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
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВОДНОСТИ ГОДА НА ВНЕШНИЙ ВОДООБМЕН ДНЕПРОДЗЕРЖИНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
Get PDFA current problem of reservoirs is their functioning in conditions of a changing climate. In such conditions, water resources management of water bodies as well as assessment their state and ongoing processes require permanent monitoring and analysis. The aim of the author of the present work was to study the intensity of external water exchange in Dneprodzerzhinsk reservoir, the horizontal and vertical components of the water cycle and the economic use of the water body. On the basis of the components of the water balance the external water exchange in the reservoir has been studied taking into account the yearlong water content during the whole period of the reservoir operation, viz. during the water-aboundant year1970, the law-water year 1972 and the very much law-water year 2015. Intensity factors and indicators of external water exchange for each month of the year, and for the months of the maximum and minimum intensity of the external water exchange during a unit of time, as well as the main factor influencing on the water exchange, viz. the lateral inflow in the reservoir have been determined. The maximum intensity of the external water exchange in the reservoir during a very dry year has deteriorated in the spring and autumn periods of its operation fourfold as compared with the one of the highwater year. It is determined that the higher the intensity of the external water exchange is, the less the indicator of the external water exchange during a unit of time is and the more intensively an exchange and self-purification of the water in the reservoir are being fulfilled. If the rate of external water exchange is less than one, then the shift of regulatory water resources of the reservoir will take place in less than a year. The results of the study can be useful in developing modes of reservoir operation in conditions of a climate change. Проблемой водохранилищ в настоящее время является их функционирование в условиях меняющегося климата. Управление водными ресурсами водных объектов, оценка состояния и происходящих в них процессов требуют постоянного мониторинга и анализа. Цель работы автора – исследование интенсивности внешнего водообмена на Днепродзержинском водохранилище, горизонтальной и вертикальной составляющих водообмена, а также хозяйственного использования объекта. На основе водобалансовых составляющих исследована интенсивность внешнего водообмена водохранилища с учетом водности года за весь период его эксплуатации: многоводный 1970 г., маловодный 1972 г. и очень маловодный 2015 г. Определены коэффициенты интенсивности и показатели внешнего водообмена по каждому месяцу года, месяцы с максимальной и минимальной интенсивностями внешнего водообмена во временных единицах и основной фактор влияния на него – боковая приточность в водохранилище. Максимальная интенсивность внешнего водообмена в водохранилище в очень маловодном году в весенний и осенний периоды его эксплуатации ухудшилась по отношению к многоводному году в четыре раза. Установлено, что чем больше коэффициент интенсивности внешнего водообмена, тем меньше показатель внешнего водообмена во временных единицах и интенсивнее происходят смена и самоочищение воды в водохранилище. Если показатель внешнего водообмена меньше единицы, то смена нормативных водных ресурсов водохранилища будет происходить меньше чем за год. Результаты исследований могут быть полезны при разработке режимов эксплуатации водохранилища в условиях изменения климата.
OПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ВО ВТОРИЧНЫХ ЦЕПЯХ ПОДСТАНЦИЙ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ ПО ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ ШИНАМ ГРОЗОВОГО ИМПУЛЬСА НАПРЯЖЕНИЯ
No full textLightning voltage impulse due to the waves of storm surge rolling out the high voltage line to a substation causes current to flow in the buses that, due to magnetic effect, induces overvoltage in the secondary circuit. Overvoltage in the system “wire – ground” is considered as obstructions which are hazard in relation to the possibility of electrical damage of the devices of relay protection and automation of substations. With the use of the inverse Laplace transformation, the solution of the problem the magnetic influence of the primary circuits to secondary circuits in the time domain depending on time of transition, which always occurs during the distribution of the voltage impulse in the buses, has been obtained. Estimation of the level of overvol tage in the system “wire – ground” for the case of failure of a bus nonlinear surges and arresters when lightning impulse of voltage is distributed on the buses along their length without deformation has been fulfilled. Solutions are obtained for overvoltage in the secondary circuits, according to which the levels of overvoltage can be estimated as “extremely stepped-up”, “lowered” and “averagely stepped-up” levels. With a method of computational experiment the levels of overvol tage for distribution substations with voltage 110 and 220 kV were assessed. The results are compared with the normalized values of the interference voltage. The suggested method of calculation of impulse magnetic influence of the primary circuits on the secondary circuits of substations while lightning impulse voltage is being distributed in high voltage buses for the case of failure of a nonlinear surge and arresters at the stage of design and operation of substations can be used as a test method for estimation of electrical durability of relay protection and automatic equipment from lightning and switching overvoltage.Грозовой импульс напряжения, обусловленный набегающими с линии высокого напряжения на подстанцию волнами грозовых перенапряжений, вызывает ток в шинах, который вследствие магнитного влияния индуктирует во вторичных цепях перенапряжения. Перенапряжения в системе «провод – земля» рассматриваются как помехи, представляющие опасность в отношении возможности электрического повреждения устройств релейной защиты и автоматики подстанций. Используя обратное преобразование Лапласа, получено решение задачи магнитного влияния первичных цепей на вторичные цепи во временной области в зависимости от времени переходного процесса, который всегда возникает при распространении по шинам импульса напряжения. Выполнена оценка уровня перенапряжений в системе «провод – земля» для случая несрабатывания шинных нелинейных ограничителей перенапряжений и разрядников, когда грозовой импульс напряжения распространяется по шинам без деформации по их длине. Получены решения для перенапряжений во вторичных цепях, по которым можно оценить предельно повышенный, пониженный и средний повышенный уровни перенапряжений. Методом вычислительного эксперимента проведена оценка уровней перенапряжения для распределительных подстанций напряжением 110 и 220 кВ. Полученные результаты сопоставлены с нормируемыми значениями напряжения помех. Разработанный метод расчета импульсного магнитного влияния первичных цепей на вторичные цепи подстанций при распространении по высоковольтным шинам грозового импульса напряжения для случая несрабатывания нелинейных ограничителей перенапряжений и разрядников на стадии проектирования и эксплуатации подстанций может использоваться как тестовый для оценки электрической стойкости устройств релейной защиты и автоматики от грозовых и коммутационных перенапряжений
ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ УДАРОВ ПРИ ЗАПОЛНЕНИИ СИСТЕМЫ КОМПЕНСАЦИИ ДАВЛЕНИЯ В ВОДОВОДЯНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕАКТОРАХ
Get PDFThe research presented in the article conforms to the severe accident that took place at the Three Mail Island nuclear power plant in the USA. The research is focused on improving the reliability of the pressure compensator that is an important equipment of the primary circuit. In order to simulate such a situation, the stand has been developed to simulate the design of the pressurizer of the PWR-440 reactor, in particular an elliptical shape of the upper lid which has a steam outlet pipe at the top of the construction that creates conditions for occurrence of such water hammers. For the experiments, an installation has been created that makes it possible to measure and record the water hammering that occur when the tanks are filled. Measurement of the amplitude of the water hammering was carried out by a specially developed piezoelectric sensor, and the registration – by a light-beam oscilloscope. The technique of carrying out the experiment is described and the