авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 8 |

«3 ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ КОМИТЕТ М.П. Федоров – ректор СПбГПУ, член-корреспондент РАН (председатель) Ю.С. Васильев – президент СПбГПУ, академик ...»

-- [ Страница 5 ] --

Впервые вопросом исследования применимости кристаллов кварца при производстве датчиков давления занялась компания Hewlett Packard Co. еще в конце 60-х в начале 70-х XX века [1]. Основным толч ком к разработке кварцевых резонаторов явились уникальные свойства толщинно-сдвиговых мод кварца [2]. К настоящему моменту кварцевый датчик давления на основе толщинно-сдвиговых колебаний является стан дартом измерения давления в нефтяной промышленности. Работы по усо вершенствованию датчика активно ведутся как экспериментально, так и с применением математического моделирования.

В представленной работе показано, что для адекватного моделиро вания явлений, наблюдаемых в кварцевых резонаторах, в зависимости от давления и температуры, необходимо использовать математическую мо дель, учитывающую физическую и геометрическую нелинейности [3-4].

На основе выбранной математической модели в работе построена конеч но-элементная модель датчика давления.

Результаты, полученные при использовании построенной модели, с высокой степенью точности описывают явления, наблюдаемые в экспери ментах, а также характеристики тензо- и термо- чувствительности модели руемого датчика. В работе проведена интеграция построенной модели в программную систему конечно-элементного анализа Ansys, что увеличи вает практическую ценность полученных результатов и позволяет без про ведения экспериментов оценить характеристики проектируемых датчиков давления на основе кварцевых резонаторов.

Литература:

1. Малов В.В. Пьезорезонансные датчики. М.: Энергоатомиздат, 1989. 272 с.

2. Шульга Н.А., Болкисьев А.М. Колебания пьезо-электрических тел.

Киев: Наук. думка, 1990. 228 с.

3. Yang Jiashi. An introduction to the theory of piezoelectricity. Springer, 2005. 299 p.

4. Зарембо Л.К., Красильников В.А. Нелинейные явления при рас пространении упругих волн в твердых телах. Успехи физических наук.

1970. Том 102, вып. 4. с. 549-586.

К ВОПРОСУ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ФИГУР В КАЧЕСТВЕ МОДЕЛЕЙ АБРАЗИВНЫХ ЗЁРЕН Никифоров И.П., Мальцев П.Н., Иванов Е.Н.

Псковский государственный политехнический институт Российские и зарубежные исследователи предлагают различные мо дели абразивных зёрен (как единичных, так и в составе группы), располо женных на поверхности шлифовального круга. Преследуемые при этом цели могут быть различные: определение величины шероховатости обра ботанной поверхности, величины износа абразивного зерна, объёма снято го металла, геометрических параметров среза, величины остаточных на пряжений, температуры в зоне контакта, силы резания, мощности, условий необходимых для образования стружки, рациональной структуры абра зивного инструмента, упругих и прочностных свойств зерна и связки и пр.

В качестве моделей абразивных зёрен берутся, как правило, элемен тарные геометрические фигуры – плоские или объёмные. Из последних наиболее часто используются: эллипсоид (трехосный или вращения), шар (сфера), конус (в т.ч. с закругленной вершиной), многогранник (пирами да), параболоид вращения и двуполостной гиперболоид вращения. Однако в настоящее время отсутствуют критерии оптимального выбора тех или иных фигур в качестве моделей, и не выявлены области рационального использования каждой из них. В лучшем случае доказательством правиль ности использования отдельных фигур, применительно к конкретным ус ловиям, исследователи считают удовлетворительное соответствие конеч ных результатов моделирования натурным испытаниям;

либо в качестве доказательства принимается внешнее сходство формы абразивных зёрен с геометрической фигурой, например по параметру изометрии. По нашему мнению этого явно недостаточно, поскольку абразивное зерно контакти рует с поверхностью заготовки и стружкой только своей вершиной.

Проведенные исследования показали, что одним из критериев опти мальности использования тех или иных геометрических фигур в качестве моделей абразивных зёрен может являться сечение режущего профиля.

Статистически обобщив данные Д.Б. Ваксера [1], профессор В.К. Старков предложил площадь сечения режущего элемента абразивных зёрен связать с радиусом их вершин, углом при вершине и глубиной внедрения зерна в заготовку [2]. В развитие этой идеи нами выполнен сравнительный анализ основных геометрических фигур по величине площади их поперечного се чения с учетом возможной глубины внедрения в обрабатываемую поверх ность. Удовлетворительными считались результаты, если отклонение пло щадей сечения зёрен-моделей от площадей натуральных зёрен и не пре вышало ±20%.

Расчеты показали, что параболоид вращения и сферу (с учётом выше принятого критерия) в качестве моделей абразивных зёрен использовать нерационально. Это означает, что линии их контуров существенно отли чаются от формы вершин реальных зёрен. Эллипсоид вращения предвари тельно должен быть привязан ко всему зерну с учетом изометрии послед него, и также не приводит к удовлетворительным результатам (зоны ра ционального применения практически отсутствуют). Конус с закруглени ем может быть использован для моделирования микропорошков (М14…М28), имеющих радиус вершины 2…4 мкм;

острый конус – для микропорошков (М40…М63) и шлифпорошков зернистостью 4…12, с ра диусом 3…10 мкм. Однако наиболее пригодным для этих целей ока зался двуполостной гиперболоид. Его рационально использовать в качест ве моделей не только микропорошков и шлифпорошков, но и шлифоваль ных зёрен (зернистостью 16…40 и более). Наилучшие совпадения по пло щадям поперечных сечений наблюдаются при 5…30 мкм, когда угол при вершине 90…100. Следует особо отметить, что области рацио нального использования всех выше рекомендованных фигур в качестве моделей расширяются с увеличением глубины внедрения абразивного зер на в тело заготовки. Имеются и более детальные рекомендации по исполь зованию тех или иных фигур, на основании собственных расчетов и по строенных графических зависимостей.

В пользу двуполостного гиперболоида говорит и тот факт, что дан ная фигура хорошо «привязывается» к геометрии абразивного зерна: те лесный угол асимптотического конуса рационально принять равным углу при вершине зерна, а радиус вершины гиперболоида – радиусу вершины зерна. Проведенные исследования позволили выявить и иные преимуще ства при использовании гиперболоида. Они касаются полученных условий стружкообразования и объёма снимаемой стружки единичным абразив ным зерном, с учетом процессов упругопластической деформации [3]. На основании этого разработаны номограммы, позволяющие определить ко нечное явление («резание» или «деформация») в зоне фрикционного взаи модействия единичного абразивного зерна с обрабатываемой поверхно стью с учетом коэффициента внешнего трения и усадки стружки, влияю щих на положение линии режущей кромки.

Литература:

1. Ваксер Д.Б. Пути повышения производительности абразивного инструмента при шлифовании / Д.Б. Ваксер. – М.-Л.: Машиностроение, 1964. – 123 с.

2. Старков В.К. Шлифование высокопористыми кругами / В.К. Стар ков. – М.: Машиностроение, 2007. – 688 с.

3. Никифоров И.П. Определение объёма металла, снимаемого еди ничным абразивным зерном при плоском шлифовании / И.П. Никифоров, В.К. Кошмак, Н.Ф. Кудрявцева // Труды ППИ. – Сер. Машиностроение.

Электропривод. – 2008. – № 11.3. – С. 218–222.

ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ МАСЛОНАПОЛНЕННОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Новиков В.Ф., Карташова А.А.

Казанский государственный энергетический университет, г. Казань Надежность энергетической системы обеспечивается бесперебойной работой всех структурных элементов. При этом повышенные требования к качеству работы оборудования объясняются высокой скоростью развития аварийных ситуаций и спецификой производства энергетического продук та.

Применительно к электроэнергетике можно отметить, что работа трансформаторного маслонаполненного электрооборудования вызывает наибольшие беспокойства. Как известно, трансформаторное масло и изо ляционные материалы силовых трансформаторов разлагаются с образова нием газов, по качественному и количественному составу которых можно спрогнозировать развивающиеся дефекты маслонаполненного электро оборудования на ранней стадии и тем самым предотвратить аварийные си туации в электроэнергетике. Поэтому на любом крупном предприятии, за нимающимся производством и передачей электрической энергии необхо дима аналитическая лаборатория. Физико-химические методы анализа примесных соединений в трансформаторном масле являются основой со ставления методических указаний по выявлению и предотвращению раз вивающихся дефектов.

Для решения этих задач широко используются газохроматографиче ские комплексы, которые позволяют проводить анализ смеси газов, выде ляющихся из трансформаторного масла в процессе его работы. Согласно нормативным документам, этот анализ, как правило, проводится с помо щью двух насадочных колонок и двух детекторов, обладающих разной чувствительностью к определению выделяющихся из трансформаторного масла газообразных веществ.

Путем преодоления этих неудобств ограничения является примене ние хроматорафической колонки, которая состоит из пакета капилляров малого диаметра. В этом случае при сохранении высокой скорости разде ления хроматографическая колонка способна работать с большими объе мами пробы.

