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
О СОВЕРШЕНСТВОВАНИИ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ АППАРАТОВ ПЕРИОДИЧЕСКОГО КРАШЕНИЯ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Get PDFThe paper offers the results of pinch analysis, thermodynamic analysis based on exergy method that determine the energy-supply efficacy enhancement variants for the processing equipment in the light industry finishing production as exemplified by the apparatuses of batch operation for textile dyeing. Scientifically substantiated improvement feasibility estimation for the Belarusian light industry enterprises thermo-technological production energy supply is of current concern and in demand in the existing economic situation. Exergy method allows obtaining the indicated estimation by the simplest and most logical way as against the other methods of thermodynamic analysis e.g. entropy method or employing the cycle theory. Pinch analysis employment not only allows verifying the estimation results but also points out the problem spots demanding cardinal changes and modernization. This complex approach renders possible outlining simple ways of energy saving in the existing technical systems of substance transformation, which is important under the conditions of operating production for successful handling the problem of lowering production costs. The example of the most widespread thermo-technological production of the light industry illustrates the above stated. For most enterprises of the republic, it remains problematic in many ways. The suggested ways of solving the problem are not exhaustive and offer evolutionary changes that secure economic indicators fitting the dictates of time and the enterprises capabilities. Another critical factor of the presented analysis and ways for thermo-technological energy supply improvement is that the proposed changes can realize on basis of the equipment that established a good reputation during continuous service in different productions and manufactured in the republic in working partnership with foreign design engineers. Приведены результаты пинч-анализа, термодинамического анализа на базе эксергетического метода, на основе которых определены варианты повышения эффективности энергообеспечения основного оборудования в отделочном производстве легкой промышленности на примере аппаратов периодического действия для крашения текстильных материалов. Научно обоснованная оценка возможности совершенствования энергообеспечения теплотехнологического производства предприятий легкой промышленности Беларуси актуальна и востребована в сложившейся экономической ситуации. Эксергетический метод позволяет получить указанную оценку наиболее простым и логичным путем по сравнению с другими методами термодинамического анализа, например энтропийным или с помощью теории циклов. Привлечение пинч-анализа позволяет не только проверить результаты оценки, но и указывает проблемные места, требующие кардинальных изменений и модернизации. Благодаря такому комплексному подходу можно наметить простые пути энергосбережения в существующих технических системах преобразования вещества, что важно в условиях действующего производства для успешного решения задачи снижения себестоимости продукции. Изложенное иллюстрируется на примере наиболее распространенного теплотехнологического производства легкой промышленности, которое во многом остается проблемным для большинства предприятий республики. Предлагаемые пути решения не являются исчерпывающими, но предлагают эволюционные изменения, обеспечивающие экономические показатели, которые отвечают требованиям времени и возможностям предприятий. Другой немаловажный фактор представленных анализа и путей совершенствования энергообеспечения теплотехнологий – то, что предлагаемые изменения могут быть реализованы на базе оборудования, которое положительно себя зарекомендовало в ходе длительной эксплуатации на различных производствах и выпускается в республике в кооперации с зарубежными разработчиками.
ОПТИМИЗАЦИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО РЕЖИМА РАБОТЫ СУШИЛЬНОЙ КАМЕРЫ
Get PDFWood utilization is a critical direction of the industrial production advancement, where desiccation of wood holds a prominent place. Convective drying in chamber driers is the presentday dominant technique for wood desiccation. Nevertheless, available scientific literature on the subject does not place high emphasis on the issue of gas flow structure inside the drier installations and, in particular, in the clearance between horizontal rows of stacked saw timber. Whereas, the air flowing between horizontal rows facilitates wood heating and moisture removing from the boundary layer. The present article studies aerodynamics of the experimental timber drying test stand at the A. V. Luikov Heat and Mass Transfer Institute of NAS of Belarus. The timber drying test stand geometry structure is complicated, which is why aerodynamics valuation of the drier agent in the chamber involves the software system ANSYS Fluent 14.5. For that end, the researchers developed the convective drier installation geometrical model. A physico-mathematical simulation was developed for sawn timber convective drying aerodynamics in the timber drying test stand of the Heat and Mass Transfer Institute. Based on the computations made, the drier agent flow configuration was analyzed, stagnant pockets identified. It was found that the timber drying test stand was not operating within its optimal aerodynamic conditions. The drying chamber optimal aerodynamic conditions determination includes accounting for an additional canal between the chamber rear wall and the timber stack, absence of the screen above the stack, and presence of the screen between the floor and the stack. As well as variation of the drying agent speed, pressure differrential at the blower, the inter-row gobb amount variation. The paper offers recommendations on optimizing the drying installation aerodynamics based on the numerical simulation results. To this effect, speed of the drier agent in the chamber should be reduced at the expense of reduction of pressure differential at the blower: from initial (150 Pa) to final (90 Pa). It is necessary as well to install an additional screen between the chamber floor and the stack.Одно из важных направлений развития промышленного производства – переработка древесины, в которой сушка занимает значительное место. Основным в настоящее время является конвективный способ сушки древесины в сушильных камерах. Однако в научной литературе не уделяется должного внимания структуре газового потока в сушильных установках и, в частности, в зазорах между горизонтальными рядами пиломатериалов в штабеле. В то время как воздух, протекающий в пространстве между горизонтальными рядами, способствует нагреву древесины и удалению влаги из пограничного слоя. В статье исследуется аэродинамика экспериментального лесосушильного стенда Института тепло- и массообмена имени А. В. Лыкова НАН Беларуси. Геометрическая структура лесосушильного стенда сложная. Поэтому расчет аэродинамики сушильного агента в камере осуществлен на основе программного комплекса ANSYS Fluent 14.5. Для этого создана расчетная геометрическая модель конвективной камерной сушильной установки. Разработана физико-математическая модель аэродинамики конвективной сушки пиломатериалов в лесосушильном стенде Института тепло- и массообмена. На основе проведенных расчетов выполнен анализ структуры потока сушильного агента, выявлены застойные зоны. Установлено, что лесосушильный стенд работает не в оптимальном аэродинамическом режиме. Для определения оптимального аэродинамического режима сушильной камеры проведены расчеты с учетом дополнительного канала между задней стенкой камеры и штабелем, при отсутствии экрана сверху штабеля и наличии экрана между полом и штабелем, при изменении скорости сушильного агента, различных перепадах давления на вентиляторе, вариации количества межрядовых прокладок. По результатам моделирования предложены рекомендации по оптимизации аэродинамики сушильной установки: необходимо снизить скорость сушильного агента в камере за счет уменьшения перепада давления на вентиляторе с начального (150 Па) до конечного (90 Па), а также установить в сушильной камере дополнительный экран между полом и штабелем
К ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА МАГНИТНЫХ ЖИДКОСТЕЙ ДЛЯ МАГНИТОЖИДКОСТНЫХ УСТРОЙСТВ
Get PDFMagnetic fluid is a colloid of magnetic nanoparticles. Using of magnetic fluids in technical devices demands applying of strong non-uniform magnetic fields for a long time. One of the most widespread magnetic fluid devices are magnetic fluid seals of mobile shafts, magnetic fluid supports, bearings, acceleration and angle of inclination gauges, devices for information input in the computer and etc. These devices demand high quality of used fluids. Processes of magnetophoresis and Brownian diffusion in magnetic fluid lead to concentration of magnetic particles in the areas with higher intensity of magnetic field and increase of fluid magnetization in these areas. A local change of particles concentration in the fluid leads to variation of its physical properties. Formation of aggregates from the particles and the further stratification of magnetic fluid, up to its destruction, may be the most serious consequence of redistribution of