results of an experimental study of the water hammers arising when the vessels are completely filled are presented. Quantitative data were obtained on the amplitudes of the hydraulic impacts depending on the rate of filling of the vessel and the diameter of the outlet, the maximum pressure of the hydraulic shock was 7–9 atm. Comparison of calculated and experimental data has been performed. The allowable discrepancy is explained by the calculated value of the system stiffness coefficient, which did not take into account the presence of welded seams in the tank that imparts the system with additional rigidity. The calculated relationships are obtained, that make it possible to estimate the amplitudes of the water hammers through the acceleration of the water level in front of the outlet from a vessel with an elliptical bottom. The possibility of a water hammer in the pressure compensator is demonstrated by experiment and by theoretical calculations. Based on the experimental data, a list of initial events of severe accidents at NPPs with a water-cooled and water-moderated power reactor can be expanded.Представленное в статье исследование согласуется с тяжелой аварией, произошедшей на АЭС Три-Майл-Айленд в США. Исследование направлено на повышение надежности работы компенсатора давления – важного оборудования первого контура. Для моделирования подобной ситуации был разработан стенд, имитирующий конструкцию компенсатора давления реактора ВВЭР-440, в частности формой верхней эллиптической крышки, которая имеет патрубок отвода пара в самом верху конструкции, что создает условия для появления подобных гидравлических ударов. Для проведения экспериментов создана установка, позволяющая измерять и регистрировать гидроудары, возникающие при заполнении емкостей. Измерение амплитуды гидроударов осуществлялось специально разработанным пьезодатчиком, а регистрация – на светолучевом осциллографе. Описана методика проведения эксперимента и представлены результаты экспериментального исследования гидроударов, возникающих при полном заполнении сосудов. Получены количественные данные по амплитудам гидроударов в зависимости от скорости заполнения емкости и диаметра выходного отверстия, максимальные давления гидроудара составили 7–9 атм. Выполнено сравнение расчетных и экспериментальных данных, допустимое расхождение объясняется расчетной величиной коэффициента жесткости системы, который не учитывал наличие сварных швов в баке, придающих системе дополнительную жесткость. Получены расчетные соотношения, позволяющие оценить амплитуды гидроударов через ускорение уровня воды перед выходным отверстием из сосуда с эллиптическим днищем. Экспериментально и теоретически показана возможность возникновения гидравлического удара в компенсаторе давления. На основании данных эксперимента может быть расширен перечень исходных событий тяжелых аварий на АЭС с водоводяным энергетическим реактором
ДИАГНОСТИКА СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ И ПИТАЮЩЕГО КАБЕЛЯ В УСЛОВИЯХ ЛОКАЛЬНОЙ КОМПЕНСАЦИИ
Get PDFMore than 70 % of the load in metallurgy, mining, gas, and other industries of the CIS consist of asynchronous motors. A relevant objective for all enterprises is to reduce consumption of reactive power in the network and ensuring reliable start of the engine by controlling the resistance value of the insulation. The most effective measure for reactive power compensation is placing the capacitor batteries directly at the points of connection of the asynchronous motor i. e. local reactive power compensation. The aim of the present research was to reduce the cost of production of the enterprise (which provides reactive power compensation), and in the period of technological pause to use the power stored in the capacitor to batteries in order control the changes of resistance value of insulation. After disconnecting the motor from the mains and its stop, the windings is being connected in parallel to the capacitor bank. The discharge of the capacitor is performed in the circuit consisting of the inductance of the motor winding, the integrated insulation resistance and battery capacity. Characteristic features of the transitional discharge process of the capacitor depend on the size of the equivalent circuit elements. The transition process may be aperiodic and periodic in its nature. Aging of motor winding causes a decrease of its impedance. When the magnitude of the insulation resistance reaches a critical value, this causes a change of the nature of the process. The device that has been developed monitors the insulation condition of the motor and the power supply cable during technological pauses without the low voltage power source and additional switching.