Экономическая эффективность от внедрения поликапиллярным ко лонок в анализ маслонаполненного трансформаторного оборудования мо жет быть получена как с позиции упрощения аппаратного обеспечения хроматографа, так и путем существенного ускорения анализа, что приво дит к снижению эксплуатационных затрат.

ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ С ОТКРЫТЫМ ВОДОРАЗБОРОМ Петин В.В., Батухтин А.Г., Иванов С.А.

Читинский государственный университет В соответствии с Правилами технической эксплуатации тепловых энергоустановок под теплоснабжением следует понимать обеспечение по требителей тепловой энергией, а понятие «система теплоснабжения» обо значает совокупность взаимосвязанных энергоустановок, осуществляю щих теплоснабжение города, района, предприятия.

В зависимости от того, где располагается источник тепловой энергии системы теплоснабжения бывают централизованные и децентрализован ные.

В последнее время в городах, в том числе и нашем, отмечается тен денция по переходу от децентрализованной схемы теплоснабжения к цен трализованной. Достоинств перехода достаточно много это и повышения качества теплоснабжения потребителей и улучшение экологии внутри го рода, поскольку при децентрализованной схеме большинство котельных сосредотачивалось в центре годов. Однако есть и недостатки: это увеличе ние протяженности трубопроводов, а для городов со сложным рельефом местности приходится строить дополнительные повысительные насосные.

Однако даже при сооружении дополнительных насосных не избежать за стойных зон в отношении гидравлики тепловых сетей. Данные зоны явля ются «рассадником» для образования микробиологических процессов. А если при этом в городе используется открытая система ГВС, то усложня ется санитарный контроль системы. При этом теплоноситель открытой системе теплоснабжения должен удовлетворять следующим требованиям:

перманганатную окисляемость О меньше 4 мг/л;

индекс насыщения, кар бонатная жесткость, концентрация хлорида и сульфатов не регламентиру ются. В соответствии с СанПиН 2.1.4.2496-09 для систем централизован ного теплоснабжения с открытым водоразбором качество воды должно соответствовать качеству питьевой воды.

Микробное и химическое загрязнение воды является причиной воз никновения различных заболеваний. Таких как острые кишечные инфек ции, брюшной тиф, гепатит А, паразитозами (лямблиоз, криптоспоридоз и др.), кожные инфекции, инфекции ран, конъюнктивиты и т.д. Возникнове ние инфекционных заболеваний напрямую зависит от санитарных меро приятий по очистке систем горячего водоснабжения, систем питьевого во доснабжения и воды, используемой в рекреационных целях.

Таким образом, необходима разработка современных способов очи стки и обеззараживания теплоносителя в системах централизованного теп лоснабжения с открытым водоразбором.

ОСОБЕННОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОДОЛЬНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Пирогов М.Г.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет В отечественной практике релейной защиты линий электропередачи в качестве основной быстродействующей защиты применяются диффе ренциально-фазные защиты (ДФЗ). Недостатком ДФЗ является ограниче ние по чувствительности при использовании на линиях, подключенных к источнику небольшой мощности с одной стороны, и возможность отказа в некоторых режимах. Из существующих принципов выполнения защит ли нии только дифференциальный принцип, основанный на использовании измерений токов со всех сторон, является наиболее надёжным и обеспечи вающим достаточный уровень чувствительности и быстродействия. Диф ференциальная защита линии (ДЗЛ) является актуальной и перспективной альтернативой ДФЗ, может применяться для защиты кабельных линий (КЛ) и воздушных линий электропередачи (ВЛ) с односторонним питани ем с обеспечением достаточной чувствительности и быстродействия.

Дифференциальная защита уже достаточно широко применялась к концу XIX века, она является одной из первых систем защит в электро энергетике. В середине прошлого века дифференциальные защиты ка бельных и воздушных линий, начали внедряться в практику, но область их применения была ограничена протяженностью линий электропередачи, так как информацию об измеряемых токах требуется передавать на боль шие расстояния – на другие концы линии – для возможности их сравне ния. При использовании контрольных проводов (витой пары) информация об измеряемых токах может быть передана на расстояние до 25 км. За счёт современных технологий, волокнонно-оптических линий связи представ ляется возможным реализовать защиту протяженных линий, длина кото рых может превышать 100км.

В работе содержится краткое описание существующих дифференци альных защит КЛ и ВЛ, выполненных на разном аппаратном принципе и с применением различных видов преобразования и передачи информации об измеряемых токах. Рассматриваются следующие виды ДЗЛ: с трёх жильным проводным каналом связи, с двухжильным проводным каналом связи (витая пара), с цифровой передачей данных, а также особенности выполнения защиты линий с отпайками. Рассматриваются факторы, влияющие на чувствительность и надёжность работы ДЗЛ с цифровой пе редачей информации. Даются рекомендации по уменьшению этих влия ний.

РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДИАГНОСТИКИ, КОНТРОЛЯ И ЗАЩИТЫ СИСТЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ ГЕНЕРАТОРОВ Попов М.Г., Богданов А.В.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Наиболее ответственным электрооборудованием электроэнергетиче ской системы, определяющим ее надежную, устойчивую работу, являются системы возбуждения синхронных машин. Естественно, что к методам и средствам их диагностики, контроля и защиты предъявляются особые тре бования по чувствительности и быстродействию. Современная теория за щит систем возбуждения основана на классических, консервативных ме тодах контроля [1]. Совершенствование средств защиты и противоаварий ного управления синхронных генераторов достигается внедрением в них прогрессивных, высокоэффективных численных методов синтеза режимов систем возбуждения. При этом разработка и последующая отладка алго ритмов контроля и управления возбуждением синхронных машин воз можны только при полной постановке задачи исследования устойчивости электроэнергетических систем (ЭЭС).

Нелинейность характеристик статических, электромашинных возбу дителей и синхронных генераторов определяет необходимость записи уравнений их переходных процессов относительно мгновенных значений фазного тока и напряжения. Однако, интеграция полученной системы не линейных уравнений в программные средства расчета электромеханиче ских переходных процессов ЭЭС, имеющих форму записи в комплексных амплитудах, невозможна. В связи с этим задача совершенствования средств диагностики, контроля и управления возбуждением требует разра ботки качественно новых численных методов решения системы нелиней ных уравнений, с последующей реализацией их алгоритма в проблемно ориентированном комплексе исследований динамических свойств ЭЭС.

Расчет нормальных и аварийных режимов статической системы с ти ристорным возбудителем, реализующем схему Ларионова, осуществляется на основе метода контурных токов при вариации углов (от 0..120 градусов) открытия тиристоров. С целью снижения вычислительных затрат высоко частотные составляющие переходного процесса, обусловленные коммута цией тиристоров, не учитывались (шаг интегрирования принимался 1 мс).

В результате тщательного анализа осциллограмм напряжения возбуждения, фазных токов и напряжений выявлен характерный спектр сигналов, а также разработан качественно новый алгоритм выявления повреждений в цепях ротора синхронной машины.

Литература:

1. Глебов И.А. Электромагнитные процессы систем возбуждения синхронных машин. // Ленинград: Наука. Ленингр. отд-ние, 1987. – 344 с.

РАЗРАБОТКА НОВЫХ АЛГОРИТМОВ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ЗАЩИТ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ Попов М.Г., Гараева Н.Р., Попов С.О.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет При разработке чувствительных дифференциальных защит транс форматора приходится решать проблемы отстройки от токов небаланса обусловленных броском тока намагничивания и внешними короткими за мыканиями (КЗ). Известен ряд способов отстройки дифференциальных реле от бросков токов намагничивания, из которых наибольшее распро странение получила блокировка по второй гармонике. Противоречивые требования к формированию тормозного сигнала в режимах внешних КЗ определяют многообразие этих алгоритмов. При этом наиболее эффектив ными являются сигналы торможения, получаемые из токов плеч диффе ренциальных защит. Вместе с тем на сегодняшний день все они обладают определенными недостатками, связанными в первую очередь с нелиней ной зависимостью погрешностей трансформаторов тока от величины и частоты входного сигнала. С целью дальнейшего повышения быстродей ствия и достоверности работы релейной защиты и противоаварийной ав томатики требуется разработка принципиально новых алгоритмов, осно ванных на контроле тока намагничивания, который определяется с ис пользованием высокоточного математического описания силовых и изме рительных трансформаторов с учетом нелинейности их параметров.

Расчет (восстановление) тока намагничивания силовых и измери тельных трансформаторов осуществляется в реальном времени с привле чением разработанной на кафедре «Электрические станции и автоматиза ция энергосистем» нелинейной математической модели. Использование этого восстановленного сигнала позволит повысить чувствительность дифференциальной защиты и обеспечить ее правильную работу в динами ческих (аварийных) режимах электросети, а также при включении транс форматора на холостой ход без ее блокировки.

Предложенный алгоритм дифференциальной защиты силового трансформатора апробирован в результате компьютерных исследований переходных процессов при различных расчетных условиях (холостой ход, внешние КЗ).

