Аннотация: Одно из наиболее перспективных решений проблемы выбросов углекислого газа в атмосферу связано с технологией кислородного сжигания топлива и использованием в качестве рабочего тела СО2 и Н2О в сверхкритическом состоянии. Это требует решения ряда сложных технических проблем, в частности, преобразования механической энергии, генерируемой турбиной, в электроэнергию. Высокая плотность рабочего тела приводит к тому, что оптимальная частота вращения турбины даже при мощностях, измеряемых сотнями мегаватт, значительно превышает 3000 об/мин. Использование механического редуктора, передающего такие мощности при таких частотах вращения, ограничено возможностью его создания. Рассмотрена возможность создания высокочастотного генератора большой мощности с системой преобразования тока. Показано, что создание электрогенератора мощностью более 60 МВт с частотой вращения более 24000 об/мин является реальной задачей.

Аннотация: В электротехнических комплексах постоянного тока широко используются электромеханические контакторы. Твердотельные контакторы на базе полупроводникового силового ключа (биполярного транзистора, IGBT, MOSFETи т.п.) являются альтернативным вариантом. В большинстве твердотельных контакторов постоянного тока отсутствуют встроенные цепи защиты по напряжению и току, поэтому разработчикам приходится проектировать внешние защитные цепи, что усложняет использование твердотельных контакторов в электротехнических комплексах. С учетом возможных индуктивностей в цепях электротехнических комплексов постоянного тока предложен расчет параметров встроенных защитных цепей твердотельного контактора постоянного тока. Представлен макет контактора с использованием SIC MOSFET и встроенных защитных цепей; контактор имеет управление по CAN интерфейсу. Испытания на макете подтвердили достоверность предложенных расчетных выражений для определения параметров встроенных защитных цепей.

Аннотация: Определены основные условия и особенности работы полимерной изоляции высоковольтных устройств внутренней установки напряжением 35 кВ и выше. Приведены критерии выбора конструкции полимерных изоляторов и расчета их электрической прочности. Представлены основные соотношения для выбора допустимых напряженностей поля внутри твердого диэлектрика и на его поверхности.

Аннотация: Рассмотрена проблема статической неустойчивости судовых электроэнергетических систем (СЭЭС). Показано, что эта проблема связана с асимметричной работой каналов возбуждения дизель-генераторных агрегатов, работающих при параллельном включении на общую нагрузку. Расчет основных характеристик СЭЭС при несимметричном режиме работы осуществляется на базе геометрических соотношений векторных диаграмм. Рассчитанные зависимости показали наличие области статической неустойчивости СЭЭС при асимметрии каналов возбуждения. Динамические процессы в рассматриваемой СЭЭС рассмотрены с использованием имитационной модели. Результаты моделирования подтвердили наличие обменных электромагнитных колебаний в СЭЭС при асимметрии в системах возбуждения.

Аннотация: Представлены результаты разработки серии новых эпоксидных композиционных компаундов для электротехнических применений с акцентом на повышение механических характеристик при сохранении требуемых электроизоляционных свойств. Сформирована единая экспериментальная серия образцов, изготовленных по одинаковой технологии на основе эпоксидной матрицы с варьированием типа наполнителя; дополнительно изготовлен базовый образец без наполнителей. Проведён комплекс испытаний электрических параметров, а также механических характеристик (растяжение и сжатие). Получены значения электрофизических и прочностных показателей для всех композиций, выполнено сопоставление влияния природы и морфологии наполнителей на параметры материалов.

Аннотация: Описан процесс моделирования и экспериментальной верификации параметров полимерного композиционного изоляционного компаунда, применяемого в высоковольтной технике. На основе представительного объёма построена гомогенизированная расчетная модель; модель экспортировалась в STEP формат и рассчитывалась методом конечных элементов для определения эффективных значений ε, σ и tgδ при изменении фракционного состава наполнителя. Изготовлены лабораторные образцы с различными типами наполнителя при фиксированных объёмных долях компонентов и проведено сопоставление расчетных и измеренных характеристик. Для согласования модели с экспериментальными данными выполнена параметрическая идентификация свойств фаз с использованием линейного правила осреднения по объёмным долям и введением корректирующих коэффициентов к исходным параметрам компонентов.

Аннотация: Выполнено моделирование влияния удара молнии в молниеотвод на помехи в расположенных поблизости волоконно-оптических кабелях. Рассмотрены случаи использования бронированного и полностью диэлектрического кабеля; эксперименты выполнены для различных конфигураций электродных систем при различной длине кабеля и его высоте над землей. Показано, что броня кабеля может выполнять роль клетки Фарадея, экранируя кабель от воздействия электрического поля. Зарегистрирован эффект экранирования электрического поля нижним стержневым электродом, моделирующим молниеотвод. В случае длинного, полностью диэлектрического кабеля наблюдалось быстрое изменение состояния поляризации передаваемого сигнала, то есть эффект экранирования возвышающимся заземленным объектом был недостаточен.

