+
Исследование составной двигательной нагрузки при наличии высших гармоник в электрической сети
стр.285-299
Шклярский Я. Э., Лобко К. К., Кузнецова Ю. Н., Воробьев М. С.
В статье рассматриваются методики замещения составной двигательной нагрузки как потребителя высших гармоник. Использованы две схемы замещения, по которым проводились расчеты комплексного сопротивления нагрузки, а затем сравнивались с результатами имитационного моделирования. Моделирование осуществлялось в среде MATLAB Simulink, использовалась библиотека Specialized Power Systems, в которой была разработана имитационная модель с двигателями и источником гармонических искажений. Для исследования выбраны пять асинхронных двигателей c короткозамкнутым ротором марки АИР с мощностями, варьирующимися от 0,75 до 5,50 кВт. Моделирование проводилось при разных нагрузках двигателей. Момент на валу изменялся со значениями 50; 70; 90 и 100 % от номинальных значений каждого двигателя. В качестве источника гармонических токов в сети использовался шестипульсный диодный выпрямитель, генерирующий гармоники с номерами 5, 7, …, 25, соответствующие пульсности, равной шести. Фиксировались осциллограммы токов и напряжений в точке общего подключения асинхронных двигателей и выпрямителя, которые впоследствии использовались для расчета комплексного сопротивления. По результатам работы получены амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики импеданса составной двигательной нагрузки, анализ которых выявил несходимость расчетных методов с имитационным моделированием. Сделаны выводы о необходимости продолжать исследования в данном направлении, так как имеются качественные расхождения в функциональной зависимости комплексного сопротивления от номера гармоники с экспериментальными данными, полученными для одиночного асинхронного двигателя. Результаты работы могут быть использованы при расчетах коэффициента искажения по напряжению и моделировании режимов, связанных с высшими гармониками, как на существующих предприятиях, так и при их проектировании, что повысит надежность и эффективность работы электрических сетей.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Длительно допустимые токи нагрузки одножильных кабелей напряжением 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена различного конструктивного исполнения
стр.300-314
На длительно допустимые токи нагрузки силовых кабелей влияет большое количество факторов, включая условия окружающей среды, способ прокладки, а также геометрические, тепловые и электрические характеристики конструкции кабеля. В каталогах производителей силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена не уточняются значения длительно допустимых токов нагрузки, которые бы учитывали площадь поперечного сечения экрана, наличие алюмополимерной ленты и брони из алюминиевых проволок. Эти компоненты могут оказывать значительное воздействие на допустимую нагрузку из-за индуцированных в них токов при двустороннем заземлении, что ведет к дополнительному нагреву кабеля. Целью данной работы является анализ влияния вышеупомянутых факторов на длительно допустимые токи нагрузки. В работе представлены формулы для расчета длительно допустимого тока нагрузки, которые учитывают особенности конструкции рассматриваемых кабелей. Расчеты показали, что допустимая нагрузка при увеличении площади поперечного сечения экрана из номинального ряда на одну ступень может уменьшаться на 6 %. Введение алюмополимерной ленты в конструкцию кабеля изменяет допустимую нагрузку не более чем на 2 %, наличие брони может привести к уменьшению допустимой нагрузки до 18 % и ее увеличению до 13 % в зависимости от сечения жилы и экрана, способа и условий прокладки. Полученные результаты расчетов отличаются от данных из каталогов до 25 %. Погрешности указывают на необходимость расчета длительно допустимой токовой нагрузки кабелей, отличающихся своей конструкцией.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Анализ и оптимизация режимов работы мини-ТЭЦ на местных видах топлива в условиях профицита электроэнергетических мощностей в Объединенной энергетической системе Беларуси. Ч. 2
стр.315-331
Игнатович Р. С., СЕДНИН В. А., Зуева Е. С.