Литература:

1. Атабеков Г.И. Основы теории цепей. Учебник для вузов. М., «Энергия», 1969. 424 с.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ С КОМПЕНСАЦИОННОЙ ОБМОТКОЙ Попов М.Г., Гараева Н.Р., Попов С.О.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет В современной практике исследование переходных процессов сило вых трансформаторов, обусловленных внешними повреждениями, как пра вило, выполняется с использованием Т-образной схемы замещения, пара метры которой определяются из опытов холостого хода (ХХ) и короткого замыкания (КЗ). Очевидно, что такой подход является ограниченным, по скольку, не допускает анализа внутренних повреждений трансформаторов.

Исследование этих аварийных режимов особо актуально для однофазных автотрансформаторов (АТ), входящих в фазоповоротный комплекс [1] межсистемной управляемой электропередачи (FACTS) 500 кВ. Особенно стью конструктивного исполнения этих АТ является наличие компенсаци онной обмотки (КО), подключаемой параллельно обмотке НН. В этом слу чае, кроме широко известных повреждений, характерных для обычных трансформаторов, опасными становятся замыкания, возникающие в КО.

Этим определяется необходимость совершенствования методов и про граммных средств исследований переходных процессов таких однофазных АТ.

Основные трудности реализации математических моделей транс форматоров заключаются в учете нелинейности их параметров. Создание уточненного математического описания переходных процессов АТ с КО осуществляется в несколько этапов – составление системы уравнений маг нитной цепи согласно законам полного тока и Кирхгофа;

получение ана литических выражений потокосцеплений для вычисления параметров схе мы замещения электрической цепи;

разработка расчетной схемы замеще ния в фазных и симметричных составляющих. Разработанное математиче ское описание реализовано в проблемно-ориентированном программном обеспечении исследований статических и динамических режимов работы сложных электроэнергетических систем. Апробация математической мо дели осуществлялась при проведении компьютерных исследований при менительно к режимам ХХ и КЗ. В результате сравнительного анализа рассчитанных значений токов и напряжений с заводскими паспортными данными установлена адекватность предложенной математической моде ли. Дальнейшее исследование внутренних повреждений вышеописанных АТ с КО позволит разработать новые алгоритмы контроля и защиты сило вых электрических машин.

Литература:

1. Ванин В.К., Попов М.Г. Фазоповоротный трансформатор. Осо бенности построения системы релейной защиты. // Новости Электротех ники, № 2(56), 2009, с. 42-45.

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА В НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ И ОБУЧЕНИИ Попов С.О., Синильников Р.Н.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет На сегодняшний день развитие цифровой техники требует освоения новых технологий и для этого необходим быстрый переход от теоретиче ских изысканий математической модели того или иного объекта изучения к непосредственным лабораторным испытаниям. Удовлетворить этому за просу позволяет использование средств сопряжения мощных вычисли тельных комплексов с реальным оборудованием и пакетов программного обеспечения для проведении виртуальных испытаний, которые сочетают в себе возможности программируемых логических интегральных схем и возможности операционных систем реального времени.

При этом появляется возможность организовать учебный процесс, используя виртуальные лаборатории, в которых мощное энергетическое оборудование заменяется адекватными компьютерными моделями. Это существенно уменьшает металлоемкость лабораторного оборудования и энергетические затраты. Также появляется дополнительная возможность дистанционного проведения экспериментов, когда силовое оборудование расположено на реальных объектах, а рабочее место оператора или обу чающегося находится в лаборатории.

В 2009-2010 году на установках, производства National Instrument (NI), были поставлены лабораторные и практические занятий по следую щим дисциплинам: «Цифровые и микропроцессорные средства противо аварийного управления» и «Основы автоматического управления в энерге тике».

При выполнении вышеописанных учебных работ использовались графический язык программирования LabVIEW 8.5 и лабораторные стен ды на основе DAQ плат, которые в совокупности позволили создать на глядные и удобные для восприятия обучающегося виртуальные приборы.

В процессе обучения исследовались как математические модели, так и не посредственно реальные объекты исследования.

В настоящее время сотрудниками кафедры электрических станций и автоматизации энергосистем, с привлечением студентов и аспирантов, раз рабатываются современные средства релейной защиты и автоматики, та кие как «дифференциальная защита трансформатора», «автоматический регулятор возбуждения». Для их исследования были выбраны модули АЦП и ЦАП, производства NI, которые объединены в устройство Compac tRIO, включающее в себя технологию FPGA. В качестве программного обеспечения взят язык программирования LabVIEW с применением ком понентов Real-Time. Таким образом, обеспечены детерминированность системы исследований, наличие нескольких каналов ввода и вывода, не обходимые для точности частота оцифровки и разрешение АЦП.

СОЗДАНИЕ МЕТОДА ПЕРВИЧНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ – ВАРИАНТНОГО РАСЧЕТА ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ОСЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ОПТИМИЗАЦИИ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Попов Ю.А.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Осевые компрессоры – наиболее мощные и производительные ма шины среди других типов компрессоров. Они являются основной частью газовых турбин авиационных двигателей, энергетических газовых турбин, компрессорных агрегатов газовой промышленности. Осевые компрессоры играют значительную роль в современной металлургической, химической промышленности и, особенно, в энергетике. Специфической областью применения является глубокий наддув парогенераторов судовых паротур бинных двигателей, установки для разрушения льда в ледоколах и т.д.

Также явно наблюдается тенденция внедрения осевых компрессоров в но вые области, например, существуют интересные предложения об исполь зовании осевых компрессоров в газовой и нефтяной промышленности. Ог ромны перспективы наращивания производства осевых компрессоров в составе энергетических газовых турбин, так как современные ТЭС исполь зуют парогазовые установки, где газовые турбины являются основным ис точником механической энергии.

Простота конструкции осевых компрессоров – кажущаяся, на самом деле эти машины следует отнести к наиболее высокотехнологичной про дукции машиностроения. Газодинамические процессы проточной части осевых компрессоров носят сложный характер, а совершенство этих ма шин определяется оптимальным соотношением большого количества па раметров проектирования. Для осевых компрессоров характерна высокая окружная скорость вращения на периферии лопаток рабочего колеса у промышленных компрессоров, скорость движения газа в которых меньше скорости звука.

Для получения оптимальных характеристик осевых компрессоров необходимо выяснить основные проблемы и пути их решения для каждой конкретной машины, изучить и учесть влияние большого количества па раметров проектирования.

Необходимо создать метод первичного проектирования – вариантно го расчета проточной части осевых компрессоров с возможностью опти мизации основных параметров проектирования с целью получения макси мального КПД, минимальных размеров, количества ступеней с учетом конструктивных ограничений.

Целью работы является разработка научных основ и компьютерных программ для анализа течения в проточной части и вариантного расчета, выполнение расчетного исследования с целью совершенствования про точной части путем поиска оптимальной комбинации параметров проек тирования.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить результаты газодинамических исследований лопаточных аппаратов.

2. Разработать алгоритм и программу газодинамического проектиро вания.

3. Произвести численный анализ проточных частей существующих осевых компрессоров, проверив адекватность оценки рабочего процесса разработанной программы.

4. Провести систематическое численное исследование роли таких параметров проектирования как степень реактивности ступеней, коэффи циента расхода, фактора диффузорности, относительного шага, способа организации пространственного потока, втулочного отношения и т.д.

5. Уточнить рекомендации по выбору перечисленных выше пара метров проектирования с целью получения необходимых свойств осевых компрессоров различного назначения.

Для разработки модели рабочего процесса использованы обширные экспериментальные данные по испытанию плоских решеток осевых ком прессоров, полученные отечественными и зарубежными учеными. Экспе риментальные данные, использованные при разработке расчетных алго ритмов, обработаны методами статистического и сравнительного анализа.

Адекватность расчетных моделей проверена сопоставлением резуль татов с экспериментальными данными ряда модельных ступеней и по трем десяткам осевых компрессоров, разработанных и выпускаемых отечест венными производителями.

В работе впервые сопоставлены рекомендации отечественных и за рубежных ученых по расчету КПД осевых ступеней на основании испыта ний плоских решеток с экспериментальными данными. Это позволило внести необходимые корректировки в одних случаях и подтвердить адек ватность рекомендуемых методик в других случаях. Систематическое ис следование влияния параметров проектирования на свойства ступеней и многоступенчатых компрессоров выполнено впервые.

Наиболее существенные научные результаты исследования заклю чаются в следующем:

1. С учетом данных по испытанию плоских решеток в аэродинами ческих трубах, сопоставленных с данными испытаний модельных ступе ней и промышленных компрессоров, разработаны алгоритмы для вариант ного расчета осевых компрессоров с учетом всех параметров проектиро вания.

2. Разработаны соответствующие компьютерные программы, произ ведено их тестирование, внесены необходимые уточнения.

3. Проведено систематическое исследование влияния параметров проектирования на свойства ступеней и многоступенчатых компрессоров.

4. Разработаны рекомендации по рациональному выбору параметров проектирования для осевых компрессоров разного назначения.

5. Проведенное расчетное исследование позволило дать рекоменда ции по рациональному выбору параметров проектирования для осевых компрессоров различного назначения.

НЕКОТОРЫЕ ПОДХОДЫ К ФОРМИРОВАНИЮ ТАРИФОВ НА ТЕПЛОВУЮ ЭНЕРГИЮ Рыжкова Л.В.