Более 70 % нагрузки в металлургии, горно-, газодобывающих и других отраслях в СНГ составляют асинхронные двигатели. Актуальной задачей для всех предприятий является снижение потребления реактивной мощности в сети и обеспечение надежного пуска двигателя за счет контроля величины сопротивления его изоляции. Наиболее эффективное мероприятие по компенсации реактивной мощности – размещение конденсаторных батарей непосредственно в точках подключения асинхронного двигателя – локальная компенсация реактивной мощности. Целью исследований было снижение себестоимости выпускаемой продукции предприятия, что обеспечивает компенсация реактивной мощности, а в период технологической паузы использовать мощность, запасенную в батарее конденсаторов для контроля изменения величины сопротивления изоляции. После отключения двигателя от питающей сети и его остановки к обмоткам параллельно подключают батарею конденсаторов. Разряд конденсатора осуществляется в контуре состоящего из индуктивности обмотки двигателя, комплексного сопротивления изоляции и емкости батареи. Характер переходного процесса разряда конденсатора зависит от величины элементов схемы замещения. Переходный процесс может носить апериодический и периодический характер. Старение изоляции обмотки двигателя приводит к уменьшению величины ее сопротивления. Достижение величиной сопротивления изоляции критического значения приводит к изменению характера процесса. Разработанное устройство осуществляет контроль состояния изоляции двигателя и питающего кабеля во время технологических пауз без низковольтного источника питания и дополнительных коммутаций
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ АВТОНОМНОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
Get PDFThe importance of the problem of the static stability of the stationary mode of the power system for its operation is extremely high. The investigation of the static stability of the power system is a subject of a number of works, but the problems of static stability of the stationary points of an autonomous synchronous generator are given little attention. The article considers transient and resonant (stationary) modes of the generator under active-inductive and active-capacitive loads. Mathematical model of transients in a natural form and in the coordinate system d, q are plotted. It is discovered that the mathematical model of the transition process of an autonomous synchronous generator is identical to the mathematical model of the transition process of the synchronous machine under three-phase short circuit. Electromagnetic transients of an autonomous synchronous generator are described by a system of linear autonomous differential equations with constant coefficients. However, the equivalent circuit of a generator contains dependent sources. We investigated the stability of stationary motion of an autonomous synchronous generator at a given angular velocity of rotation of the rotor. The condition for the existence and stability of stationary points of an autonomous synchronous generator is derived. The condition for the existence of stationary points of such a generator does not depend on the active load resistance and stator windings, and inductance of the rotor. The determining of stationary points of the generator is reduced to finding roots of a polynomial of the fourth degree. The graphs of electromagnetic torque dependencies on the angular velocity of rotation of the rotor (mechanical characteristics) are plotted. The equivalent circuits, corresponding to the equations of the transition process of an autonomous synchronous generator, are featured as well.Значение проблемы статической устойчивости стационарного режима энергосистемы для ее функционирования исключительно велико. Исследованию статической устойчивости энергосистемы посвящен ряд работ, однако вопросам статической устойчивости стационарных точек автономного синхронного генератора уделено недостаточно внимания. В статье рассмотрены переходные и резонансные (стационарные) режимы такого генератора при активно-индуктивной и активно-емкостной нагрузках. Приведены математические модели переходных процессов в натуральной форме и в системе координат d, q. Установлено, что математическая модель переходного процесса автономного синхронного генератора идентична математической модели переходного процесса синхронной машины при трехфазном коротком замыкании. Электромагнитные переходные процессы автономного синхронного генератора описываются системой линейных автономных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами, однако схема замещения генератора содержит зависимые источники. Исследована устойчивость стационарного движения автономного синхронного генератора при заданной угловой скорости вращения ротора. Получено условие существования и устойчивости стационарной точки автономного синхронного генератора. Условие существования стационарной точки такого генератора не зависит от активного сопротивления нагрузки и статорной обмотки, а также от индуктивности ротора. Определение стационарных точек генератора сводится к отысканию корней полинома четвертой степени. Построены графики зависимостей электромагнитного момента от угловой скорости вращения ротора (механическая характеристика). Приведены схемы замещения, соответствующие уравнениям переходного процесса автономного синхронного генератора