Современное развитие энергетики сопровождается рядом тенденций, среди которых можно отметить декарбонизацию процессов производства энергии, увеличение доли электроэнергии в балансе потребления энергии за счет глубокой электрификации промышленности, транспорта, теплоснабжения, децентрализацию источников энергии, увеличение доли возобновляемых источников энергии, в том числе вовлечение в оборот вторичных энергоресурсов и энергии от утилизации органических отходов, развитие практики активного потребления и просьюмерства. Для Республики Беларусь, в которой лес являются одним из основных возобновляемых природных ресурсов и важнейших национальных богатств, обеспечивающих устойчивое социально-экономическое развитие страны, ее экономическую, энергетическую, экологическую и продовольственную безопасность, в условиях декарбонизации энергетики актуальным является определение значения и места энергогенерирующего оборудования, использующего местные виды топлива (МВТ), особенно это касается теплофикационных мощностей и полигенерационных установок. В работе представлены результаты проведенного исследования оценки эффективности применения мини-ТЭЦ на МВТ. Анализ архивных данных АСУ ТП действующей мини-ТЭЦ с теплофикационной ORC-установкой (Turboden 14 CHP) позволил оценить ее маневренные характеристики с привязкой к режимам работы к системе централизованного теплоснабжения с преобладанием в ней коммунально-бытовой тепловой нагрузки. Показано, что средняя скорость изменения мощности составляет 1,5–3,0 %/мин, соответственно время выхода на номинальную мощность в обычных условиях превышает 40 мин, время пуска установки из «холодного состояния» варьируется от 20 мин до 2 ч, тем самым было подтверждено предположение, что исследуемая ORC-установка в частности и мини-ТЭЦ аналогичного типа в целом не могут рассматриваться и использоваться в качестве маневренного энергоисточника без осуществления дополнительной модернизации. Проведенное численное исследование позволило показать возможность планирования эффективных режимов работы теплофикационной ORC-установки в конфигурации принципиальной тепловой схемы мини-ТЭЦ на МВТ с интеграцией в нее модуля производства водорода на базе прогноза суточного графика потребления тепловой энергии с учетом динамики изменения температуры наружного воздуха. Также представлены концептуальные структурные схемы интегрированных полигенерационных систем, отличающиеся применением оборудования генерации водорода из избыточно производимой электроэнергии при работе мини-ТЭЦ по тепловому графику и участием в покрытии графика электрической нагрузки Объединенной энергетической системы Беларуси. Показана перспективность для вновь проектируемых мини-ТЭЦ на МВТ применения тепловых схем с термохимической технологией производства водорода и режимом работы блока ОРЦ на номинальной мощности.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Расчетно-экспериментальное исследование закономерностей формирования кипящего слоя инертного керамзитового материала
стр.332-344
Митрофанов А. В., Василевич С. В., Стойко С. О.
В настоящее время актуальной тенденцией развития топливно-энергетических комплексов ряда стран является диверсификация генерации за счет вовлечения местных видов твердого топлива. При этом термохимическая переработка топлива часто реализуется в псевдоожиженном состоянии. Существенная доля дисперсных видов топлива не может быть переведена в состояние стабильного псевдоожижения. Выходом в таких случаях является создание псевдоожиженного слоя инертного носителя, в который затем вводят частицы целевого топливного компонента. В настоящей работе предпринято расчетно-экспериментальное исследование псевдоожижения инертного сыпучего материала (гранул керамзита). Целью настоящей работы является разработка математической модели формирования псевдоожиженного слоя, позволяющей вести расчет процесса по его локальным характеристикам, а также идентификация параметров модели и ее проверка по данным натурного эксперимента. В ходе исследования решены задачи разработки численного метода расчета распределения скоростей и концентраций по высоте аппарата, выполнена параметрическая идентификация предложенной математической модели, эмпирическая проверка результатов моделирования. В качестве математической основы построения модели использован математический аппарат теории цепей Маркова. Для идентификации параметров модели и ее верификации использованы данные собственного натурного эксперимента. Сравнение расчетных и экспериментальных данных показало высокую прогностическую эффективность модели для известного гранулометрического состава ожижаемого продукта. Результаты натурных экспериментов показали также значительную эволюцию гранулометрического состава частиц керамзита при их длительном пребывании в псевдоожиженном слое, что требует отдельного исследования, а также введения соответствующих поправок в математическую модель для ее дальнейшего совершенствования.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Самопроизвольное зарастание трещиноватости в рабочих камерах энергетических газожидкостных тепловых установок – диффузионные динамические процессы
стр.345-362
Рыжова Т. B., Бухаров Д. Н., Аракелян М. М., Аракелян С. М.