Казанский государственный энергетический университет В настоящее время практически на всей территории Российской Фе дерации, за небольшим исключением, на тепловую энергию устанавлива ются одноставочные тарифы. Основным методом ценообразования явля ется метод «издержки плюс», предполагающий формирование необходи мой валовой выручки (включая определенную величину прибыли) под обеспечение планируемого объема производства и передачи энергии. Од ноставочный тариф состоит из стоимостной составляющей тепловой энер гии, формирующейся за счет суммирования всех затрат теплоснабжающей организации на всех этапах производства, транспортировки и распределе ния тепловой энергии.

При существующей системе одноставочных тарифов теплоснаб жающее предприятие не имеет возможности не только модернизировать и реконструировать свои мощности, но и просто поддерживать их в работо способном состоянии.

Переход на двухставочную систему тарифов на тепловую энергию может стать одним из важных экономических механизмов, вызывающих заинтересованность энергоснабжающих предприятий и потребителей теп ловой энергии в энергосбережении и в повышении эффективности исполь зования оборудования источников тепла, магистральных и распредели тельных тепловых сетей и тепловых пунктов.

Преимуществами двухставочных тарифов являются:

снижение издержек энергоснабжающих организаций на со держание резервов тепловых мощностей и источников тепло снабжения;

снижение субсидирования населения;

адресная субсидия на топливо независимо от его видов;

повышение устойчивости финансирования объемов работ по ремонтам и реконструкции;

увеличение прогнозируемости финансового результата ресур соснабжающих компаний;

повышение экономической эффективности и финансовой ус тойчивости энергоснабжающих организаций.

К числу основных неразрешенных организационных вопросов сле дует отнести следующие:

неурегулированность ряда методических вопросов при расчете и установлении двухставочных тарифов;

угроза обвального пересмотра в договорах величин присоеди ненной нагрузки – решается через ограничение возможности пересмотра нагрузки (договорной кампании) временными рам ками, позволяющими учитывать корректировку нагрузок в сле дующем периоде регулирования.

СНИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ ИНВЕРТОРНЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ПИТАНИЯ МАШИН КОНТАКТНОЙ СВАРКИ Сахно Л.И., Сахно О.И., Лихачев Д.И.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет В настоящее время для контактной сварки широко используются выпрямители с промежуточным звеном повышенной частоты – инвертор ные источники питания машин контактной сварки (МКС). Их основные преимущества – снижение массы и габаритов источников питания и воз можность получения импульсов сварочного тока сложной формы, которые необходимы для обеспечения высокого качества сварки разнообразных деталей. Частота работы инвертора составляет от 500 Гц до 20 кГц.

Основным элементом этих источников является трансформатор. Он обеспечивает сварочный ток до нескольких десятков килоампер. Вторич ная обмотка трансформатора имеет не более двух витков. Сопротивления свариваемых деталей и сварочного контура (нагрузка трансформатора) со ставляют от 100 мкОМ до 1000 мкОм. Электромагнитные параметры трансформатора (индуктивное и активное сопротивление трансформатора в режиме короткого замыкания) в значительной мере определяют электро потребление источника питания МКС, так как они могут существенно пре вышать сопротивление нагрузки. Снижение электропотребления инвер торных источников питания МКС связано с созданием трансформаторов этих источников, которые обладают минимальными индуктивными и ак тивными сопротивлениями. Сложность решения этой задачи определяется отсутствием надежных методов расчета и измерения этих параметров.

В работе представлены численный и аналитический методы расчета электромагнитных параметров трансформаторов инверторных источников питания МКС. Даются результаты анализа точности измерения этих пара метров с помощью прибора Е7-20 в звуковом диапазоне изменения часто ты. Показано, что изменение количества и взаимного расположения дис ков первичной и вторичной обмоток позволяет существенно уменьшить индуктивное сопротивление трансформатора в режиме КЗ. Благодаря это му электропотребление МКС может быть снижено на 30-40 %. Получены формулы для расчета толщины дисков обмоток, при которых активное со противление трансформатора при КЗ будет минимальным. Результаты рас чета использованы для разработки конструкций трансформаторов инвер торных источников питания МКС со сварочным током 10 кА и частотой, изменяющейся в диапазоне от 4 кГц до 10 кГц.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРАХ Серов А.Е.

Институт ядерной энергетики (филиал) Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, г. Сосновый Бор Исследование параллельной работы трансформаторов на лаборатор ных стендах достаточно затруднительно, тем более, когда необходимо ис пытать параллельную работу нескольких (более двух) трансформаторов разной мощности и соответственно, с разными коэффициентами транс формации и напряжениями короткого замыкания (ГОСТ допускает откло нения в коэффициентах трансформации К% не более, чем на 0,5% от среднего геометрического и в напряжениях короткого замыкания UK % не более, чем на 10% от среднего арифметического значения) [1].

Метод моделирования на ПК с использованием Simulink of Matlab позволяет исследовать параллельную работу нескольких трансформаторов достаточно просто и оценить влияние разницы в коэффициентах транс формации и напряжений короткого замыкания на загрузку трансформато ров. Перед сборкой схемы определяются группы каждого трансформатора на модели Three-Phase Transforme 12 Terminals путем измерения соответ ствующих напряжений и сопоставления их с табличными данными [2].

После сборки схемы параллельной работы нескольких трансформаторов определяются уравнительные токи между трансформаторами и распреде ление нагрузки между каждым трансформатором. Находится допустимая общая нагрузка при условии, что ток наиболее загруженного трансформа тора не превышает его номинального значения. Другие трансформаторы при этом оказываются разгруженными по токам и, соответственно, по мощностям. Путем подбора коэффициентов трансформации (комбинация не всегда очевидна, иногда удивительна) при переключениях в анцапфах трансформаторов оптимизируются режимы работы и достигаются наи лучшие условия загрузки трансформаторов.

Литература:

1. Электрические машины: Трансформаторы: Учеб. пособие для электромех. спец. вузов / Б.Н. Сергеенков, В.М. Киселев, Н.А. Акимова;

Под ред. И.П. Копылова. – М.: Высш. шк., 1989. 352 с.

2. Булгаков Н.И. Группы соединения трансформаторов. М., «Энер гия», 1968. 86 с.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ В ПРОЦЕССЕ ОСВОЕНИЯ СЕВЕРНЫХ ТЕРРИТОРИЙ Сидоренко Г.И., Кузнецов И.М.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Площадь Российской Федерации составляет 17,075 млн. км2, при этом около 12 млн. км2 её территории (~70%) не охвачено централизован ным электроснабжением. На этих территориях, расположенных, в основ ном, в северных и горных, т.е. труднодоступных районах проживает при близительно 25 млн. жителей, что составляет около 18% населения Рос сии. В районах децентрализованного электроснабжения расположено множество дизельных электрический станций (ДЭС) малой и средней мощности, которые работают с низким КПД, неэкологичны и требуют больших объемов дизельного топлива.

Построение, функционирование и развитие энергетического хозяй ства севера имеет ряд особенностей. Эти особенности обусловлены, в свою очередь, несколькими характерными экономико-географическими отличиями северных территорий [1]: 1) Суровые климатические условия;

2) Удаленность и труднодоступность потребителей;

3) Низкая плотность населения;

4) Небольшие по сравнению с территориями в умеренных и южных климатических зонах требуемые мощности энергетических уста новок;

5) Высокая экологическая уязвимость территории.

Общим для всех видов возобновляемой энергии (ВВЭ) является низ кая интенсивность и рассеянность в пространстве, что означает их пред почтительное использование для электроснабжения децентрализованных потребителей [2], которые как раз и располагаются в труднодоступных се верных районах на первых этапах их освоения.

При наличии в непосредственной близости или даже в границах но вого промышленного района достаточных ресурсов возобновляемой энер гии, если получено технико-экономическое обоснование целесообразности их преобразования в электрическую и тепловую энергию, возможно ис пользование этой энергии потребителями социальной инфраструктуры района – новыми городами, поселками, базами отдыха, санаториями, а также предприятиями агропромышленного комплекса.

Литература:

1. Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф., Попов С.П., Петров Н.А. Малая энергетика Севера: Проблемы и пути развития. – Новосибирск: Наука, 2002. – 188 с.

2. Твайделл Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии. М.:

Энергоатомиздат. 1990. – 392 с.

МНОГОЦЕЛЕВОЙ ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ КРУПНОМАСШТАБНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПО ДЕТЕРМИНИРОВАННЫМ И ВЕРОЯТНОСТНЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМ Симаков И.П., Холодных П.В.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Для количественной оценки при проектировании уровней безава рийности, безопасности и системной надежности многоагрегатных авто матизированных технических комплексов (АТК) с повышенным риском эксплуатации создан многоцелевой программный комплекс (ПК). При соз дании ПК использован математический аппарат [1], позволяющий кор ректно описать имеющие место в АТК все причинно следственные, в том числе обратные связи по потокам вещества, энергии и информации. ПК обеспечивает решение следующих задач.

1. Автоматическое формирование по вводимой с помощью графиче ского редактора структурно-функциональной схеме АТК его математиче скую модель в форме систем логических уравнений с выводом структур ных функций в форме так называемых кратчайших путей успешного функ ционирования (КПУФ) и минимальных сечений отказов (МСО).