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ ОДНОРЯДНОГО ПУЧКА ИЗ ОРЕБРЕННЫХ ТРУБ ПРИ СМЕШАННОЙ КОНВЕКЦИИ ВОЗДУХА
Get PDFThe technique and results of experimental study of heat transfer of a single bundle consisting of bimetallic tubes with helically knurled edges, in natural and mixed convection of air are presented. Mixed convection, i.e. a heat transfer, when the contribution of free and forced convection is comparable, was created with the help of the exhaust shaft mounted above the heat exchanger bundle and forced air movement was created by the difference in density of the air in the shaft and the environment. The experimental dependence of the heat transfer of finned single row of bundles in the selected ranges of Grashof and Reynolds numbers has been determined. It is demonstrated that heat transfer in the mixed convection is 2.5−3 times higher than in free one and the growth rate of heat transfer with increasing Reynolds number is more than in the forced convection. Different forms of representation of results of experiments were analyzed and it was determined that the Nusselt number has a single power dependence on the Reynolds number at any height of the exhaust shafts. A linear dependence of the Reynolds number on the square root of the Grashof number was determined as well as the proportionality factors for different shaft heights. It is noted that the characteristics of the motion of air particles in the bundle in free convection is identical to the motion of particles in forced convection at small Reynolds numbers, i.e. a free convection flow smoothly flows into a forced convection one without the typical failures or surges if additional driving forces arise.Представлены методика и результаты экспериментального исследования теплоотдачи однорядного пучка, состоящего из биметаллических труб со спирально накатными ребрами, при естественной и смешанной конвекции воздуха. Смешанная конвекция, представляющая собой теплообмен, когда вклад свободной и вынужденной конвекции сопоставим, была организована с помощью вытяжной шахты, установленной над теплообменным пучком, а вынужденное движение воздуха создавали за счет разности его плотностей в шахте и окружающей среде. Получены экспериментальные зависимости теплоотдачи оребренных однорядных пучков в выбранных диапазонах чисел Грасгофа и Рейнольдса. Показано, что теплоотдача при смешанной конвекции в 2,5−3 раза выше, чем при свободной, а интенсивность роста теплоотдачи при увеличении числа Рейнольдса больше, чем при вынужденной конвекции. Проанализированы различные формы представления результатов экспериментов и определено, что число Нуссельта имеет единую степенную зависимость от числа Рейнольдса при любой высоте вытяжной шахты. Установлена линейная зависимость числа Рейнольдса от квадратного корня из числа Грасгофа и определены коэффициенты пропорциональности для различных высот шахты. Отмечено, что характер движения частиц воздуха в пучке при свободной конвекции идентичен движению частиц при вынужденной конвекции при малых числах Рейнольдса, т. е. свободно-конвективный поток при возникновении дополнительных движущих сил плавно перетекает в вынужденно-конвективный без характерных провалов или скачков.
СНИЖЕНИЕ ПОТЕРЬ НА ТРЕНИЕ ПРИ ВИХРЕВОМ ТЕЧЕНИИ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ ДОБАВКАМИ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК
Get PDFMagnetic fluids are promising lubricating material, in particular, in sliding bearings. With the aid of the magnetic system the magnetic fluid is held in the gap of friction that simplifies the design of the lubrication system sufficiently. It is known that when conventional lubricants (mineral oil, water) flow, with increasing of speed of rotation of the inner cylinder the transition of laminar flow in a vortex takes place. This dramatically increases the viscous friction losses. The friction losses in a wide range of speeds and possibilities of their decrease due to the vortex flow of the magnetic fluid in the gap between the cylinders are experimentally studied. It is revealed that when the dimensionless speed – number of Taylor equal to 41.2 – is reached, the slope of the curve of friction torque sharply increases, viscous losses also increase, i. e. there is a change laminar flow to a vortex one. The average temperature in the layer of the magnetic fluid reaches 60 оC. This factor leads to increased evaporation of the carrier liquid (water, mineral oil), which reduces the service life of the lubricant i.e. the magnetic fluid. In order to reduce viscous friction when a vortex flow of magnetic fluids takes place, carbon nanotubes, which are cylinders with a diameter of 5.0 nm and a length of about 0.1 mm, are brought into the magnetic fluid. Carbon nanotubes demonstrate elasticity under transverse bending: they curve under the impact of load, and after its removal they restore their original shape. They are also able to elongate along the axis by 16 % and to return to its original position after removal of the load. The effect of reducing friction (about 30 %) with a vortex flow of magnetic fluid by the introduction of carbon nanotubes in a magnetic fluid is experimentally obtained. The likely mechanism of friction reduction is the ability of nanotubes to deform under the influence of pressure pulsations and the velocity of the swirling flow, and to absorb partially a part of their energy. As it was experimentally demonstrated, there is an optimum weight concentration of the additive of nanotubes in the magnetic fluid (~10–4) that is associated with the maximum effect of reducing friction by 30 %. Thus, the insertion of carbon nanotubes in the lubricant (magnetic fluid) makes it possible to reduce the viscous friction and, consequently, to increase the range of operating speeds, to strengthen the online lubricant site.