concentration of magnetic particles. These factors lead to variation of parameters of magnetic fluid devices; cause disturbance of their normal operation and even failure. Therefore, the consistent, high quality magnetic fluids which are not subject to fast stratification in a non-uniform magnetic field are necessary for effective work of the devices. The procedure of evaluation test of quality of magnetic fluids is proposed in this paper. The test is based on studying of influence of processes of magnetophoresis and Brownian diffusion of magnetic particles in magnetic fluid on the forces acting on the volume of fluid in an external non-uniform magnetic field. The procedure is developed on the basis of analysis of magnetic force variation in time under the action of non-uniform field of permanent magnets. Methods of determination of stability of magnetic fluid, known at present, demand rather complicated equipment and laborious and complex investigations. Proposed procedure can be used as an express method for evaluation of magnetic fluid quality for usage in technical devices, and it does not need complicated equipment.Магнитная жидкость представляет собой коллоид наночастиц магнетита. Применение магнитных жидкостей в технических устройствах имеет особенность, связанную с необходимостью использования сильно неоднородных магнитных полей в течение длительного промежутка времени. Одними из наиболее распространенных магнитожидкостных устройств являются магнитожидкостные уплотнения подвижных валов, магнитожидкостные опоры, подшипники, датчики ускорения, угла наклона, устройства для ввода информации в ЭВМ и т. п. Данные устройства предъявляют высокие требования к качеству используемых жидкостей. При воздействии неоднородных магнитных полей в магнитной жидкости происходят процессы магнитофореза и броуновской диффузии, что приводит к концентрации магнитных частиц в областях магнитной жидкости с большей напряженностью магнитного поля и увеличению намагниченности жидкости в данных областях. Локальное изменение концентрации частиц в жидкости изменяет ее физические свойства. Наиболее серьезным следствием переконцентрации магнитных частиц может быть образование агрегатов из частиц и дальнейшее расслоение магнитной жидкости вплоть до ее разрушения. Эти факторы приводят к изменению параметров магнитожидкостных устройств, нарушению их работоспособности и даже выходу из строя. Поэтому для их эффективной работы необходимы устойчивые, качественные магнитные жидкости, не подверженные быстрому расслоению в неоднородном магнитном поле. В данной работе предлагается методика оценки качества магнитных жидкостей, основанная на изучении влияния процессов магнитофореза и диффузии броуновских магнитных частиц в магнитной жидкости на силы, действующие в объеме жидкости во внешнем неоднородном магнитном поле. Методика создана на основе анализа характеристик изменения магнитной силы во времени в неоднородном поле постоянных магнитов. Известные в настоящее время методы определения устойчивости магнитной жидкости требуют достаточно сложного аппаратурного оформления и трудоемкой процедуры выполнения комплекса исследований. Предлагаемая методика может быть использована в качестве экспресс-метода оценки качества магнитной жидкости для ее применения в технических устройствах, и она не требует сложной аппаратуры
РАСЧЕТ ГИДРОЭЛЕВАТОРНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДОЗАБОРНЫХ СКВАЖИН ОТ ПЕСЧАНЫХ ПРОБОК
Get PDFThe article offers design of a hydraulic elevator installation for cleaning up water-source wells of sand packs. It considerers the installation hydraulic circuit according to which the normal pump feeds the high-level tank water into the borehole through two parallel water lines. The water-jet line with washing nozzle for destroying the sand-pack and the supply pipe-line coupled with the operational nozzle of the hydraulic elevator containing the inlet and the supply pipelines for respectively intaking the hydromixture and removing it from the well. The paper adduces equations for fluid motion in the supply and the water-jet pipelines and offers expressions for evaluating the required heads in them. For determining water flow in the supply and the water-jet pipe lines the author proposes to employ graphical approach allowing finding the regime point in Q–H chart by means of building characteristics of the pump and the pipe-lines. For calculating the useful vertical head, supply and dimensions of the hydraulic elevator the article employs the equation of motion quantity with consistency admission of the motion quantity before and after mixing the flows in the hydraulic elevator. The suggested correlations for evaluating the hydraulic elevator efficiency determine the sand pack removal duration as function of its sizes and the ejected fluid flow rate. A hydraulic-elevator installation parameters estimation example illustrates removing a sand pack from a water-source borehole of 41 m deep and 150 mm diameter bored in the village of Uzla of Myadelsk region, of Minsk oblast. The working efficiency of a manufactured and laboratory tested engineering prototype of the hydraulic elevator installation was acknowledged in actual tests at the indicated borehole site. With application of graphical approach, the suggested for the hydraulic elevator installation parameters calculation procedure allows selecting, with