ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations / Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ
Not a member yet
1437 research outputs found
Sort by
Моделирование неустановившегося движения в нижнем бьефе гидроузла при разрушении грунтовой плотины
Get PDF153 reservoirs have been created in the Republic of Belarus. During the period of passing catastrophic floods and high waters along the river, there is a risk of overflowing reservoirs, overflow of water masses through the crest of an earthen dam and flooding of significantly large areas. The destruction of the dam is accompanied by the formation of a breach and the outflow through it of an unsteady flow of water in the form of a breakthrough wave into the downstream. A breakthrough wave and catastrophic flooding of the area are the main destructive factors of hydrodynamic accidents. Calculations to determine parameters of the wave and to assess the possible consequences of flooding are necessary when drawing up operational-and-tactical plans for the prevention and elimination of emergencies in case of accidents at retaining structures, determining the probable damage from flooding of the territory in the downstream of a hydraulic structure as a result of the passage of a breakthrough wave. It is necessary to assess the flooding zone and the hydrodynamic parameters of the flow, viz. the maximum values of the depth and velocity of the flow in the zone of catastrophic flooding, the time from the beginning of the accident to the arrival of a breakthrough wave at the particular point of the terrain, the duration of flooding, the boundaries of the zone of catastrophic flooding, the hydrographic flow rate in the section of the eroded dam and the graph of the fall headwater level. The degree of reliability of predictive calculations is determined by the accuracy of the two applied mathematical models, viz.: 1) erosion of the dam; 2) the movement of the breakout wave. The analysis of the applied mathematical models shows that in all cases the hydrodynamic models based on the oneand two-dimensional equations of Boussinesq – Saint-Venant are used to calculate the movement of the breakthrough wave. Wave parameters, i. e. wave height and speed of its propagation, completely depend on the hydrograph of the discharge in the section of the eroded dam, which, in its turn, is determined by the dynamics of its erosion. The aim of the work is to develop a methodology for calculating the flooding of the downstream as a result of the destruction of a soil dam.В Республике Беларусь создано 153 водохранилища. В период прохождения по реке катастрофических паводков и половодий возникает риск переполнения водохранилищ, перелива этих масс через гребень земляной плотины и затопления значительных территорий. Разрушение плотины сопровождается образованием прорана и истечением через него в нижний бьеф неустановившегося потока воды в виде волны прорыва. Волна прорыва и катастрофическое затопление местности являются основными разрушающими факторами гидродинамических аварий. Расчеты по определению параметров волны и оценке возможных последствий затопления необходимы при составлении оперативно-тактических планов по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций при авариях на подпорных сооружениях, определении вероятного ущерба от затопления территории в нижнем бьефе гидротехнического сооружения в результате прохождения волны прорыва. Необходимо оценить зону затопления и гидродинамические параметры потока: максимальные значения глубины и скорости потока в зоне катастрофического затопления, время от начала аварии до прихода в данную точку местности прорывной волны, продолжительность затопления, границы зоны катастрофического затопления, гидрограф расхода в створе размываемой плотины и график падения уровня верхнего бьефа. Степень достоверности прогнозных расчетов определяется точностью двух применяемых математических моделей: 1) размыва плотины; 2) движения волны прорыва. Анализ показывает, что для расчета движения волны прорыва во всех случаях применяются гидродинамические модели, основанные на однои двумерных уравнениях Буссинеска – Сен-Венана. Параметры волны – ее высота и скорость распространения – полностью зависят от гидрографа расхода в створе размываемой плотины, который, в свою очередь, определяется динамикой ее размыва. Цель исследования – разработка методики расчета затопления нижнего бьефа в результате разрушения грунтовой плотины
Автоматизированный анализ срока службы воздушных линий электропередачи электроэнергетических систем
Get PDFBasic EPS objects, which service life has exceeded normative value, increasingly affect – every year to a greater extent – the efficiency of overall performance. This manifests itself in increase of a number of automatic emergency shutdowns, an amount and complexities of accident-hazardous defects. After the expiration of the standard service life, there is a special need for a quantitative assessment of reliability and safety of an object. It is recommended to organize the operation, maintenance and repair of these objects according to their technical condition, and since it determines the reliability and safety of the object, these properties should be taken into account more fully. The relevant recommendations in electric power systems are implemented at a qualitative level, intuitively, according to the operating