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:   || 2 | 3 | 4 |
-- [ Страница 1 ] --

ПОСЛЕДСТВИЯ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА В ПУСКАТЕЛЯХ

ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННОГО ИСПОЛНЕНИЯ

С.В. Дубровский

Научный руководитель: Р.Я. Кляйн, доцент,

преподаватель,

Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет

г. Томск, Россия

Основным источником возникновения коммутационных импульсных

помех являются переходные процессы при следующих операциях в

электросети:

• включение и отключение потребителей электроэнергии (электродвигатели, осветительное оборудование и др. аппаратура);

• включение и отключение цепей с большой индуктивностью (трансформаторы, пускатели и т. д.);

• аварийные короткие замыкания в сети низкого напряжения и их последующее отключение защитными устройствами;

• аварийные короткие замыкания в сети высокого напряжения и их последующее отключение защитными устройствами;

При коммутационных операциях выключателями и разъединителями в сети высокого напряжения возникает высокочастотный (ВЧ) переходный процесс. Параметры этого процесса индивидуальны для каждого объекта и, более того, даже для каждой конкретной коммутации. ВЧ токи и перенапряжения через системы шин распространяются по частям объекта. Они создают электромагнитные поля, способные вызывать наводки во вторичных кабелях и даже во внутренних цепях аппаратуры. Кроме того, проникновение коммутационных помех во вторичные кабели происходит через трансформатор тока, трансформатор напряжения и т.п. Особенно серьезна ситуация в пускателях взрывозащищенного исполнения, где высоковольтное оборудование и подверженная влиянию электронная аппаратура размещаются очень близко друг к другу [2].

Рис. 1. Осциллограмма коммутационной помехи в цепях питания (верхняя кривая – импульсное напряжение между «нулем» и землей, одно деление по вертикали – 100 В, нижняя кривая – импульсное напряжение между фазой и нулем, цена деления по вертикали – 500 В.) Развертка по времени – 2 мкс на деление Приведенный пример показывает, что истинный уровень коммутационных помех может быть достоверно определен лишь по результатам измерений.

Поэтому измерение коммутационных помех следует рассматривать как обязательную часть комплекса оценки электромагнитной обстановки, даже если нет оснований предполагать, что их уровень высок.

Пускатели взрывозащищенного исполнения имеют два типа электрических цепей: искроопасные и искробезопасные.

В стандарте наряду с определениями по ГОСТР 51330.0 [3] используют следующее: искробезопасная электрическая цепь – это цепь, в которой для предписанных настоящим стандартом условий испытаний любые искрения не вызывают воспламенение с вероятностью большей 10-3, а любое тепловое воздействие не способно воспламенить взрывоопасную смесь. Электрическую цепь, не удовлетворяющую таким требованиям, считают искроопасной.

В данной статье рассмотрены пути решения данной проблемы на примере пускателя 3ПВР – 400.

При включении разъединителя пускателя на трансформатор подавалось напряжение который в свою очередь понижал напряжение и осуществлял питание всей искробезопасной цепи, но при коммутационной помехе предохранители выходили из строя так как значение помехи превышало 50 мА, и составило примерно 650 мА. Данное значение было получено из приведенной ниже осциллограммы:

Рис. 2. Осциллограмма коммутационной помехи (I=0,65 A;

t=8 мс) Для решения данной проблемы существует два пути решения.

В первом случаи можно использовать резисторы, которые существенно могут снизить значение коммутационной помехи, что, и показано на приведенной ниже осциллограмме.

Рис. 3. Осциллограмма коммутационной помехи при использовании резисторов (I=0,41 A;

t=6 мс;

R=1,5КОм) Во втором случаи можно использовать дополнительную индуктивность, которая также позволит снизить значение коммутационной помехи.

Ниже приведена осциллограмма полученная при использовании дополнительной индуктивности.

Рис. 4. Осциллограмма коммутационной помехи при использовании дополнительной индуктивности (I=0,18 A;

t=8 мс) Из приведенных выше осциллограмм можно сделать вывод что наибольшее снижение максимального значения коммутационной помехи было при использовании дополнительной индуктивности, но недостатком данного способа является увеличение стоимости, а также массы и габаритов изделия.

Также целесообразным считается замена предохранителей 50 мА на предохранители 75 мА, так как данный трансформатор способен выдержать данный ток при работе в продолжительном режиме.

Список литературы:

1. ГОСТ Р 52275-2004 Пускатели электромагнитные рудничные взрывозащищенные до 1140В.

2. Методические указания по защите вторичных цепей электрических станций и подстанций от импульсных помех (РД 34.20.116-93) М.: РАО «ЕЭС России»

3. ГОСТР 51330. SMART GRID: ТЕХНОЛОГИЯ БУДУЩЕГО – СЕГОДНЯ Е.В. Моисеева, А.В. Силифонов Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия moiseevaev@tpu.ru Однозначной и общепринятой интерпретации термина Smart Grid пока не существует. В различных публикациях Smart Grid трактуется несколько по разному, отражая в первую очередь взгляды и позиции участвующих в разработке данного направления сторон в соответствии с их интересами.