given depth and the borehole diameter, the normal pump, diameters of the supply and the water-jet pipe lines. After that, calculating dimensions of the jet pump – hydraulic elevator and the supply pipe line, and performing analysis of efficiency and work out characteristics of the installation. Предложена конструкция гидроэлеваторной установки для очистки водозаборных скважин от песчаных пробок. Рассмотрена гидравлическая схема установки, согласно которой вода из напорного бака подается рабочим насосом в скважину по двум параллельным трубопроводам: гидромониторному с размывающим насадком для разрушения песчаной пробки и подводящему трубопроводу, который подключен к рабочему соплу гидроэлеватора, содержащего всасывающий и подающий трубопроводы для забора гидросмеси и ее удаления из скважины. Составлены уравнения движения жидкости по подводящему и гидромониторному трубопроводам, получены выражения для определения в них потребных напоров. Для нахождения расходов воды в подводящем и гидромониторном трубопроводах предложено использовать графический метод, позволяющий путем построения характеристик насоса и трубопроводов в координатах Q–H найти режимную точку. Для определения полезной высоты подъема, подачи и размеров гидроэлеватора использовали уравнение количества движения с допущением о постоянстве количества движения до и после смешивания потоков в гидроэлеваторе. С целью оценки производительности гидроэлеватора предложены зависимости для расчета продолжительности удаления песчаной пробки в зависимости от ее размеров и расхода инжектируемой жидкости. Приведен пример расчета параметров гидроэлеваторной установки для удаления песчаной пробки в водозаборной скважине глубиной 41 м и диаметром 150 мм, пробуренной в д. Узла Мядельского района Минской области. Работоспособность изготовленного и испытанного в лаборатории опытного образца гидроэлеваторной установки была подтверждена при натурных испытаниях на указанной скважине. Предложенная методика расчета параметров гидроэлеваторной установки позволяет при заданных глубине и диаметре скважины графическим методом подобрать рабочий насос, диаметры подводящего и гидромониторного трубопроводов, а затем рассчитать размеры струйного насоса-гидроэлеватора и подающего трубопровода, произвести анализ эффективности и производительности работы установки.
ДВЕ КОНСТРУКЦИИ ВСТРАИВАЕМОГО В АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ТОРМОЗА
Get PDFThe significance of the braking devices is increasing due to the intensification of manufacturing, increase in the moving masses, speeds of movement and frequency of braking. During a short time period the braking device needs to convert a significant amount of mechanical energy into heat energy and transfer it into the environment without compromising the operability of both devices and machines in general. For electric actuators braking a normally closed mechanical brake is frequently used. When disconnecting the motor from the network the brake friction surfaces are closed and prevent rotation, and when the motor is switched on, they are opens under the action of the electromagnet, electro-hydraulic pusher, special electric motor, mechanical or pneumatic device. In the case of joint implementation of the asynchronous motor and the mechanical brake, the drive of quick stop is more compact and convenient. Such devices are further called asynchronous motors with electromechanical braking systems henceforth. The large number of requirements as well as different conditions of operation cause a large variety of designs of such motors. One of the major shortcomings of the functioning of well-known design is the periodic wear of the friction linings and the need for frequent replacement of them. The solution to this problem is the use of asynchronous motor with recessed combo braking device. However, for some mechanisms that do not require a smooth stop of the motor shaft and that have a speed of rotation of the motor shaft less than 1500 rpm, more simple and cheap solution would be the use of an electromechanical braking device with an air gap compensation. Due to wear of the friction linings the air gap of the electromagnet increases. Due to the compensation of the air gap of the electromagnet these devices make it possible to rub the material of the friction lining longer. The current designs of the electromechanical braking device with compensation of the air gap are quite bulky and complicated to be manufactured. Therefore, the authors developed, experimentally investigated and implemented two new, simple and cheap designs of electromechanical braking device with compensation of the air gap.