experience. There are neither quantitative evaluations nor methodology for their performance. Therefore, a method and algorithm of quantitative assessment of integral indicators of reliability and safety of operation of thermal power units of thermal power plants as concentrated objects of continuous operation were previously analyzed by the authors. The present paper examines distributed objects of continuous operation, viz. overhead power transmission lines with a voltage of 110 kV and higher, whose service life exceeds the standard value. Attention is paid to the issues of quantitative assessment of the degree of aging for a set of overhead power transmission lines, classification of these lines to identify the most significant classes and methodology for assessing the difference in the degree of aging when classifying them according to specified types of signs (for example, the difference in the degree of aging of overhead power transmission lines of grid enterprises of electric power systems). It is shown that it unacceptable to use the estimates of the relative number of overhead power transmission lines, the service life of which exceeds the calculated one, for comparison since it causes a great risk of an erroneous decision. The methodology and algorithm of methodological support of the management of electric power systems and grid enterprises in the organization of operation, maintenance and repair have been developed.Работа основных объектов электроэнергетических систем, срок службы которых превысил нормативное значение, с каждым годом становится менее эффективной. Проявляется это в увеличении числа автоматических аварийных отключений, количества и сложности аварийно опасных дефектов. После завершения нормативного срока службы объектов возникает необходимость в количественной оценке их надежности и безопасности. Организацию эксплуатации, технического обслуживания и ремонта таких объектов рекомендуется проводить по их техническому состоянию, а поскольку оно определяет надежность и безопасность электроэнергетических систем, эти свойства следует учитывать более полно. Данные рекомендации выполняются согласно опыту эксплуатации. При этом количественных оценок и методологии их расчета нет. Метод и алгоритм количественной оценки интегральных показателей надежности и безопасности работы энергоблоков тепловых электростанций как сосредоточенных объектов непрерывного действия ранее анализировались авторами. В настоящей статье исследуются распределенные объекты непрерывного действия, а именно воздушные линии электропередачи напряжением 110 кВ и выше, срок службы которых превышает нормативное значение. Уделено внимание вопросам количественной оценки степени старения для совокупности воздушных линий электропередачи, классификации этих линий для выявления наиболее значимых классов и методологии оценки различия степени старения при их классификации по заданным разновидностям признаков (например, различие степени старения воздушных линий электропередачи сетевых предприятий электроэнергетических систем). Показано, что используемая для сравнения оценка относительного числа воздушных линий электропередачи, срок службы которых превышает расчетный, неприемлема, так как обусловливает большой риск ошибочного решения. Разработаны методология и алгоритм методической поддержки руководства электроэнергетических систем и сетевых предприятий при организации эксплуатации, технического обслуживания и ремонта
Моделирование работы Белорусской энергосистемы с учетом ввода АЭС
Get PDFThe article presents the analysis of the specific features of modeling the operation of energy systems with a large share of nuclear power plants (NPP). The study of operating conditions and characteristics of different power units showed that a power engineering system with a large share of NPP and CHPP requires more detailed modeling of operating modes of generating equipment. Besides, with an increase in the share of installations using renewable energy sources, these requirements are becoming tougher. A review of the literature revealed that most often the curve of the load duration and its distribution between blocks are used for modeling energy systems. However, since this method does not reflect a chronological sequence, it can only be used if there are no difficulties with ensuring power balance. Along with this, when the share of CHP and nuclear power plants is high, to maintain a balance of power one must know the parameters and a set of powered equipment not only currently but, also, in the previous period. But this is impossible if a curve of load duration is used. For modeling, it is necessary to use an hourly load curve and to calculate the state of the energy system for each subsequent hour in chronological order. In the course of a comparative analysis of available computer programs, it was not possible to identify a suitable model among the existing ones. The article presents a mathematical model developed by the authors, which makes us possible to simulate the operation of a power engineering system with a large share of NPP and CHPP while maintaining the power balance for each hour of the forecast period. Verification of the proposed model showed good accuracy of the methods used.