Магнитная жидкость является перспективным смазывающим материалом, например в подшипниках скольжения. С помощью магнитной системы магнитная жидкость удерживается в зазоре трения, что существенно упрощает конструкцию системы смазки. Известно, что при течении обычных смазок (минерального масла, воды) в зазоре между цилиндрами с ростом скорости вращения внутреннего цилиндра происходит переход ламинарного течения в вихревое. При этом резко возрастают потери на вязкое трение. Экспериментально исследованы потери на трение в широком интервале скоростей и возможности их снижения при вихревом течении магнитной жидкости в зазоре между цилиндрами. Выявлено, что при достижении безразмерной скорости – числа Тейлора, равного 41,2, – резко увеличивается угол наклона кривой момента трения, вязкие потери тоже возрастают, т. е. происходит смена ламинарного режима течения на вихревой. Средняя температура в слое магнитной жидкости достигает 60 оC. Этот фактор приводит к повышению испарения жидкости-носителя (воды, минерального масла), что снижает ресурс работы смазки – магнитной жидкости. С целью уменьшения вязкого трения при вихревом течении магнитной жидкости в нее вводятся углеродные нанотрубки, представляющие собой цилиндры диаметром до 5,0 нм и длиной около 0,1 мм. Углеродные нанотрубки проявляют упругость при поперечном изгибе: под воздействием нагрузки изгибаются, а после ее снятия восстанавливают первоначальную форму. Они также способны удлиняться вдоль оси на 16 % и после снятия нагрузки возвращаться в исходное положение. Экспериментально получен эффект снижения трения (около 30 %) при вихревом течении магнитной жидкости введением углеродных нанотрубок в магнитные жидкости МНт-40 и МВ-32. Вероятный механизм уменьшения трения – способность нанотрубок деформироваться под воздействием пульсаций давления и скоростей вихревого потока и частично поглощать часть их энергии. Как показали эксперименты, существует оптимальная весовая концентрация добавки нанотрубок в магнитную жидкость (~10–4), при которой наблюдается максимальный эффект снижения трения на 30 %. Таким образом, введение углеродных нанотрубок в смазку (магнитную жидкость) позволяет снижать вязкое трение и соответственно увеличивать диапазон рабочих скоростей, повышать ресурс смазочного узла
АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ГРУППОЙ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ С ЦЕЛЬЮ СНИЖЕНИЯ ЗАТРАТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Get PDFBooster pumping plants, equipped with a group of pump units operating in parallel, are typical objects of the city water supply system. Improving its power efficiency is a very urgent topical objective, because its power consumption is a significant part in the structure of power consumption of water utilities. The aim of the present study is to identify opportunities of improving the power efficiency of pumping stations due to the automatic control of the pump group. The paper presents results of the study of the instantaneous efficiency changes of booster pumping stations under the conditions of variable water consumption. The basic reasons of the reducing pumping plant efficiency are reported in the article. Among them, there is a sharp decline in the effectiveness of the regulated pump units, when they functioning for the hydraulic network with a significant static component of the pressure. The main factors affecting the duration of the adjustable pumping unit in inefficient area are determined. The method of controlling a group of pumping units, taking into account the instantaneous efficiency of each of them was suggested. The approbation of this method at the local booster pumping stations was fulfilled. The effects of disabling the controlled pump unit which is in the ineffective area, on the overall efficiency of the pumping station and on alteration of its output pressure immediately after the pump is switched off are studied. It was shown that the timely shutdown of an inefficiently controlled pump unit can reduce the power consumption of the pumping plant by 8–10 % as compared to the traditional control methods. The range of variation of the instantaneous efficiency of the pumping station can serve as a criterion of correct selection of pumping equipment as well it can be the rationale of the necessity for its replacement.