Значение тормозных устройств возрастает в связи с интенсификацией производства, увеличением движущихся масс, скоростей перемещения и частоты торможений. В течение короткого периода времени тормозные устройства должны преобразовать в тепловую энергию значительное количество механической энергии и передать ее в окружающую среду без снижения работоспособности как устройства, так и машины в целом. Часто для торможения электроприводов применяются нормально замкнутые механические тормоза. При отключении электродвигателя от сети их фрикционные тормозные поверхности замыкаются и препятствуют вращению, а при включении – размыкаются под действием электромагнита, электрогидравлического толкателя, специального электродвигателя, механического или пневматического устройства. В случае совместного выполнения асинхронного двигателя и механического тормоза привод быстрого останова является более компактным и удобным. Такие устройства в дальнейшем будем называть асинхронными двигателями с электромеханическими тормозными устройствами. Многочисленность требований, а также различия условий эксплуатации обусловливают большое разнообразие конструкций этих двигателей. Одними из существенных недостатков работы широко известных конструкций являются периодический износ фрикционных накладок и необходимость их частой замены. Решение данной проблемы – использование асинхронного двигателя с встраиваемым комбинированным тормозным устройством. Однако для некоторых производственных механизмов, не требующих плавной остановки и обладающих скоростью вращения вала электродвигателя nном < 1500 об/мин, более простым и дешевым решением является использование электромеханических тормозных устройств с компенсацией воздушного зазора. Из-за износа фрикционной накладки увеличивается воздушный зазор электромагнита. Данные устройства позволяют за счет компенсации воздушного зазора электромагнита дольше стирать материал фрикционной накладки. Существующие в настоящее время конструкции электромеханического тормозного устройства с компенсацией воздушного зазора достаточно громоздки или сложны в изготовлении. Поэтому авторами статьи разработаны, экспериментально исследованы и внедрены две новые простые и дешевые конструкции электромеханического тормозного устройства с компенсацией воздушного зазора
ОБ УСТОЙЧИВОСТИ ФРОНТА ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ В УСЛОВИЯХ ТЕРМОГАЗОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПЛАСТ
Get PDFThe method of thermogas impact on the oil bearing layer is a perspective one to improve oil recovery. It is now under experimental implementation in Belarus. Stability of the thermal front and that of the oil displacement is a point of principle for the given technology. The article offers solution based on the method of small perturbations for the problem of the oil-displacement front stability under thermogas impact on the oil layer. The perturbation growth increment is shown to be quite different from that of the gas filtration combustion. Being determined by the perturbation wave number (or wave length), by difference in speed of the blowing filtration and that of the heat development front, by the ratios of densities, filtration coefficients, compressibility of the displacement agent and the displaced oil mass, and by other parameters. The author analyses the main parameters influencing the stability of the front. Recommendations are given on possible methods and procedures improving stability of the displacement front (neutralizing perturbation growth). The mechanisms of suppression or compensation of the front perturbation growth are as follows: the crude oil viscosity reduction and increase of that of the displacement agent, the displacement agent compressibility increase, increase of the thermogas impact heat-front width in the first instance at the expense of the temperature growth and alteration in the chemism (low temperature catalysts utilization, etc.), reduction in speed of the front propagation and/or correspondingly of the displacement agent feed. Utilization of the gas or water-gas displacement agent as well as the agent impregnation with hydrophobic gases provides a relatively better stability of the front as compared to that employing water based compounds. Analytical data and derived recommendations are offered for utilization within the framework of general techniques and procedures of the thermogas impact process management in the context of developmental and experimental-industrial oil extraction. Further research into methods and mechanisms of the displacement front perturbation compensation, including the front dynamics at nonlinear stage, might be conducted via detailed 2D and 3D numerical simulation of the system. Термогазовый метод воздействия на пласт является перспективным методом повышения нефтеотдачи и в настоящее время осваивается в Беларуси. Устойчивость температурного фронта и фронта вытеснения нефти – принципиальный вопрос данной технологии. В статье методом малых возмущений решается задача об устойчивости фронта вытеснения нефти при термогазовом воздействии на пласт. Показано, что инкремент роста возмущений отличается от случая фильтрационного горения газа и определяется волновым числом волны возмущения, разностью скоростей фильтрации дутья и фронта тепловыделения, отношением плотностей, коэффициентов фильтрации, сжимаемостей среды дутья и вытесняемой нефти и другими величинами. Проанализированы основные параметры, влияющие на устойчивость фронта. Даны рекомендации по методам и процедурам, повышающим устойчивость (компенсирующим неустойчивость) фронта вытеснения. Механизмами подавления или компенсации возмущений фронта являются: снижение вязкости нефтяной смеси и повышение вязкости дутья; увеличение сжимаемости дутья; увеличение толщины теплового фронта термогазового воздействия прежде всего за счет повышения его температуры и изменения химизма (использование низкотемпературных катализаторов); снижение скорости волны и/или соответственно подачи дутья. Применение воздушного или водовоздушного дутья, а также насыщение воды плохо растворимыми газами обеспечивают относительно большую устойчивость фронта по сравнению с использованием составов на основе воды. Результаты и рекомендации предлагается использовать в рамках общих методик и процедур управления процессом термогазового воздействия в условиях опытной и опытно-промышленной нефтедобычи. Дальнейшие исследования методов и механизмов компенсации неустойчивости фронта, в том числе его динамики на нелинейной стадии, могут быть проведены путем детального многомерного расчет