В статье представлен анализ особенностей моделирования работы энергетических систем с большой долей мощностей АЭС. Изучение условий эксплуатации и характеристик различных энергоблоков показало, что энергетическая система с большой долей АЭС и ТЭЦ требует более детального моделирования режимов работы генерирующего оборудования. Причем с увеличением доли установок, использующих возобновляемые источники энергии, данные требования ужесточаются. Обзор литературы выявил, что чаще всего для моделирования энергетических систем используют кривую продолжительности нагрузки и ее распределения между блоками. Однако поскольку данный метод не отражает хронологическую последовательность, он может применяться только при отсутствии сложностей с обеспечением баланса мощности. Вместе с тем при высокой доле ТЭЦ и АЭС для сохранения баланса мощности необходимо знать параметры и набор включенного оборудования не только в данный момент, но и в предыдущий период, что невозможно сделать, используя кривую продолжительности нагрузки. Для моделирования необходимо использовать почасовую кривую нагрузки и рассчитывать состояние энергетической системы для каждого последующего часа в хронологическом порядке. В ходе сравнительного анализа доступных компьютерных программ выявить подходящую модель среди существующих не удалось. В статье представлена разработанная авторами математическая модель, которая позволяет моделировать работу энергетической системы с большой долей АЭС и ТЭЦ с сохранением баланса мощности для каждого часа прогнозного периода. Верификация предложенной модели показала хорошую точность используемых методов
Сравнительный анализ мероприятий и технических средств для подавления апериодической составляющей в токе линейного выключателя
Get PDFElectromagnetic transients are considered in the implementation of three-phase automatic reclose on the transmission line of extra high voltage 750 kV. The influence of automatic shunting of phases and pre-insertion active resistance for limiting the characteristics of the aperiodic component of the current, which obstructs the transition of full current through zero, is evaluated. The paper analyses measures taking into account the effect of changing the degree of compensation of charging power and the angles of switching on an SF6 circuit breaker. Sub-schemes of disconnected undamaged phases of the extra high voltage transmission line for the investigation of the aperiodic current component have been developed. The values of the pre-insertion active resistances of different connection and automatic shunting of the phases are determined at which there is an effective reduction of the characteristics of the aperiodic component of the current. In the software environment, a model was developed and switching transient processes were simulated in the 750 kV transmission line. Operating modes that are potentially dangerous for SF6 circuit breakers are determined and recommendations are given to avoid them. Currently the technical and economic requirements for power transmission lines designed for the transport of electricity from large power plants and for the communication of powerful energy systems are increasing. Today there is the importance of reducing specific investment in the construction of new and reconstruction of existing lines. The solution of these issues is associated with the maximum use of power lines by increasing their power transfer capability and controlling modes, especially in operating emergency conditions and post-emergency operation of power systems. В статье рассматриваются электромагнитные переходные процессы при реализации трехфазного автоматического повторного включения на линии электропередачи сверхвысокого напряжения 750 кВ. Анализируются предвключенные активные сопротивления, управляемые шунтирующие реакторы, неполнофазные режимы работы шунтирующих реакторов, автоматические шунтирования фазы с учетом изменения степени компенсации зарядной мощности и углов включения элегазовых выключателей. Разработаны схемы замещения отключенных неповрежденных фаз линии сверхвысокого напряжения для исследования апериодической составляющей тока. Оценены значения активных предвключенных сопротивлений и автоматического шунтирования фаз на снижение характеристик апериодической составляющей тока. Разработана имитационная модель и смоделированы переходные процессы на линии электропередачи 750 кВ. Выполнены серии моделирований электромагнитных переходных процессов на реальных линиях электропередачи сверхвысокого напряжения. Проанализированы причины аварий линейных элегазовых выключателей при коммутации компенсированных воздушных линий 750 кВ. Изучены электромагнитные процессы в компенсированных линиях электропередачи в зависимости от начальных условий в момент коммутации. Выявлены моменты резкого изменения параметров переходных процессов при коммутации в линиях сверхвысокого напряжения. Оценено влияние суммарных индуктивностей и активных сопротивлений на характеристики апериодической составляющей. Выведены аналитические зависимости постоянной времени апериодической компоненты от момента коммутации и значений суммарного активного сопротивления и индуктивности. Рассмотрены мероприятия для ограничения продолжительности сущест-вования апериодической составляющей тока. Указано, что избежать аварийного режима работы можно соответствующей настройкой устройства контроля коммутации элегазовых выключателей. Даны рекомендации по предупреждению возникновения и развития аварийного режима на подстанциях с элегазовыми выключателями.