2. Расчет детерминированных показателей оценки качества струк турной организации АТК и его управляющей системы (УС): показателей d–отказоустойчивости (отказобезопасности) как максимального числа от казов элементов, которые в любом сочетании не приведут к потере рабо тоспособности АТК в целом;

показателей V–отказоустойчивости как от ношения числа работоспособных состояний системы к общему их числу;

коэффициентов отказоустойчивости для отказов k-ой кратности;

показате лей весов, важности и значимости элементов в структуре АТК.

3. Формализованный вывод и графическое представление деревьев отказов (ДО) и полных графов деградации системы (ГД), учитывающих порядок следования отказов в АТК с учетом действия или бездействия подсистем аварийной защиты и систем безопасности.

4. Расчет стандартного набора вероятностных показателей систем ной надежности и безопасности АТК как функций времени, включая рас чет среднего остаточного времени наработки АТК до отказа при условии его безотказной наработки АТК за некоторое время.

Литература:

1. Симаков И.П., Холодных П.В. Математические модели, формали зованные методы и программные средства объективной оценки надежно сти и безопасности структурно-сложных технических систем. – В сборни ке научных трудов «Вычислительные, измерительные и управляющие сис темы». – СПб.: Изд-во СПбГПУ. 2009. – с. 130-139.

ВЕРИФИКАЦИЯ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ РАСЧЕТА ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ СЛОЖНЫХ ЭНЕРГОСИСТЕМ Смоловик С.В., Брилинский А.С.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Проектирование объектов электроэнергетики включает в себя не сколько взаимосвязанных между собой основных этапов, базирующихся на расчетах нормальных и послеаварийных режимов работы электриче ских сетей, расчетах статической и динамической устойчивости и токов короткого замыкания (ТКЗ). Сложность данных расчетов во многом опре деляется большим объемом исходной и получаемой информации. Резуль таты проработки одного из указанных этапов могут потребовать пере смотра проектных решений, полученных в ходе выполнения других эта пов.

Необходимо подчеркнуть, что ввод новых генерирующих мощно стей и сооружение дополнительных линий электропередачи для повыше ния показателей надежности электроснабжения потребителей, статической и динамической устойчивости, как правило, влечет за собой увеличение величин ТКЗ. В свою очередь, мероприятия по ограничению ТКЗ оказы вают влияние на режимы работы энергосистемы и показатели устойчиво сти. Поэтому анализ величин ТКЗ должен производиться совместно с ана лизом установившихся режимов и динамической устойчивости рассматри ваемой сети.

После определения структуры и основных характеристик расчетной схемы проектируемой электроэнергетической системы исходная инфор мация для расчетов установившихся режимов и электромеханических пе реходных процессов может быть представлена с помощью унифицирован ного формата обмена данными, так называемого «формата ЦДУ». Однако, рассмотренная информация не позволяет проводить напрямую расчеты токов однофазных коротких замыканий, которые, как правило, являются определяющими при выборе оборудования.

Получение расчетных схем для расчета ТКЗ для энергосистемы сложной структуры с помощью современных программ традиционно вы полняется вручную, что приводит к накоплению ошибок и трудоемким процессам их поиска и устранения.

Ввиду этого представляет практический интерес частичная автома тизация подготовки исходных данных для расчета несимметричных режи мов сети в случае, когда исходная информация об электрических парамет рах и топологии сети представлена в «формате ЦДУ».

Оперативная оценка величин ТКЗ позволит с большей обоснованно стью рекомендовать проектные решения для перспективных схем элек трических сетей с номинальным напряжением 110 кВ и выше.

ФАКТОРЫ РИСКА СНИЖЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ Смоловик С.В.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Кияткина С.Р.

ОАО «НИИПТ»

Согласно ГОСТ 13109-97 предельно допустимое снижение напряже ния сети не должно превышать 10%. Причина снижения напряжения – это нежелательно возникшая ситуация в энергосистеме (ЭС), повлекшая за со бой снижение напряжения (СН), например:

1) недостаточно высокое возбуждение генераторов, 2) увеличение реактивных сопротивлений связи, 3) короткое замыкание. Под термином фактор риска снижения напряжения обозначим характерный признак или воздействие присутствующих в ЭС элементов, из-за наличия которых:

1) при номинальном напряжении сети - увеличивается вероятность СН;

2) при заниженном напряжении сети – увеличивается вероятность про грессирующего развития СН – лавины напряжения (ЛН).

Отметим, что фактор риска не всегда является причинным фактором.

Под энергозоной с факторами риска будем понимать зону с высокой вероятностью группового выбега асинхронных двигателей.

Для предотвращения лавинообразного снижения напряжения необ ходимо избежать опасного влияния факторов риска: необходимо проана лизировать для каждой зоны факторы риска СН – проанализировать элек тромеханические переходные процессы в рассматриваемой зоне.

Исследование влияния факторов риска осложняется непостоянством слагающих МС эквивалентного генератора, принадлежащего конкретной энергозоне. Эта задача решается путём построения семейства характери стик МС=f(n).

Мс – момент сопротивления на валу эквивалентного двигателя;

n – частота вращения двигателя;

М С n, где:

М0 М М0 – постоянный механический момент (момент, не зависящий от скорости вращения двигателя);

M – момент сопротивления вентиляторно го типа;

Так, проварьировав обе составляющие МС и, и получив тем самым семейство характеристик, могут быть определены две предельные из них (минимальная и максимальная границы семейства), которые далее следует принять за опорные.

Проводить факторный анализ гораздо сложнее, чем какой-либо иной, так как одни и те же факторы оказывают в различных схемно режимных условиях неодинаковое влияние на величину передаваемой энергии и уровень отклонений напряжения. Однако, ценой пренебрежения факторами риска является локальная лавина напряжения (лавина напря жения в энергозоне), и, как следствие, ощутимые финансовые потери.

ВЫБОР МОДЕЛИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ СНИЖЕНИЯХ НАПРЯЖЕНИЯ В СЕТИ Смоловик С.В., Севастьянова А.В.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Модель асинхронного двигателя (АД) может быть реализована в двух видах: с учетом электромагнитных переходных процессов (полная модель) и без учета электромагнитных переходных процессов (упрощен ная модель на основе схемы замещения). С одной стороны, для упрощен ной модели требуется меньше исходных данных (что очень важно, по скольку в каталогах представлены только основные параметры), она про ще реализуется. С другой стороны, полная модель дает более реалистич ные результаты. Таким образом, требуется решить, какую модель можно использовать для решения определенной задачи. Разница между полной и упрощенной моделями проявляется только при большой скорости сниже ния напряжения. При быстрых изменениях напряжения (например, при КЗ), необходимо использовать полную модель АД. Однако есть случаи, когда упрощенная модель дает удовлетворительные результаты и при бы стрых изменениях напряжения.

Как следует из уравнения движения ротора, скорость изменения скольжения зависит от инерционной постоянной T J и от механической мощности PMEX. Следовательно, при выборе модели можно ориентиро ваться и на эти величины.

Если инерционная постоянная агрегата мала, скольжение изменятся интенсивно, и использование упрощенной модели дает результаты, близ кие к результатам, полученным с использованием полной модели.

При моделировании асинхронного двигателя, как правило, исполь зуется аппроксимация зависимости PMEX(s). В аппроксимирующее выра жение, кроме номинальных характеристик двигателя и скольжения, вхо дит коэффициент загрузки kзаг. Численные эксперименты показали, что даже в случае быстрого изменения напряжения, при малых коэффициен тах загрузки, скольжение может изменяться достаточно быстро и упро щенная модель дает такие же результаты, как и полная. При коэффициен тах загрузки, близких к единице, упрощенная модель не подходит для рас четов таких процессов.

Таким образом, в случаях сниженных значений TJ или kзаг даже при быстрых изменениях напряжения можно использовать упрощенную модель.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕКЦИИ СТАТОРА КАК ПОДЗАДАЧА САПР Солнышкин Н.П., Дмитриев С.И., Кузнецов А.В.

Псковский государственный политехнический институт По данным ГОСТ 22487—77 проектирование это - процесс создания описаний нового или модернизируемого технического объекта (изделия, процесса), достаточных для изготовления или реализации этого объекта в заданных условиях. По степени участия ЭВМ в решении такой задачи раз личают, в т.ч. автоматическое проектирование – инженерное проектирова ние происходит без участия человека в промежуточных этапах проектиро вания.

На ОАО ПЭМЗ была внедрена технология автоматизированного 3D моделирования секции, которая позволила перейти на более высокий уро вень в проектировании и изготовлении секции статора в производстве за счет исключения доделки или изготовление заново сложной и дорого стоящей оснастки;


Однако в процессе внедрения был выделен ряд недос татков, поэтому выполнена работа по проектированию мастер-модели сек ции, способной к полному пересчету и перестроению сложной геометрии без участия человека.

Для этого были решены задачи: максимально упрощена модель при сохранении её смысловой нагрузки – проверке положения в пакете статора и электродвигателе в целом;

разработан ряд специальных правил модели рования 3D модели для её дальнейшего корректного перестроения при любых размерах;

разработаны системы управляющих и управляемых дан ных для получения корректной перестраиваемой геометрии;

разработана система компенсации ошибок на уровне геометрических построений при перестройке модели;

создана система управления исходными данными;

выполнена коррекция получаемой геометрии с учетом свойств материала секции.