ОЦЕНКА ВЗАИМОСВЯЗИ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ФОРТЕСКЬЮ И КЛАРКА НЕСИММЕТРИЧНОЙ СИСТЕМЫ ВЕКТОРОВ ТОКА ТРЕХФАЗНОЙ ЛИНИИ
Get PDFThe paper considers one of the ways for improving power quality videlicet employment of the power active filtering-balancing devices capable of contemporaneous exercising compensation of the reactive power consumed from the mains, distortion power, and symmetrizing the phase currents with high precision and operating speed. In forming the current of the power active filtering-balancing device a few power theories gained ground, distinguishing among others the Frieze theory and the p–q theory. These presentations differ from the methods laid as theoretical grounds of the electric energy accounting systems.The article presents an analysis in the compliant system of the effect of the current projections on the power components formation character. The authors formulate the advantages and defective features of the noted theories being applied in case of the power active filteringbalancing device operating with unsymmetrical parameters of the mains. The paper considers the vectors asymmetrical system presentation by means of the symmetrical components 1–2–0 (Fortescue transformation) and in via α–β–0 re-expression (Clarke transformation). For practical evaluation of the currents correlation in α–β–0 and 1–2–0 measuring systems, the authors stage and perform a series of experiments where oneand two-phase amplitude asymmetries, one-phase phasic dissymmetry as well as asymmetries with occurrence of higher harmonic components are realized. The currents effective values summary from the series of experiments being presented graphically as function of the unsymmetry current amplitude educe incongruity of the results. Visually however, a similarity of the form and the character is observed, which allows performing correlation coefficient estimation of the mean square values of the currents in α–β–0 and 1–2–0 systems. That allows making conclusion of a high degree of the obtained results correlation. Одним из способов повышения качества электроэнергии является применение силовых активных фильтро-компенсирующих устройств, которые способны одновременно с высокой точностью и быстродействием осуществлять компенсацию потребляемой из сети реактивной мощности, мощности искажения и симметрировать фазные токи сети. Для формирования тока силового активного фильтро-компенсирующего устройства получили распространение несколько теорий мощности, среди которых выделены теория Фризе и p–q-теория. Эти представления отличаются от методов, заложенных в системы учета электрической энергии.В статье выполнен анализ влияния проекций тока в соответствующей системе на характер формирования составляющих мощности. Сформулированы преимущества и недостатки применения указанных теорий при работе силового активного фильтрокомпенсирующего устройства с несимметричными параметрами режима сети. Рассмотрено представление несимметричной системы векторов методом симметричных составляющих 1–2–0 (преобразование Фортескью) и посредством α–β–0-преобразования (преобразование Кларка). Для практической оценки взаимосвязи токов в α–β–0 и 1–2–0 системах измерения поставлена и выполнена серия экспериментов, в ходе которых реализованы: однои двухфазная амплитудные несимметрии, однофазная фазовая несимметрия, а также несимметрии при наличии высших гармонических составляющих. На основании сводки эффективных значений токов для серии экспериментов, представленных графически в функции амплитуды тока несимметрии, выявлено несовпадение результатов. Однако визуально отмечено подобие формы и характера, на основании чего выполнен расчет коэффициента корреляции среднеквадратических значений токов в системах α–β–0 и 1–2–0, что позволило сделать вывод о высокой степени взаимосвязи полученных результатов
ПРИНЦИПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИЙ С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ ОТ МЕЖДУФАЗНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ
Get PDFThe article describes the implementation of the principle of overcurrent protection from interphase short-circuits on the power lines with unilateral feed. The expression of the detection of the fault location by the relative value of the distance from the installation of pro- tection to the point of damage with the help of the results of operational control of the short- circuit current damaged phases has been suggested in the article. Also the expression for determining the time delay response for such protection has been presented, taking into account fault location that had been detected.The paper proposes and describes the functional diagram of the overcurrent protection in detail, provides realization of the implementation of the principles set out in the article. Paper content includes the description of the elements of the considered overcurrent