Технология производства многокомпонентного твердого топлива с использованием отходов сточных вод
Get PDFAn assessment is given to the problems of urban wastewater sludge utilization in our country and abroad, with determination of formation and usage level. Global trends in the reduction of carbon dioxide emissions exacerbate the urgency of solving the designated tasks. At the same time, recently, in connection with the EU’s plans to introduce a cross-border carbon levy, it has become necessary to reduce the carbon footprint from burning traditional fuels, which is an urgent problem of modern society. One of the directions that provide a solution to this problem is the replacement of part of the hydrocarbon fuel by the consumption of multicomponent solid fuel based on the use of combustible waste that is part of the multicomponent fuel. This solid fuel can be used to meet the needs of small consumers, for example, in the autumn-summer period to generate a drying agent for the preparation of grain on the threshing-floor, in small boiler houses, in sand drying plants of locomotive depots, heat installations of hangars and workshops, as well as in other heat-generating installations operating on solid fuels. At the same time, solving the problem of reducing the carbon footprint for Belarus is closely related to another urgent task – reducing the energy component of industrial products and the environmental consequences of storing accumulated and generated waste. The paper presents the results of joint scientific research in the field of application of modern technologies and equipment using electrohydraulic treatment to reduce and minimize the level of anthropogenic and polluting substances in wastewater sludge. The described technological equipment, technology and post-treatment modes reduce the content of harmful substances in the wastewater sludge composition even with short-term treatment. An assessment of the effectiveness of the developed technology for the use of sewage sludge is given, using the method of wet multicomponent briquetting to obtain a multicomponent fuel. The presented process flow diagram of multicomponent briquetting using sewage sludge and plant-wood waste directly shows the undeniable advantages of using watered wastewater sludge as a raw material for the production of solid fuel. At the same time, the optimally selected ratio of components and moisture content of the briquetted composition solves a number of technologically difficult problems that cannot be realized using traditional briquetting technologies. The presented data of the conducted research and the developed technology make it possible to expand the area of using wastewater sludge as a secondary renewable material resource.Дана оценка проблемам утилизации осадков городских сточных вод в Беларуси и за рубежом с определением уровня их образования и использования. Мировые тенденции сокращения выбросов диоксида углерода обостряют актуальность решения указанных задач. В связи с планами Европейского союза по введению трансграничного углеродного сбора возникла необходимость снижения углеродного следа от сжигания традиционных видов топлива, что является актуальной проблемой для современного общества. Одно из направлений ее решения – замещение части углеводородного топлива многокомпонентным твердым на основе горючих отходов. Твердое топливо можно использовать для обеспечения нужд мелких потребителей, например в осенне-летний период для генерации сушильного агента при подготовке зерна на токах, на мелких котельных, в сушильных установках песка локомотивных депо, теплоустановках ангаров и мастерских, а также в иных теплогенерирующих установках. При этом для Беларуси снижение углеродного следа тесно связано с другой актуальной задачей – уменьшением энергетической составляющей промышленной продукции и экологических последствий хранения накопленных и образующихся отходов. В статье представлены результаты совместных научных исследований в области применения современных технологий и оборудования, использующих электрогидравлическую обработку для снижения и минимизации уровня содержания антропогенных и загрязняющих веществ в осадке сточных вод. Описанные технологическое оборудование, технология и режимы доочистки позволяют снизить содержание вредных веществ в осадке сточных вод даже при кратковременной обработке. Дана оценка эффективности разработанной технологии использования осадка сточных вод с применением метода влажного многокомпонентного брикетирования для получения многокомпонентного топлива. Представленная принципиальная технологическая схема многокомпонентного брикетирования с использованием осадка сточных вод и растительно-древесных отходов показывает неоспоримые преимущества применения обводненного осадка сточных вод в качестве сырья для производства твердого топлива. При этом оптимально подобранное соотношение компонентов и влажности брикетируемого состава решает ряд технологически трудных задач, не реализуемых с помощью традиционных технологий брикетирования. Проведенные исследования и разработанная технология позволяют расширить область использования осадков сточных вод в качестве вторичного возобновляемого материального ресурса