Аннотация: Статья посвящена оценке магнитных свойств заготовок для статора генератора при производственном контроле. Обоснована применимость предложенных методов с использованием разработанных моделей контроля на основе расчета распределения электромагнитного поля методом конечных элементов в программном обеспечении COMSOLMultiphysics. Выполнены экспериментальные исследования по определению свойств листов статора и их соответствию действующим стандартам с целью обоснования предложенных методик. Для листов статора из стали 2412 определены начальная кривая намагничивания, статическая и динамическая петли магнитного гистерезиса, удельные магнитные потери. Предложенный метод также может быть применен для различных электрических машин в процессе изготовления и обслуживания.

Аннотация: С добычей нефти установками электроприводного центробежного насоса (УЭЦН) связана проблема энергетической эффективности при частотном регулировании. Существующие методы оценки эффективности УЭЦН весьма трудоёмки, их применение для решения задач оперативного управления технологическими режимами и их планирования затруднительно из-за постоянно меняющихся параметров технологического процесса. В статье представлен подход, позволяющий быстро и с высокой точностью оценивать энергетическую эффективность УЭЦН при их функционировании в периодическом режиме. Ключевой особенностью является высокая степень практической применимости как в полевых условиях, так и для интеграции представленного метода в системы автоматизированного управления и алгоритмы помощи принятия решений для предприятий нефтегазодобывающей отрасли. Разработанная полиномиальная зависимость позволяет оперативно определять как приведенный дебит, так и удельное электропотребление, что существенно упрощает практическое применение метода и повышает его универсальность для различных режимов эксплуатации УЭЦН.

Аннотация: Предложен метод калибровки имитационной модели трехфазного трансформатора со стержневым магнитопроводом по опытным осциллограммам токов и напряжений, позволяющий воспроизводить с повышенной достоверностью вид осциллограмм фазных токов в режиме установившегося холостого хода устройства. Калиброванная модель может использоваться в качестве цифрового двойника реального трансформатора, в том числе, для диагностики повреждений магнитной системы устройства без его демонтажа и разборки. Предложенный алгоритм калибровки моделей основан на генетических алгоритмах решения системы нелинейных уравнений для расчета кривых намагничивания элементов магнитной системы трансформатора. Алгоритм реализован в среде MATLAB Simulink с использованием библиотеки SimPowerSystems. Сопоставление результатов моделирования с экспериментальными данными показало, что калиброванные модели более достоверно, чем известные модели, воспроизводят характер изменения токов и напряжений, в частности, среднее отклонение расчетных кривых от экспериментальных осциллограмм токов не превышает 10 %.

Аннотация: Рассмотрено влияние температуры на электрическую прочность литой эпоксидной изоляции применительно к условиям ее работы в высоковольтном оборудовании. Описана физическая картина механизма влияния температуры на электрическую прочность полимеров. Представлены результаты экспериментальных исследований зависимости электрической прочности образцов эпоксидной изоляции с залитой металлической арматурой, формирующей при воздействии высокого напряжения слабонеоднородное электрическое поле. Показано, как меняется электрическая прочность таких образцов при изменении структуры изоляции из-за появления трещин и отслоений, вызывающих частичные разряды.

Аннотация: При подземной прокладке волоконно-оптических линий связи вблизи заземленных объектов они могут быть подвержены воздействию токов молнии, стекающих с заземлителей этих объектов. Разряд молнии и его электромагнитное излучение способны вызвать изменения состояния поляризации сигнала, передаваемого по линии связи, и внести помехи в его работу. Экспериментами на физической модели показана возможная неэффективность молниеотвода при его заземлении в грунтах с большим удельным сопротивлением: разряд с высоковольтного электрода может не перехватываться моделью стержневого молниеотвода и через верхние слои грунта поразить расположенную на глубине хорошо заземленную металлическую конструкцию. Таким образом, при прокладке подземных волоконно-оптических кабельных линий в грунте с высоким удельным сопротивлением необходимо учитывать возможность ориентации молнии на металлическую броню самого кабеля или на металлические элементы конструкций, расположенные вблизи кабеля. Кроме того, токи, стекающие через заземляющие устройства, могут оказать косвенное воздействие на подземные линии связи, создавая интенсивное электромагнитное поле; рост напряженности электрического поля может привести к повороту плоскости поляризации передаваемого сигнала и, соответственно, помехам в работе канала связи.

Аннотация: Рассмотрены свойства аморфных магнитомягких материалов (АММ), производимых в России и за рубежом. Приведены кривые намагничивания АММ, выполнена их экстраполяция для некоторых марок АММ, рассмотрены их удельные потери. Выполнена верификация параметров АММ, полученных путем экстраполяции. Приведены выводы о результатах верификации параметров АММ, полученных методом экстраполяции и предложены актуальные направления для будущих исследований.