Повысительные насосные станции, оснащенные группой насосных агрегатов, работающих параллельно, являются типовыми объектами системы водоснабжения городов. Повышение их энергоэффективности – актуальная задача, поскольку энергопотребление станций составляет существенную долю в структуре энергопотребления водоканала. Цель исследования – определение возможностей повышения энергоэффективности насосных станций за счет автоматического управления режимами работы группой насосных агрегатов. В статье приведены результаты исследования изменения мгновенной эффективности повысительных насосных станций в условиях переменного водопотребления. Выявлены основные причины снижения эффективности работы насосных станций. Среди них – резкое снижение эффективности регулируемых насосных агрегатов при работе на гидравлическую сеть со значительной статической составляющей напора. Определены основные факторы, влияющие на длительность нахождения регулируемого насосного агрегата в неэффективной зоне. Предложен метод управления группой насосных агрегатов с учетом мгновенной эффективности каждого из них. Проведена апробация данного метода на локальных повысительных насосных станциях. Изучено влияние отключения регулируемого насосного агрегата, находящегося в неэффективной зоне, на общую эффективность работы насосной станции и на изменение ее выходного давления непосредственно после момента отключения насоса. Исследование показало, что своевременное отключение неэффективного регулируемого насосного агрегата может снизить энергопотребление насосной станции на 8–10 % по сравнению с управлением по традиционным методам. Диапазон изменения мгновенной эффективности насосной станции может служить критерием оценки правильности подбора насосного оборудования, а также быть обоснованием для его замены
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДА МЕЖДУФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В ТОКОВЫХ ЗАЩИТАХ ЛИНИЙ 6–35 КВ
Get PDFThe methods of determining the kind of phase-to-phase short circuit (SC) on the lines of 6–35 kV for improvement the technical perfection of their current protections are surveyed. Preference is given to the method of determining damages according to the relative unbalance the operating currents. The possibility of using the phase currents or their differences for this purpose is demonstrated. The method of computational experiment was used to investigate the influence of the DC load line and transition resistance at the failure site on the relative asymmetry of the currents that ultimately determines the reliability of the establishment of the kind of SC. It is discovered that when the phase currents are used to determine the type of the failure higher sensitivity to remote two-phase SC is achieved. However, in this case, the accuracy of determining the type of failure is more affected by currents of the line load. Determination of failure with the use of differences of phase currents is less sensitive to remote two-phase SC. However, this provides less impact on the accuracy of determining the type of failure of load line currents. Transition resistance at the failure site shifts the relative unbalance of the currents to the area of twophase SC. It is established that despite the kind of a remote SC in parallel lines the proposed methods provide accurate determination of types of failure that simultaneously occurs on the monitored line. When failures are superpositioned, one of which is on one of the parallel lines near the common bus and the other second on the monitored bus, the kind of the SC, determined by any of the proposed methods may differ from the actual one. It depends on the types of resulting failures, the combinations of shutting phases, the steady-state current distribution in the network and other factors. The proposed methods make it possible to determine the kind of phase-to-phase SC, in the worst case, for a time not exceeding the period of industrial frequency.. Рассмотрены методы определения вида междуфазного короткого замыкания (КЗ) на линиях 6–35 кВ для повышения технического совершенства их токовых защит. При этом предпочтение отдано методу определения вида повреждения по относительной несимметрии действующих значений токов. Показана принципиальная возможность использования для этой цели фазных токов либо их разностей. Методом вычислительного эксперимента исследовано влияние тока нагрузки линии и переходного сопротивления в месте повреждения на относительную несимметрию токов, что в конечном итоге определяет достоверность установления вида КЗ. Установлено, что при использовании для определения вида повреждения фазных токов обеспечивается более высокая чувствительность к удаленным двухфазным КЗ. Вместе с тем в этом случае на достоверность определения вида повреждения в большей степени влияют токи нагрузки линии. Определение вида повреждения с использованием разностей фазных токов отличается меньшей чувствительностью к удаленным двухфазным КЗ, однако при этом обеспечивается меньшее влияние на