Моделирование сборок аккумуляторных батарей в электронной лаборатории
Get PDFThe paper deals with the modeling of the processes of charge-discharge of battery assemblies taking into account their degradation. The results of simulating the cyclic operation of battery assemblies in the Electronics Workbench electronic laboratory are presented, possible schemes of inclusion are given, and options for re-switching batteries during operation are considered as well as connecting additional elements to extend the life of the connection. The simulation took into account the presence of one defective battery in the assembly. The operation of the assembly with a defective battery and a reference battery was compared. As a result of the analysis of parallel-serial and serial-parallel battery connections, the first one is considered preferable. For an assembly with a parallel-serial connection, the time parameters of operation remained almost unchanged, but the differences in the voltages of the defective and other batteries changed more than twice as compared with a serial-parallel connection. The changes in charge, voltage and current of assemblies with a degraded battery and a reference battery are analyzed. Timing diagrams are shown for batteries connected in parallel and in series with defective batteries. Power losses in a defective battery are reduced by choosing a parallel-series assembly, while switching a connection from a serial-parallel connection to a parallel-series one does not lead to compensation for the degradation of battery parameters. Changing the switching time intervals in a wide range does not contribute to increasing the capacity of a defective battery. Degradation of battery parameters leads to sharper surges in voltage, charge and current. The additional power recharge of the defective battery maintains the performance of the entire assembly. Recharge can be performed by connecting in parallel a defective additional battery or a capacitor, which is equivalent to replacing a degraded battery with a new one.В исследовании представлено моделирование процессов заряда-разряда сборок аккумуляторных батарей с учетом их деградации. Приведены результаты симулирования циклической работы сборок батарей в электронной лаборатории Electronics Workbench и возможные схемы соединения. Рассмотрены варианты перекоммутации аккумуляторных батарей во время работы, подключения дополнительных элементов для продления срока службы сборки. При моделировании учитывалось наличие в сборке одной дефектной батареи. Проведено сравнение работы сборок с дефектной батареей и эталонной. В результате сравнения способов соединения батарей предпочтительным признан параллельно-последовательный способ. Для такой сборки временные параметры работы остались практически неизменными, однако напряжения в дефектной и других батареях изменились более чем в два раза по сравнению с последовательно-параллельным соединением. Проанализированы изменения заряда, напряжения и тока сборок с деградировавшей батареей и эталонной. Показаны временные диаграммы для батарей, подключенных параллельно и последовательно с дефектной. Потери мощности в дефектной батарее снижаются при выборе параллельно-последовательной сборки, а переключение сборки с последовательно-параллельным соединением в параллельно-последовательное не приводит к компенсации деградации параметров батареи. Изменение временных интервалов переключения в широком диапазоне не способствует увеличению емкости дефектной батареи. Деградация параметров батареи вызывает более резкие скачки напряжения, заряда и тока. Дополнительная же подпитка энергией дефектной батареи поддерживает работоспособность всей сборки. Подпитка может быть выполнена подключением параллельно с дефектной дополнительной батареи или конденсатора, что равносильно замене деградировавшей батареи на новую
Разработка уточненных электромагнитных моделей электрических генераторов возвратно-поступательного движения с постоянными магнитами