Эти задачи были решены на базе САПР Solid Edge. В результате бы ли созданы автоматизированные мастер-модели секции и её технологиче ской оснастки, что позволило получить проектную документацию в авто матическом режиме по мастер-моделям: секции;

шаблона по формовке ло бовых частей секции;

шаблона по намотке заготовки секции. Применение автоматизированных мастер-моделей в производстве позволило получить визуальную картину положения секции в обмотке статора, тем самым из бежать ошибок расчетов и позиционирования деталей в системе двигате ля;

сократить сроки подготовки конструкторской документации;

изготав ливать дорогостоящую оснастку с одного раза, тем самым сократить рас ходы на производство оснастки в несколько раз;

создать условия макси мальной гибкости в проектировании и изготовлении секции и её техноло гической оснастки.

ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ЭЛЕКТРОМАШИНОСТРОЕНИИ Солнышкин Н.П., Самаркин А.И., Кузнецов А.В.

Псковский государственный политехнический институт В настоящее время основной методикой моделирования в машино строении является трехмерное параметрическое твердотельное моделиро вание. Вместе с тем, 3D моделирование является ресурсоемким, обычный метод проектирования на основе дерева конструирования – ограничиваю щий пользователя, существует также ряд проблем в формировании сборок.

При многопользовательской работе имеются трудности с организацией взаимодействия разработчиков в группе. Отдельной проблемой является использование в одном проекте данных различных САПР. Моделирование сложных систем (таких как электромашины) в 3D, таким образом, встре чается со значительными трудностями. В связи со сказанным, и по сей день существует ряд разработок, ориентированных на двумерное пред ставление проектной информации, лишенных отмеченных недостатков.

В связи с этим необходимо выделить следующие отрицательные осо бенности развития САПР АД без применения 3D моделирования – 2D геометрия не однозначно решает задачи позиционирования в таких сложных геометрических системах как двигатель на различных этапах производства;

2D геометрия не позволяет использовать современные сред ства САЕ систем. Только 3D геометрия дает наиболее полные данные о физических свойствах проектируемого объекта – массе, центре тяжести, геометрическом центре и т.д.

Можно выделить следующие области применения 3D САПР:

Проектирование сложных приспособлений со сложным гео метрическим движением составляющих компонентов, включая измерительные приспособления и технологическую оснастку;

проектирование пресс-форм с помощью булевых операций и получение реальной картины полости форм;

проектирование сложных отливок и отработка их технологичности;

Быстрое внедрение новых технологий и необходимых измене ний конструкции согласно требованию заказчиков и совре менным условиям двигателестроения;

проектирование серий ЭД на базе понятия «семейств» изделий и сборок с получением и анализом строения каждого двигателя одной серии в 3D гео метрии.

На ОАО ПЭМЗ был осуществлено внедрение 3D CAD систем сред него уровня Solid Edge с целью определение наиболее эффективной мето дики внедрения 3D проектирования, максимальный учет особенностей электромашиностроительного производства. Применяемая САПР Solid Edge обладает рядом уникальных преимуществ, таких как тех нология прямого проектирования (синхронная технология), что позволило после разработки специальных правил проектирования в кратчайшие сро ки конструировать электродвигатели одной серии.

О ВЛИЯНИИ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В АНТЕННО-СОГЛАСУЮЩЕМ ТРАКТЕ РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПРОИГРЫШ ПРИ ПРИЕМЕ СЛОЖНЫХ ДЧМ СИГНАЛОВ Сороцкий В.А.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Электромагнитные волны (ЭМВ) в диапазоне от нескольких десят ков килогерц (диапазон ОНЧ) и ниже благодаря своим уникальным свой ствам проникать в толщу воды и земли нашли применение в геофизике при проведении электроразведки и сейсмических измерений [1]. Учиты вая, что величина скин-слоя, определяющего глубину проникновения волн, при типичных значениях проводимости среды в диапазонах СНЧ и КНЧ, например, может достигать нескольких сотен метров в воде и не скольких тысяч метров в земле, применение ЭМВ указанных диапазонов при проведении геофизических исследований позволяет получить замет ные преимущества по сравнению с другими используемыми методами из мерений.

Одним из наиболее перспективных путей повышения точности из мерений, как известно, является использование сложных дискретно частотноманипулированных (ДЧМ) сигналов. Однако в радиосистемах, работающих в диапазоне пониженных частот, основным фактором, пре пятствующим использованию сигналов данного типа, как правило, являет ся относительно узкая полоса пропускания антенно-согласующего тракта (АСТ) радиопередающих устройств (РПдУ). К числу возможных способов расширения полосы пропускания АСТ можно отнести реализацию работы РПдУ на систему взаиморастроенных антенн, а также использование элек тронного корректора нагрузки (ЭКН), осуществляющего синхронную пе рестройку параметров согласующего тракта при изменении частоты гене рируемых колебаний.

В докладе рассмотрен метод определения энергетического проиг рыша (ЭП) при приеме сложных ДЧМ сигналов, обусловленного переход ными процессами в АСТ РПдУ. Приведены результаты расчетов ЭП и их анализ.

Литература:

1. Опыт частотного электромагнитного зондирования земной коры с применением мощной антенны СНЧ–диапазона / Велихов Е.П., Жамалет динов А.А, Собчаков Л.А. и др. // Доклады Академии Наук. Т. 338, № 1, 1994, с. 106-109.

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛОФИКАЦИОННЫХ ОТБОРОВ ТУРБИНЫ Стрельников А.С., Сафронов П. Г.

Читинский государственный университет Рост тепловых и электрических нагрузок обуславливает необходи мость изыскания внутренних резервов станции, а низкая рентабельность вынуждает искать пути наиболее эффективного повышения мощности, без увеличения себестоимости ее производства. При этом можно рассматри вать несколько способов повышения конкурентоспособности: оптимиза ция режимов работы энергетического оборудования, изменения тепловой схемы станции и изменение начальных параметров станции. Оптимизацию распределения нагрузок между агрегатами ТЭЦ можно отнести к малоза тратным методам энергосбережения. Кроме оптимизации режимов работы ТЭЦ к перспективному направлению энергосбережения можно отнести совершенствование распределения потоков теплоты в пределах станции.

Регулирование тепловой нагрузки на подавляющем большинстве ТЭЦ осуществляется качественное, со сменой температуры сетевой воды в подающем трубопроводе один, два раза в сутки по средней температуре за интервал времени. Транспортное запаздывание теплоносителя, разнород ность тепловой нагрузки, различная ветровая нагрузка и интенсивность солнечной радиации по районам населенного пункта не позволяют осуще ствлять плавное изменение температуры сетевой воды в подающем трубо проводе. Вследствие чего происходит увеличение температуры сетевой воды возвращаемой на ТЭЦ. Температуру сетевой воды можно снизить путем передачи части тепла через теплообменник питательной воде или химически очищенной. Многие турбины имеют охладители эжекторов, сальниковые подогреватели, включенные в низкопотенциальную часть.

Однако при низком пропуске пара в конденсатор включается линия ре циркуляции и часть подогретой питательной воды с высокой температу рой порядка 90 градусов сбрасывается в холодный источник. Экономия тепла при утилизации в сетевой воде сбросного тепла в отопительный пе риод может достигать 4 МВт, а в неотопительный 14 МВт. В пользу вклю чения теплообменника для подогрева сетевой воды питательной являются большие недогревы достигающие 40 градусов в отопительный период в сетевых подогревателях Читинской ТЭЦ 1, что при уменьшении расхода пара на подогреватель позволит снизить недогрев в подогревателе. Кроме того вытеснение пара теплофикационного отбора может повысить мощ ность развиваемую турбиной, за счет конденсационного потока при такой же высокой экономичности ее производства. Пластинчатые водоводяные теплообменники имеют незначительные габариты.

RAB-РЕГУЛИРОВАНИЕ ТАРИФОВ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ Фарисова Ч.А., Шарафутдинова Л.И.

Казанский государственный энергетический университет С 2008 года в России началось внедрение новой системы тарифооб разования в электроэнергетики, основанной на возврате инвестированного капитала (RAB- регулирование). Полный переход на нее планируется с 1 января 2011 года.

Regulated Asset Base (в переводе с английского «регулируемая база капитала») – метод расчета тарифов, гарантирующий возврат инвесторам вложенных средств через тарифную выручку с определенным процентов прибыли, величина которой определяется государством.

Действующий в настоящее время метод расчета тарифов «затраты +»


не стимулирует распределительные сетевые компании снижать издержки.

Также приближение износа оборудования к критическим значениям (60-70%) указывает на необходимость привлечения масштабных инвести ций в энергетическую отрасль. Внедряемый метод крайне привлекателен для инвесторов, так как предполагает формирование тарифов таким обра зом, что их средства вернутся к ним с процентом на вложенный капитал.

Основными преимуществами RAB-регулирования являются долгосроч ность (тарифы остаются неизменными в течение 3-5- лет, в то время, как тарифы методом «затраты +» устанавливаются ежегодно) и прогнозируе мость вводимых тарифов. Тарифы на основе данного метода выгодны и потребителям: тарифы будут уменьшаться с течением времени.