. Рассмотрены вопросы образования неоднородностей и трещин и эффекты их самопроизвольного заживления на известных принципах и представлениях нелинейной динамики и квантовых технологий для полноты описания картины возможных процессов. При этом самопроизвольное зарастание микронеоднородностей в твердотельных/металлических изделиях, подобные дефекты в которых возникают при различных режимах их эксплуатации, обсуждается на примере теплоэнергетических установок разного типа с циклическими процессами и вибрациями. Механизм такого заживления/холодной сварки определяется динамическими процессами нестационарной диффузии с временными характеристиками в рамках соответствующих модельных представлений. Рассматривается модель диффузионно-ограниченной агрегации дефектов/частиц, реализованная методом клеточного автомата с окрестности Неймана, модель случайного и баллистического осаждения, а также перколяционный подход. Описывается процесс модификации и развития 3D-трещиноватой структуры на основании теории нагрузок Гриффитса для дислокаций с учетом поэтапного последовательного перехода от устойчивого состояния к стадии роста. В результате действия таких динамических нагрузок в твердотельном объекте наблюдается быстрое изменение параметров микротрещиноватости, которое можно представлять как локальные микровзрывы: рост и слияние природных микротрещин в более крупные; зарождение новых микротрещин; раскрытие крупных микротрещин с образованием дефектов следующего иерархического уровня. В обзорном аспекте рассмотрены хорошо известные в математике и физике универсальные режимы функционирования нелинейной динамической системы, пригодные для анализа стабильности и устойчивости работы тепловых энергетических установок. Происходящие процессы связываются с разными типами и стратегиями развития неоднородностей, такими как: коллапс и стагнация, устойчивая периодичность, параметры «в разнос», хаотическое развитие в определенных рамках, срыв/внезапный кризис, резкий скачок и рывок в развитии. Предложенные подходы могут быть полезны в задачах повышения реального эксплуатационного состояния камер с рабочим веществом в энергетических установках при их функционировании в различных режимах работы.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Обобщенные комплексные переменные кинетики сушки в расчетах длительности сушки плоских тонких влажных материалов
стр.363-376
Ольшанский А. И., Голубев А. Н.
Статья посвящена обработке экспериментальных данных в отношении сушки тонких влажных материалов. Расчетные кинетические зависимости, необходимые для определения длительности сушки, могут быть получены из решения дифференциальных уравнений массопереноса, однако эта задача сложна в аналитическом отношении, поскольку сушка является нестационарным процессом, а коэффициенты переноса зависят от влагосодержания и температуры материала в очень сложной форме. Это вызывает необходимость экспериментальных исследований с разработкой приближенных простых эмпирических уравнений для определения длительности сушки с минимальным количеством постоянных, определяемых из эксперимента. В качестве устойчивых комплексных обобщенных переменных при обработке эксперимента были приняты: относительная скорость сушки, обобщенное время сушки, отношение времени сушки по периодам, отношение текущего влагосодержания к критическому. Все переменные взаимосвязаны скоростью сушки в первом периоде (периоде постоянной скорости). В результате обработки опытных данных по конвективной сушке керамики, асбеста, войлока получены формулы, позволяющие определить ее длительность в периоде падающей скорости. Создаваемая такой обработкой эксперимента инвариантность позволяет переходить от одних переменных к другим, от одной системы координат к другой, что значительно сокращает число необходимых экспериментов. Обработка данных и анализ полученных формул показывают, что кривые сушки представляют собой сложные экспоненты, а главными связующими переменными являются относительная скорость сушки и относительное влагосодержание. Представлена проверка точности обработки опытных данных и достоверности полученных эмпирических уравнений, позволяющих рассчитать длительность сушки для указанных материалов. Разброс расчетных значений по сравнению с экспериментальными составляет около 10 %, что находится в пределах точности обработки опытных данных.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