Get PDFThe analysis of scientific papers devoted to the mathematical description of electric generators of reciprocating motion with permanent magnets demonstrated that the proposed mathematical models of this type of generators are based on the theory of magnetic circuits. Such mathematical models are based on a simplified representation of the magnetic system and the magnetic field in the form of a magnetic circuit with corresponding magnetic conductivities. However, unlike traditional rotary type electric machines, electric generators of reciprocating motion have a number of features, the omission of which in mathematical modeling causes the increase of the cost of their creation (due to the duration of the design and experimental refinement of the generators). Therefore, at the initial stages of electromagnetic calculation and solving optimization problems, it is necessary to use adequate mathematical models to improve the accuracy of calculations of the parameters of these generators. For this purpose, a mathematical model based on field theory can be used; however, its main drawback is the complexity of its application for solving optimization problems. In this regard, to improve the accuracy of calculations of the parameters of electric generators of reciprocating motion with permanent magnets, it is proposed to use refining coefficients (coefficients of scattering and buckling of the magnetic flux) in mathematical models based on the theory of magnetic circuits. The authors have developed refined electromagnetic models of electric generators of reciprocating motion with permanent magnets, which make it possible to obtain the main parameters of generators at the initial stages of electromagnetic calculation and when solving optimization problems with acceptable accuracy. A distinctive feature of the refined electromagnetic models of generators is the consideration of the scattering and buckling coefficients of the magnetic flux in the magnetic system that change during the simulation. Анализ научных работ, посвященных математическому описанию электрических генераторов возвратно-поступательного движения с постоянными магнитами, показал, что предлагаемые математические модели такого типа генераторов основываются на теории магнитных цепей (упрощенном представлении о магнитной системе и магнитном поле в виде магнитной цепи с соответствующими проводимостями). Однако в отличие от традиционных электрических машин вращательного типа электрические генераторы возвратно-поступательного движения обладают рядом особенностей, опущение которых при моделировании увеличивает затраты на их создание за счет продолжительности проектирования и экспериментальной доработки. Поэтому на начальных этапах электромагнитного расчета и решения задач оптимизации требуется применение адекватных математических моделей. С этой целью может использоваться моделирование на основе теории поля, однако основным его недостатком является сложность применения для решения задач оптимизации. Для повышения точности расчетов параметров электрических генераторов возвратно-поступательного движения с постоянными магнитами предлагается использовать в математических моделях на основе теории магнитных цепей уточняющие коэффициенты рассеяния и выпучивания магнитного потока. Авторами разработаны уточненные электромагнитные модели указанных генераторов, позволяющие вычислить основные параметры на начальных этапах электромагнитного расчета и решения задач оптимизации с высокой степенью соответствия. Отличительной особенностью уточненных электромагнитных моделей генераторов является учет зависимости коэффициентов рассеяния и выпучивания магнитного потока от координаты подвижной части и площади поперечного сечения магнитопровода.
Моделирование электромагнитного поля мощной электрической машины
Get PDFWith the aid of mathematical and physical simulation the electromagnetic field distributions in the end zone of a powerful turbogenerator has been obtained. On the basis of the comparison of the axial component of the magnetic induction on the surface of the extreme package of the stator core of the large-scale physical and mathematical models with the data of the field experiment, conclusions are drawn about the reliability of the results obtained. The data of the simulation and the field experiment correspond to the same turbogenerator, which makes it possible to evaluate the correctness of the construction of the mathematical model. It is shown that physical modeling makes it possible to evaluate the regularities of the distribution of the electromagnetic field (without obtaining accurate quantitative indicators) and can be used for qualitative comparison of the effectiveness of various design solutions of the end zone of the stator. However, such models have not become widely used, since numerous studies are required to form meaningful and sufficiently detailed conclusions about the parameters and characteristics of the object, the design of the end zone of high-power generators is complex, and the calculation of three-dimensional models is time-consuming and even with modern computer technology is associated with a number of simplifying factors. In mathematical modeling, a sequential logical transition is applied from a simple model of the central part of the machine to a more complex model of the end zone using preliminary results, which makes it possible to obtain data on the distribution of the electromagnetic field in complex areas. With the help of specialized software, a model has been created that is quite flexible in terms of modifying