Тариф, образованный по методу RAB, состоит из следующих со ставных частей:

- операционные затраты, которые компании будут стремиться сни жать, так как сэкономленные средства останутся у них;

- проценты на инвестированный капитал, которые при долгосрочной перспективе снизятся в связи с уменьшением инвестиционных рисков;

- инвестированный капитал.

В отличие от метода «затраты +» в системе RAB-регулирования ин вестиционные расходы включаются в базу инвестированного капитала, ко торые будут возвращаться в течение 35 лет. Эта система схожа с ипотекой, то есть потребитель платит за инвестиции в течение длительного периода времени. С середины 1990-х годов на метод возврата вложенного капитала перешли распределительные сетевые компании многих стран Западной Европы, США, Австралия, Канада, но со своими особенностями. Опыт пи лотных филиалов МРСК (с 1 января 2010 года их число достигло 17) пока зал жизнеспособность RAB-регулирования тарифов в российской электро энергетике и выгоду от ее применения, которая выразилась в увеличении инвестиционных программ и надежности в результате модернизации и ре конструкции объектов.

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ Федотов Е.А., Чернова Н.В.

Казанский государственный энергетический университет Кузнецов Р.В.

ОАО «Сетевая компания», г. Казань Известен способ повышения напряжения на конце длинной электро передачи в распределительной сети 6 – 10 кВ за счет установки последова тельных вольтодобавочных автотрансформаторов (ВДТ). Он используется, когда не иной возможности для обеспечения нормативных показателей качества электроэнергии в части отклонений напряжения. Обычно в рас пределительных сетях способ повышения напряжения за счет вольтодоба вочных трансформаторов рассматривается в отрыве от режима всей сис темы электроснабжения. При этом не учитывается фактор увеличения тока в электропередаче до места установки ВДТ, что приводит соответственно и к увеличению потерь напряжения на начальном участке электропереда чи.

Эффект «лавины напряжения» хорошо известен в электроэнергетике применительно к электрическим сетям более высокого класса номиналь ного напряжения, когда вследствие массового уменьшения коэффициентов трансформации силовых трансформаторов для поднятия уровня напряже ния у потребителей до требуемого уровня может произойти еще большее падение напряжения в электрической сети. В распределительной электри ческой сети при применении ВТД происходит обратное: коэффициент трансформации у ВТД увеличивается при понижении напряжения у ко нечных потребителей. Однако увеличение тока может снизить эффект применения ВТД в единичных электропередачах. А при увеличении их количества возможно появление эффекта, аналогичного эффекту «лавины напряжения» в сетях более высокого номинального напряжения.

Проведенные исследования показали, что граница для критического коэффициента трансформации у ВДТ, когда его увеличение приводит к еще большему снижению напряжения, при практически существующих нагрузках не достигается. Однако количество ВДТ и их расчетные коэф фициенты трансформации не могут быть правильно рассчитаны без учета эффекта увеличения тока на головном участке электропередачи при по вышении уровня напряжения у потребителей. Математическая модель системы электроснабжения может быть составлена таким образом, чтобы входной величиной был уровень исходного напряжения у потребителя, а выходной – желаемый коэффициент трансформации у ВДТ.

МОДЕЛЬ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ТРАКТА ЛЭП Хакимзянов Э.Ф., Завгороднев М.Ю.

Казанский государственный энергетический университет Задачи определения места повреждения линии электропередачи (ЛЭП) сводится к методу локационного зондирования импульсным сигна лом. Для решения необходимо оценить условия распространения импульс ного сигнала в ЛЭП. В связи с этим предлагается моделирование процес сов, протекающих в ЛЭП при ее зондировании импульсами малой дли тельности.

Предлагается представление ЛЭП и устройств высокочастотной (ВЧ) обработки в виде эквивалентных схем замещения. Для этого выполнены математические расчеты электрических схем замещения по законам Кирх гофа и Ома. По результатам расчетов построены графики изменения вы ходного напряжения в зависимости от частоты входного сигнала.

Полученные результаты АЧХ схем замещения ЛЭП показывают, что ЛЭП представляет собой фильтр низких частот (ФНЧ). Данный вид фильт ра характеризуется тем, что ВЧ составляющие импульсного сигнала будут испытывать большее затухание по сравнению с НЧ составляющими. Рас чет коэффициента затухания в ЛЭП гармонических сигналов произведен по методике, предложенным Ю.П. Шкариным.

По рассчитанной эквивалентной схеме замещения фильтра присое динения построена АЧХ, которая совпадает с реальной АЧХ фильтра при соединения. АЧХ фильтра присоединения определена при помощи измери тельного комплекса «РЕТОМ-Вч».

По полученным частотным характеристикам устройств ВЧ обработ ки ЛЭП, представлена форма импульсного сигнала, отраженного от неод нородностей в виде обрыва или КЗ в любой точке линии.

Результаты данных расчетов представлены в программной среде Borland Delphi. Полученные результаты моделирования совпадают с реф лектограммами, полученными при зондировании ЛЭП импульсным реф лектометром РЕЙС.

ВЫБОР МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СРЕДСТВ ПРОТИВОАВАРИЙНОЙ АВТОМАТИКИ Хузин П.И.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Интенсивное развитие микропроцессорной техники позволило обес печить ее широкое применение для построения средств противоаварийно го управления энергосистем, включая системы релейной защиты и автома тики. Внедрение микропроцессорных средств релейной защиты и автома тики (МПРЗА) позволяет улучшить контроль состояния энергетического оборудования, улучшить технические характеристики, расширить функ циональные возможности, например, обеспечить регистрацию нормаль ных и аварийных процессов, а также включение в автоматизированные системы управления технологическим процессом (АСУТП) на базе раз личных стандартизованных протоколов передачи данных.

Существующая нормативная документация предъявляет к микро контроллерам (МК), МПРЗА следующие основные требования:

- МК должны обеспечивать связь с объектом, аналого-цифровое пре образование, ввод-вывод дискретных сигналов, человеко-машинный ин терфейс, интерфейс связи с верхнем уровнем;

- нижняя граница разрядности встроенных аналого-цифровых пре образователей (АЦП) не должна быть менее 12. Быстродействие АЦП обу славливается частотой дискретизации, количеством каналов преобразова ния и техническими характеристиками процессорного устройства;

- МК должен содержать энергонезависимую внешнюю память для хранения уставок, результатов самоконтроля функционирования защиты с учетом возможного отказа блока питания.

Большинство предлагаемых на рынке МК удовлетворяет указанным требованиям.

В работе была проанализирована номенклатура выпускаемых RISC микроконтроллеров ведущих производителей, даны рекомендации по вы бору конкретных моделей для реализации функций защиты и диагностики электрооборудования на основании технических данных, а также скорости выполнения основных операций и алгоритмов (умножение, цифро аналоговое преобразование, свертка и др.). По мнению автора, из большо го семейства различных МК, на сегодняшний день наибольший интерес вызывают МК фирм Atmel, Analog Device и STMicroelectronics, имеющими высокую производительность, а также развитую цифровую и аналоговую периферию. Применение МК указанных фирм позволит реализовать весь спектр необходимых защит электрооборудования (генераторов, трансфор маторов, электродвигателей).

АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБЪЕДЕНЕИЯ С НЕОПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ Чулин С.Л.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет В настоящей заметке рассматривается задача устойчивости решений уравнения описывающего работу электроэнергетического объединения с интервально меняющимися параметрами. Пусть A0 x (t ) Bu (t ) B w(t ), (1) x(t ) Данное уравнение представляет собой математическую модель электро энергообъединения в пространстве состояний. Матрица A0 [1] имеет вид:

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 13 Ty 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Ta2 Ta2 Ta 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 23 Ty 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Ta22 Ta22 Ta Ty 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Ta23 Ta23 Ta23 Ta 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Tn1 Tn k1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Tc1 Tc1 Tc A0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Tu 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Tn 2 Tn k2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Tc 2 Tc 2 Tc 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Tu 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Tn 3 Tn k3 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Tc 3 Tc 3 Tc 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Tu Предположим, что собственные значения матрицы A0 имеют отри цательные действительные части т.к. решения уравнения (1) устойчивы.

Наряду с уравнением (1) рассмотрим уравнение:

A( ) x(t ) Bu (t ) B w(t ), (2) x(t ) где A( ) A2.

A0 A Нас интересует диапазон изменения параметра, при котором ре шение уравнения (2) сохраняет устойчивость. За основу возьмем теорию возмущения линейных операторов Реллиха-Като [2,3]. Согласно [3] собст венные значения оператора A( ), могут быть представлены в виде (0) (1) 2 (2) (), 1.

k k k k (0) (1) Здесь – собственные значения оператора (матрицы) A0, значения и k k (2) задаются формулами [3, стр. 106], причем соответствующие формулы k (0) были адоптированы для решения данной задачи. Пусть 0, тогда диа k пазон изменения, при котором сохраняется устойчивость решений урав нения (2) может быть получен из неравенства (0) (1) 2 (2),m.