protection, such as input current transducers connected to the measuring current transformers of the protected line, maxiselector, miniselector, block of the determination of the mode type, the measuring unit with the setting unit, detecting fault location unit with the setting unit, calculation unit and control unit with time delay parameter setting, an OR gate, the actuating element, that opens circuit breaker of the protected line. The operation of the proposed scheme is reviewed in the article. All units and elements of functional circuit overcurrent protection can be implemented with the help of analog and digital technology. Modern microprocessors can be used for these purposes.The efficiency of provided implementation of the principles of overcurrent protection from phase-to-phase short circuits on the power lines with unilateral feed was studied by computational experiments. These results confirm the effectiveness of the proposed solutions and also trip of short-circuit within the main zone line protection is provided without delay, and in the end zone redundancy – with time delay that is not exceeding 2Δt in all areas, including the head portion of the network.Рассмотрен принцип выполнения токовой защиты линий с односторонним питанием от междуфазных коротких замыканий. Предложено выражение для определения места короткого замыкания по относительному значению расстояния от места установки защиты до точки повреждения только по результатам оперативного контроля токов короткого замыкания поврежденных фаз. Также представлено выражение для определения выдержки времени срабатывания такой защиты с учетом определенного места короткого замыкания.Предложена и подробно описана функциональная схема токовой защиты, обеспе- чивающая реализацию изложенных принципов ее выполнения. Рассматриваемая схема защиты содержит входные преобразователи тока, подключаемые к измерительным трансформаторам тока защищаемой линии, макси- и миниселектор, блок определения вида режима, измерительный орган с блоком задания уставок, блок определения места короткого замыкания с блоком задания параметров, блок расчета и контроля выдержки времени с блоком задания параметров, логический элемент ИЛИ, исполнительный эле- мент, отключающий выключатель защищаемой линии. Рассмотрено функционирование предложенной схемы. Все блоки и элементы функциональной схемы токовой защиты могут быть реализованы на базе средств аналоговой и цифровой техники. В качестве последней предполагается использование современных микропроцессорных средств.Работоспособность изложенных принципов выполнения токовой защиты линий с односторонним питанием от междуфазных коротких замыканий применительно к цифровой реализации исследована методом вычислительного эксперимента. Полученные результаты подтверждают эффективность предлагаемых решений, а также то, что отключение короткого замыкания в пределах основной зоны защиты линии обеспечивается без выдержки времени, а в конце зоны резервирования – с выдержкой времени, не превышающей 2Δt на всех участках, включая головные участки сети
ВЫБОР НОМИНАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Get PDFThe article proposes a method for selecting the rated capacity of oil-immersed power transformers adjusted for a more accurate calculation of their load-carrying capability. A more precise method to determine load-carrying capability of oil-immersed power transformers, which is admissible with valid technological normative documents, is offered and reasoned. The major attention focuses on the analysis of the requirements of the technological normative documents on selecting the rated capacity of oil-immersed power transformers. The authors present the critical analysis of the well-established and extremely simplified method for ratedcapacity selection of power transformers and justify its inconsistence.The paper shows that all the methods for selecting power-transformers rated capacity are the simplifications of the transformers load-capability assessment method based on thermal transient-processes computations. It is reasoned that the requirements of any transformer operational-mode acceptability can be most precisely expressed in the form of critical-point allowable temperatures and the allowable overload-factors used in most applied methods are only indirectly calculated values. Allowable-temperature critical points regimented by the technological normative documents are cited. The authors point to possible errors of the simplified selection-methods for rated capacity of oil-immersed transformers and adduce the computation results of the mathematical modeling of the thermal transient-processes under simplified conditions assumption to illustrate the possible errors. The thermal transient-processes computation results for a transformer with a 168-hour random electrical-load list demonstrate the performance capabilities of the offered method.Предложен способ выбора номинальной мощности силовых масляных трансформаторов с учетом более точного расчета их нагрузочной способности. Аргументирован более точный метод определения нагрузочной способности силовых масляных трансформаторов, допускаемый действующими нормативными техническими документами. Основное внимание уделено анализу требований нормативных технических документов по выбору номинальной мощности силовых масляных трансформаторов. Проведен критический анализ сложившегося предельно упрощенного метода выбора номинальной мощности силовых трансформаторов и обоснована его несостоятельность. Выполнены обзор и анализ существующих нормативных технических документов по выбору номинальной мощности силовых масляных трансформаторов. Проанализирована эволюция требований нормативных технических документов.