individual components, characterized by accessibility, visibility and unlimited possibilities for experimentation, including predicting situations that have not previously occurred or can give unpredictable results. С помощью математического и физического моделирования получены сведения о распределении электромагнитного поля в торцевой зоне мощного турбогенератора. На основе сравнения осевой составляющей магнитной индукции на поверхности крайнего пакета сердечника статора масштабной физической и математической моделей с данными натурного эксперимента сделаны выводы о достоверности полученных результатов. Данные моделирования и натурного эксперимента соответствуют одному и тому же турбогенератору, что позволяет оценивать корректность построения математической модели. Показано, что физическое моделирование дает возможность оценить закономерности распределения электромагнитного поля (без получения точных количественных показателей) и может использоваться для качественного сравнения эффективности различных конструктивных решений торцевой зоны статора. Однако такие модели не нашли широкого применения, поскольку для формирования содержательных и достаточно подробных выводов относительно параметров и характеристик объекта требуется проведение многочисленных исследований, конструкции торцевой зоны мощных генераторов сложны, а вычисление трехмерных моделей является трудоемким и даже при современной компьютерной технике связано с рядом упрощающих факторов. При математическом моделировании применен последовательный логический переход от простой модели центральной части машины к более сложной модели торцевой зоны с использованием предварительных результатов, что позволяет получить данные о распределении электромагнитного поля в сложных областях. С помощью специализированного программного обеспечения создана достаточно гибкая в плане модификации отдельных составляющих модель, характеризующаяся доступностью, наглядностью и неограниченными возможностями для экспериментирования, в том числе прогнозирования ситуаций, которые ранее не встречались или могут дать непредсказуемый результат.
Совместное сжигание продуктов пиролиза шин и древесных пеллет
Get PDFThermal power plants remain one of the main sources of environmental pollution. The deterioration of the quality of traditional carbon-containing energy resources leads to the need to develop technologies for co-combustion of biofuel and coal at small and large power plants. The paper proposes the concept of using solid waste from tire recycling by adding to the composition of the mixed fuel “coal – wood waste” as a substitute for coal slag, which is formed during the utilization of worn-out tires by pyrolysis. The aim of the work was to determine the possibility of increasing the calorific value of wood pellets by co-firing with pyrolysis slag instead of coal without increasing the burden on the environment. At the same time, the following tasks have been set: to determine the lowest combustion heat of mixed fuels and assess its change when replacing coal with slag; to determine moisture content, total sulfur content, volatile matter yield, ash content of mixed fuels according to standard methods; to assess the change in these parameters when replacing coal with slag at the same component ratios; to determine the optimal ratios of components in mixed fuels, which will not increase the burden on the environment when replacing coal with pyrolysis slag. It has been determined that replacing coal with slag results in an increase in calorific value by 37–45 %, a decrease in ash content by 37–42 %, and an increase in the yield of volatile substances. At the same time, the sulfur content increases by 5.6–18 %. The use of traditional cleaning equipment is recommended in order to reduce the emission of sulfur dioxide. The research results make it possible to substantiate the possibility of replacing coal with slag in mixed fuels at certain ratios of components. A new direction of using solid products from recycling of rubber products, i.e. worn-out tires, has been proposed by the pyrolysis method in mixed fuels “slag-wood pellets” for small and medium-sized power plants.К числу основных источников загрязнения окружающей среды относятся теплоэлектростанции. Ухудшение качества традиционных углеродсодержащих энергоресурсов ведет к необходимости развития технологий совместного сжигания биотоплива и угля на малых и крупных электростанциях. В настоящей статье предлагается концепция использования твердых отходов переработки шин путем добавления в состав смесевого топлива «уголь – древесные отходы» в качестве заменителя угля шлака, образующегося при утилизации изношенных шин методом пиролиза. Цель исследования – определение возможности повышения теплотворной способности древесных пеллет путем совместного их сжигания с пиролизным шлаком вместо угля без увеличения нагрузки на окружающую среду. При этом ставились задачи: определение низшей теплоты сгорания смесевых топлив и оценка ее изменения при замене угля на шлак; определение влажности, содержания общей серы, выхода летучих веществ, зольности смесевых топлив по стандартным методикам и оценка изменения этих параметров при замене угля на шлак при одинаковых соотношениях компонентов; определение оптимальных соотношений компонентов в смесевых топливах, не увеличивающих нагрузку на окружающую среду при замене угля на пиролизный шлак. Установлено, что при замене угля шлаком происходит повышение теплотворной способности на 37–45 %, уменьшение содержания золы на 37–42 %, увеличение выхода летучих веществ. Вместе с тем содержание серы увеличивается на 5,6–18 %. Для снижения выброса диоксидов серы рекомендуется применение традиционного очистного оборудования. Результаты исследования позволяют обосновать возможности замены угля шлаком в смесевых топливах при определенных соотношениях компонентов. Предложено новое направление использования твердых продуктов утилизации резинотехнических изделий, в частности изношенных шин, методом пиролиза в смесевых топливах «шлак – древесные пеллеты» для малых и средних энергетических установок
Формирование ортогональных составляющих входных токов в микропроцессорных защитах электроустановок
Get PDFThe methods used in the microprocessor protection of electrical equipment for forming orthogonal components of input currents ensure their reliable isolation after changing the mode followed by one or more periods of the fundamental frequency. This is due to the inertia of the functional elements, in particular, digital frequency filters, as well as the saturation of the steel magnetic cores of current transformers. To increase the speed of the selection of orthogonal components of the input currents, it is proposed to form them as equivalent ones in terms of the cosine and sine components obtained using digital Fourier filters by multiplying by the resulting coefficient. The method that has been developed for determining the specified coefficient provides compensation for the delay caused by the inertia of digital filters, as well as the saturation of the steel of magnetic cores of current transformers. The proposed method of forming orthogonal components is highly effective in the modes of strong saturation of the magnetic core with a complex input action in the presence of an aperiodic component with a large damping time constant. The evaluation of the efficiency of the proposed method was performed using a complex digital model implemented in the dynamic modeling environment MatLab-Simulink. As a result of the performed studies, it was found that in the absence of saturation of the magnetic core of current transformers, as well as in the presence of a small and medium degree of saturation, the proposed method for forming equivalent orthogonal components of input currents has dynamic properties close to the ones of those that had been previously proposed. With a strong saturation of the magnetic core of current transformers, the speed of obtaining reliable values of these components is increased by 1.5–2 times.Используемые в микропроцессорных защитах электроустановок методы формирования ортогональных составляющих входных токов обеспечивают достоверное их выделение после изменения режима по истечении одного или нескольких периодов основной частоты. Это обусловлено инерционностью функциональных элементов, в частности цифровых частотных фильтров, а также насыщением стали магнитопроводов трансформаторов тока. Для повышения быстродействия выделения ортогональных составляющих входных токов предложено формировать их как эквивалентные по значениям косинусной и синусной составляющих, полученных с использованием цифровых фильтров Фурье, путем умножения на результирующий коэффициент. Разработанная методика определения указанного коэффициента обеспечивает компенсацию запаздывания, обусловленного инерционностью цифровых фильтров, а также насыщением стали магнитопроводов трансформаторов тока. Предложенный метод формирования ортогональных составляющих отличается высокой эффективностью в режимах сильного насыщения магнитопровода при сложном входном воздействии при наличии в нем апериодической составляющей с большой постоянной времени затухания. Оценка эффективности функционирования разработанного метода выполнялась с помощью комплексной цифровой модели, реализованной в среде динамического моделирования MatLab-Simulink. В результате исследований установлено, что при отсутствии насыщения магнитопровода трансформаторов тока, а также при незначительной и средней его степени разработанный метод формирования эквивалентных ортогональных составляющих входных токов обладает динамическими свойствами, близкими к характеристикам ранее предложенных. При сильном насыщении магнитопровода трансформаторов тока обеспечивается повышение быстродействия получения достоверных значений указанных составляющих в 1,5–2 раза