемента. Предлагаемые конструкции датчиков ориентированы на применение в широком спектре отраслей, включая химию, фармацевтику, энергетику и другие, где требуется постоянный контроль и анализ свойств электролитов.

Аннотация: Обоснованы рекомендации по повышению эффективности заземляющих сетей угольных разрезов на основе: анализа схем сетей заземления; исследования электрического сопротивления условного проводника грунта; совместного функционирования сети электроснабжения с резистивным режимом нейтрали и сети заземления, выполненной по магистральной схеме. Установлено влияние схемы сети заземления при использовании резистивного режима нейтрали в системах электроснабжения 6-10 кВ угольных разрезов на эффективность ограничения перенапряжений в режиме дугового однофазного замыкания на землю и феррорезонансных перенапряжений, достижения 100 % селективности в работе защит от однофазных замыканий на землю. Переход системы заземления со схем местного заземления и комбинированных схем на магистральную схему заземления с вводом добавочного активного тока в цепь тока однофазного замыкания на землю обеспечивает: снижение аварийности в системах электроснабжения 6-10 кВ; сокращение аварийных простоев высокопроизводительного технологического оборудования; улучшение условий электробезопасности.

Аннотация: Рассмотрен подход оценки корректности выбора частоты дискретизации при измерении физических процессов с точки зрения искажений, вносимых дискретным представлением сигнала. При этом не требуются многократные повторные измерения сигнала с различными равномерными интервалами дискретизации и использование вычислительно сложных спектральных преобразований. Реализовано однократное измерение сигнала с фиксированным равномерным интервалом дискретизации, а также нескольких контрольных точек в моменты времени, некратные выбранной частоте. Применение интерполяционной формулы с окаймляющими функциями позволяет оценить по равномерным отсчетам сигнала значения в выбранных контрольных точках. На основе сравнения вычисленных и измеренных значений в контрольных точках сделан вывод о качестве выбора частоты дискретизации. Используемая интерполяция не требует вычисления коэффициентов интерполирующего тригонометрического полинома или спектральных характеристик, а оценка осуществлена «по узлам», подобно тому, как это реализуется в интерполирующем полиноме Лагранжа...