0 k 1,2, k k k Вычисления проводились в среде MatLab. Матрица A0 размерности [14 x 14] имеет следующий вид:

0 0.031 0 0 0.031 0 0 0 0 0 0 0 0 41.619 0.1286 0 0 0 47.619 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.04 0.04 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 25 0.125 0 0 0 0 25 0 0 0 0 50 0 50 0 0.125 0 0 0 0 0 0 50 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0.017 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 A 0 0 0 0 0 0 0 0.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0.032 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0.0163 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0. Значения элементов матрицы A0 взяты из [3]. Матрицы A1 и A2 выби рались таким образом, чтобы (1) (2) 2 (0) i, j и [ 0,5;

0,5].

aij aij 0.1 aij Результаты расчетов представлены на следующем рисунке.

[ 0,6 10 6 ;

0,6 10 6 ], Из рисунка видно, что на участке max Re 0 и, следовательно, система устойчива.

j Литература:

1. В.И. Козлов, В.Е. Куприянов, В.Н. Шашихин Управление энерге тическими системами. Ч. 1. Теория автоматического управления. Учеб.

Пособие / Под ред. В.Н. Козлова. Спб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2006.

316 с.

2. Rellich F. Perturbation theory of eigenvalue problems. – New York:

Gordon and Beach Science Publishers, inc, 1969, 127 p.

3. Като Т. Теория возмущений линейных операторов. – М.: Мир, 1972, 740 с.

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА ГАЭС В СЕВЕРО-ЗАПАДНОМ РЕГИОНЕ Шульгинов Р.Н.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет При оценке эффективности сооружения гидроаккумулирующих электростанций необходимо оценить их основные конкурентные преиму щества по сравнению с другими типами электростанций. К таким преиму ществам относятся:

- возможность выравнивания графика нагрузки энергосистемы за счет производства электроэнергии в часы пика нагрузки и потребления в часы провала нагрузки;

- использование в часы провала нагрузки электроэнергии, вырабаты ваемой на АЭС и базисных ТЭС;

- экономия топлива за счет уменьшения выработки электроэнергии на ТЭС;

- экологический эффект, который получается за счет снижения вы бросов вредных веществ в окружающую среду при уменьшении выработ ки электроэнергии на ТЭС за счет выработки ГАЭС в часы пика нагрузки.

Учитывая вышеперечисленные факторы, эффективность сооружения гидроаккумулирующих электростанций в значительной степени будет за висеть от структуры установленных мощностей в энергосистеме. При на личии в структуре мощностей значительной доли АЭС, эффективность ГАЭС повышается. Рассматривая структуру установленных мощностей Северо-Западного региона, можно отметить, что доля АЭС здесь составля ет около 30%, а в структуре мощностей Санкт-Петербурга и Ленинград ской области доходит до 40%, поэтому сооружение ГАЭС в этом регионе становиться весьма актуальным.

В качестве возможного варианта сооружения ГАЭС был рассмотре но строительство ГАЭС установленной мощностью 1560 МВт в режиме выдачи.

Предварительный анализ эффективности сооружения ГАЭС в Севе ро-Западном регионе показывает, что даже без учета экономии топлива и уменьшения выбросов вредных веществ за счет снижения выработки на ТЭС, сооружение ГАЭС эффективно: чистый дисконтированный доход положительный, срок окупаемости составляет 14-15 лет, внутренняя норма рентабельности 20-21 %.

Необходимо также отметить, что эффективность сооружения ГАЭС в значительной степени зависит от капитальных вложений в ГАЭС, удель ная величина которых на кВт установленной мощности существенно пре вышает значения этого показателя для традиционных КЭС и поэтому сни жает их конкурентное преимущество по сравнению с ТЭС. Другим значи мым показателем, определяющим эффективность сооружения ГАЭС, яв ляется тариф на электроэнергию в часы дневного пика и ночного провала графика нагрузки, который определяется ситуацией, складывающейся на оптовом рынке электроэнергии. Постепенный переход к конкурентному рынку электроэнергии может существенно изменить ценовые пропорции на электроэнергию и повлиять на эффективность ГАЭС, что требует до полнительных исследований.

ДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОМБИНИРОВАННОГО ПРОФИЛЯ КУЛАЧКА С УМЕНЬШЕННЫМ ИНЕРЦИОННЫМ НАГРУЖЕНИЕМ И ВЛИЯНИЕМ УПРУГОСТИ ЗВЕНЬЕВ Ярунов А.М., Синеокова И.А.

Псковский государственный политехнический институт Современный ткацкий станок содержит станину, в которой разме щается навой, (цилиндрический вал с навитой пряжей), нитки с навоя по ступают на промежуточный валик - скало, от скало – к зевообразователь ному механизму, поочередно передергивающему нитки вверх и вниз. В конце зева нитей, осуществляемого этим механизмом, проходит проклад чик утка по решетке направляющих, перемещающий уток - поперечную нитку ткани. Нитка ткани прибивается батанным механизмом к готовой части ткани, и готовая часть ткани наматывается на валик на выходе ткац кого станка.

Предлагается вместо боевого механизма, накапливающего энергию удара от торсиона из легированной стали боевой механизм с неудержи вающими связями центробежного действия.

Предлагается комбинированный профиль кулачка без одного из вы стоев с модифицированными трапециями закона аналога ускорения для пяти пар участков опускания и подъема профиля кулачка с углами 1,…,5 и углами 1,…,5 поворота коромыслового толкателя в целях снижения инер ционного нагружения (рис. 1) батанного механизма прибоя нити к готовой части ткани ткацкого станка.

Рис. СЕКЦИЯ Химия. Биология. Экология МИКРОСКОПИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ АКТИВАЦИИ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ЛАЗЕРНЫМ И МИКРОВОЛНОВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ Бальмаков М.Д.

Санкт-Петербургский государственный университет Блинов Л.Н.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Электромагнитное излучение способно в десятки и сотни раз ускорять химические реакции [1-4]. Исследование микроскопического механизма элементарных структурных превращений, стимулированных электромаг нитным излучением, является важной задачей современного материаловеде ния. Изучение взаимодействия микроволнового и лазерного излучения с конденсированными средами необходимо для разработки теоретических основ воспроизводимого на микроскопическом уровне синтеза нанострук турированных функциональных материалов.

Текстура нанокомпозита CuInSe2 (рис.), синтезированного микро волновым полиольным методом [3], свидетельствует о независимом фор мировании нанофрагментов вокруг каталитических центров. Возможны различные механизмы их образование. Один из них таков.

Поглощенный фотон инициирует возбуждение электронной подсис темы конденсированной среды. Затем происходит локальное изменение структуры. Во многих случаях последнее обусловливает появление лока лизованных электронных состояний, энергии которых мало отличаются от энергий делокализованных электронных состояний конденсированной среды.

Образовавшиеся в результате действия электромагнитного излуче ния локализованные электронные состояния представляют собой катали тические центры, стимулирующие передачу электронов от восстановителя к окислителю. Данный процесс сопровождается структурными превраще ниями, формирующими наночастицы, совокупность которых и определяет текстуру синтезированного материала.

Рис. Нанокомпозит на основе селеноиндата меди CuInSe Изображение получено с помощью сканирующего электронного микроскопа Zeiss-EVO-40EP с катодом LaB6.

Важную роль играют малые структурные превращения [5], которые реализуются за счет согласованной перегруппировки многих атомов, при надлежащих некоторому нанофрагменту. При этом расстояния между лю бой парой соседних атомов меняются мало по сравнению с межатомными расстояниями. В результате, сохраняется ближний порядок.

Малые структурные превращения характерны также для интервала стеклования, когда координационные числа практически не меняются. Не согласованность малых структурных превращений, происходящих в раз ных нанофрагментах синтезированного материала, приводит к внутренним напряжениям.

Разумеется, не все поглощенные фотоны непосредственно иниции руют структурные превращения. Энергия ряда фотонов непосредственно переходит в тепло. Это также может способствовать образованию катали тических центров.

Пусть на m атомов приходится N таких фотонов. Тогда, пренебрегая теплообменом, локальная температура фрагмента из m атомов возрастает пропорционально N hN N = 1,6 10- T~, (1) 3km m здесь k=1,38 10-23 Дж/K - постоянная Больцмана.

Значительное повышение локальной температуры также может из менить ход элементарных структурных превращений, а также способство вать образованию каталитических центров.

Полезны следующие оценки. Для частоты = 2.5 109 микроволново N го диапазона T ~ 0.04. Когда N= m, повышение температуры незначи m тельно: T ~ 0.04 K. Существенный нагрев возможен лишь при условии N m.

Ситуация иная для больших частот. Так, для частоты = 4.8 1014 из N лучения гелий-неонового лазера T ~ 7.6 103. Когда N = m, скачок ло m кальной температуры значителен T ~ 7.6 103 K. В данном случае тепло вой фактор играет важную роль в формировании текстуры синтезирован ного материала.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 08-03-00452).

Литература:

1. Шафеев Г.А. Лазерная активация и металлизация диэлектриков // Квантовая электроника 1997. Т.24. № 12. С. 1137 - 1144.

2. Бердоносов С.С. Микроволновая химия // Соровск. образоват.

журн. 2001. Т. 7, № 1. С. 32–38.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 8 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.