Показано, что все методы выбора номинальной мощности силовых трансформаторов являются упрощениями метода определения допустимых нагрузок трансформаторов, основанного на расчете тепловых переходных процессов. Аргументировано, что требования о допустимости любого режима работы трансформатора наиболее точно могут быть выражены в виде допустимых температур критических точек, а допустимые коэффициенты перегрузки, используемые в большинстве применяемых методов, являются лишь косвенно определяемыми величинами. Приведены значения допустимых температур критических точек, регламентированные нормативными техническими документами.Указаны возможные ошибки упрощенного метода выбора номинальной мощности силовых масляных трансформаторов. Для иллюстрации возможных ошибок приведены результаты расчетов математического моделирования тепловых переходных процессов в трансформаторах при принятых в упрощенном методе условиях. Результаты расчетов тепловых переходных процессов в трансформаторе для произвольного графика электрических нагрузок продолжительностью 168 ч демонстрируют возможности предлагаемого метода
РАЗВИТИЕ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ ТЭЦ В УСЛОВИЯХ ОБЪЕДИНЕННОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ БЕЛАРУСИ
Get PDFThe paper deals with the structural specifics of the Belarus Consolidated Energy System capacities in view of their ongoing transfer to the combined-cycle technology, building the nuclear power plant and necessity for the generating capacity regulation in compliance with the load diagram. With the country’s economic complex energy utilization pattern being preserved, the generating capacities are subject to restructuring and the CHP characteristics undergo enhancement inter alia a well-known increase of the specific electricity production based on the heat consumption. Because of this the steam-turbine condensation units which are the traditional capacity regulators for the energy systems with heat power plants dominance are being pushed out of operation. In consequence of this complex of changes the issue of load diagram provision gains momentum which in evidence is relevant to the Consolidated Energy System of Belarus. One of the ways to alleviate acuteness of the problem could be the specific electric energy production cut on the CHP heat consumption with preserving the heat loads and without their handover to the heat generating capacities of direct combustion i.e. without fuel over-burning. The solution lies in integrating the absorption bromous-lithium heat pump units into the CHP thermal scheme. Through their agency low-temperature heat streams of the generator cooling, the lubrication and condensation heat-extraction of steam minimal passing to the condenser systems are utilized. As a case study the authors choose one of the CHPs in the conditions of which the corresponding employment of the said pumps leads to diminution of the fuel-equivalent specific flow-rate by 20−25 g for 1 kW⋅h production and conjoined electric energy generation capacity lowering. The latter will be handed over to other generating capacities, and the choice of them affects economic expediency of the absorption bromous-lithium heat pump-units installation decision. Рассмотрена специфика структуры мощностей Объединенной энергосистемы Беларуси в связи с происходящим их переводом на парогазовую технологию, строительством атомной электростанции и необходимостью регулировать мощность генерации в соответствии с графиком электропотребления. В результате изменяющейся структуры генерирующих мощностей и улучшений характеристик ТЭЦ, в частности общеизвестного увеличения удельной выработки на тепловом потреблении, при сохраняющейся структуре энергопотребления хозяйственного комплекса страны из работы вытесняются паротурбинные конденсационные блоки – традиционные регуляторы мощности для энергосистем, в которых доминируют тепловые электростанции. При этом обостряется проблема в обеспечении графика нагрузок, что имеет место в отношении Объединенной энергосистемы Беларуси. Одним из путей снижения остроты проблемы может быть уменьшение удельной выработки электроэнергии на тепловом потреблении ТЭЦ при сохранении тепловых нагрузок и без передачи их на теплогенерирующие мощности прямого сжигания, т. е. без пережога топлива. Таким решением является интеграция в тепловую схему ТЭЦ абсорбционных бромисто-литиевых тепловых насосов. С их помощью утилизируются низкотемпературные потоки теплоты охлаждения генератора, систем смазки и отвода теплоты конденсации минимального пропуска пара в конденсатор. В качестве конкретного примера выбрана одна из ТЭЦ, в условиях которой подобное использование указанных насосов приводит к уменьшению удельного расхода условного топлива на выработку киловатт-часа на 20−25 г и одновременному снижению мощностей генерации электроэнергии. Последние будут передаваться на другие генерирующие мощности, и от их выбора зависит экономическая целесообразность решения по установке абсорбционных бромисто-литиевых тепловых насосов.