достоверность определения вида повреждения токов нагрузки линии. Переходное сопротивление в месте повреждения смещает относительную несимметрию токов к области двухфазных КЗ. Установлено, что при любых удаленных КЗ на параллельных линиях предложенные методы обеспечивают достоверное определение вида повреждения, одновременно возникающего на контролируемой линии. При наложении повреждений, одно из которых находится на одной из параллельных линий вблизи общих шин, а второе – на контролируемой линии, определенный любым из предложенных методов вид КЗ может отличаться от фактического. Это зависит от видов возникших повреждений, сочетаний замкнувшихся фаз, установившегося токораспределения в сети и других факторов. Предложенные методы позволяют определять вид междуфазного КЗ в наихудшем случае за время, не превышающее периода промышленной частоты
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОЗДУШНЫХ ПРОСЛОЕК В ОГРАЖДЕНИЯХ ЗДАНИЙ ДЛЯ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ ПРИ КОНДИЦИОНИРОВАНИИ ВОЗДУХА
Get PDFSince there are no large natural energy resources in Belarus, energy savings ought to be a point of the special attention. With this regard it is important to develop modern ways of savings during the process of air conditioning inside new buildings with an air layer in the enclosure, especially in translucent ones. The system of ventilation of air layers in the enclosure of a building has been introduced in which air movement is caused by the gravitational and aerodynamic forces. It makes it possible to arrange further ventilation – a natural, forced or a hybrid one. With the purpose of increasing and streamlining natural draught the partitions are used separating the different parts of air layers. For natural ventilation with the use of gravitational forces the holes in the upper and lower parts of the partitions between adjacent air layers are applied. Natural ventilation in the holes of the partitions is regulated by movable shutters, blinds or other adjusting devices. For combined or forced air exchange between adjacent zones of air layers fans are used pumping air from the air layer zones with a higher temperature to zones of air layers with lower temperature and vice versa. When air exchange is forced, in order to intensify the infiltration of air into zones of air layers jets are laid on a hard surface. In order to cool a multi-layered enclosure of a building, where the movement of air between the air layers (that have been formed by internal partitions) is being fulfilled by a natural, forced or combined mode, a part of the air or the total air processed inside the building (i.e. conditioned or non-conditioned air cooler as compared with the outside one) is being sent to these strata. Combined or forced flow of the air processed inside the building into the air layers is done through the ducts associated with the output channels of the air conditioners. The internal partitions are equipped with the air valve hole.Поскольку в Беларуси нет крупных природных энергоресурсов, необходимо постоянно помнить об экономии энергии. В связи с этим важна разработка современных способов экономии при кондиционировании воздуха внутри новых зданий с воздушными прослойками в ограждениях, особенно в светопрозрачных. Предложена система вентиляции воздушных прослоек в ограждении здания, при которой движение воздуха происходит за счет гравитационных и аэродинамических сил, что позволяет дополнительно организовать естественный, принудительный или комбинированный воздухообмен. С целью увеличения и упорядочения естественной тяги используются перегородки, разделяющие разные части воздушных прослоек. Для естественного воздухообмена с использованием гравитационных сил применяются отверстия, выполненные в верхней и нижней частях перегородок между смежными зонами воздушных прослоек. Естественный воздухообмен в отверстиях перегородок регулируется подвижными заслонками, жалюзи или иными регулировочными устройствами. Для комбинированного или принудительного воздухообмена между смежными зонами воздушных прослоек используются вентиляторы с прокачкой воздуха из зон воздушных прослоек с более высокой температурой воздуха в зоны воздушных прослоек с более низкой температурой или наоборот. При принудительном воздухообмене для интенсификации проникновения воздуха в зоны воздушных прослоек применяют настилаемые на твердую поверхность струи. Для охлаждения многослойного ограждения здания, при котором естественным, принудительным или комбинированным путем создается движение воздуха между воздушными прослойками, образованными внутренними перегородками, осуществляется подача в эти прослойки части или всего отработанного внутри здания кондиционированного или некондиционированного (но более холодного по сравнению с наружным) воздуха. Комбинированная или принудительная подача отработанного внутри здания воздуха в воздушные прослойки производится посредством воздуховодов, связанных с выводящими каналами кондиционеров. При этом внутренние перегородки оборудуются воздушными клапанными отверстиями