Государственные структуры в большинстве стран рассматривают Smart Grid как идеологию национальных программ развития электроэнергетики, компании-производители оборудования и технологий — как перспективную основу оптимизации бизнеса, энергетические компании — как базу для обеспечения устойчивой инновационной модернизации своей деятельности. [1].

Сеть перестает быть пассивным элементом энергосистемы, ей отводится ведущая роль, как ядру, структуре отвечающей за надежность, качество и эффективность связи производителей электроэнергии и потребителей [2].

Технические средства Smart Grid (активно-адаптивных сетей) играют решающую роль в реализации этой технологии на практике. Технические средства можно разделить на следующие основные группы:

1. Устройства регулирования (компенсации) реактивной мощности и напряжения, подключаемые к сетям параллельно;

2. Устройства регулирования параметров сети (сопротивление сети), подключаемые в сети последовательно;

3. Устройства, сочетающие функции первых двух групп, – устройства продольно-поперечного включения;

4. Устройства ограничения токов короткого замыкания;

5. Накопители электрической энергии;

6. Преобразователи рода тока (переменный ток в постоянный и постоянный ток в переменный);

7. Кабельные линии электропередачи постоянного и переменного тока на базе высокотемпературных сверхпроводников;

8. Информационные технологии;

9. Программные средства.

Первые три группы устройств относят к технологии управляемых систем электропередачи переменнго тока – Flexible Alternative Current Transmission System (FACTS). Отдельные типы устройств и технологии FACTS используются также в группах устройств 4, 5 и 6 [3].

Цифровая подстанция является важным элементом интеллектуальной сети.

Для успешного развития автоматизации процессов передачи, преобразования и распределения электроэнергии в масштабах ЕЭС, сейчас разрабатывается общая концепция программно-аппаратного комплекса цифровой подстанции.

Со времени начала разработок в отечественной электроэнергетике проектов АСУ ТП ПС произошло существенное развитие аппаратных и программных средств систем управления для применения на электрических подстанциях. Появились высоковольтные цифровые трансформаторы тока и напряжения;

разрабатывается первичное и вторичное электросетевое оборудование со встроенными коммуникационными портами;

производятся микропроцессорные контроллеры, оснащенные инструментальными средствами разработки, на базе которых возможно создание надежного программно-аппаратного комплекса ПС;

принят международный стандарт МЭК 61850, регламентирующий представление данных о ПС как объекте автоматизации, а также протоколы цифрового обмена данными между микропроцессорными интеллектуальными электронными устройствами (intelligent electronic devices, IED) ПС, включая устройства контроля и управления, релейной защиты и автоматики (РЗА), противоаварийной автоматики (ПА), телемеханики, счетчики электроэнергии и т.д. Все это создает предпосылки для построения подстанции нового поколения – цифровой подстанции (ЦПС), в которой организация всех потоков информации при решении задач мониторинга, анализа и управления осуществляется в цифровой форме [4].

Создание интеллектуальных электрических сетей – общемировая тенденция. Работы в этом направлении ведутся в США, Канаде, Японии, Индии, Китае, Евросоюзе. В каждой стране интеллектуализация энергетики имеет свои особенности, но неизменно направлена на повышение надежности энергоснабжения и энергоэффективности. Например, в Италии Enel поставила умные счетчики, позволяющие передавать данные о потребляемой электроэнергии в центральный офис компании, одновременно отображая уровень тарифа, применяемого в то или иное время суток у 85 % своих клиентов. В результате часть клиентов перенесла потребление с пиковых часов на более спокойное и дешевое время. Экономия соответствовала выработке электростанции мощностью 3000 МВт. Система также позволила сократить объем перебоев в энергоснабжении. С 2001 до 2007 года средний показатель сетевых перебоев снизился с 128 до 49 минут, а сопутствующие затраты сократились с 80 до 50 евро на человека.

Таким образом, создание интеллектуальной сети – современная общая задача. В реализацию проекта создания интеллектуальной сети уже вовлечены более 70 ведущих отечественных производителей и разработчиков электротехнического оборудования и сопутствующих технологий из Северо Западного, Уральского, Волжского, Сибирского и Центрального регионов России.

Двигатель экономики Федеральная сетевая компания России планирует в ближайшие пять лет инвестировать в Единую национальную электрическую сеть по 170-180 млрд рублей в год. И постепенно довести долю отечественного оборудования, применяемого при строительстве и реконструкции энергоообъектов, до 50, а затем и до 70 процентов. Среди партнеров ФСК ЕЭС – крупнейшие отраслевые научные учреждения, институты Российской академии наук и ведущие технические вузы. Грядущая интеллектуализация энергетики по масштабу ожидаемых преобразований сравнима с теми революционными изменениями, которые произошли в сфере связи и информации и сделали привычной реальностью Интернет, мобильную связь и множество других достижений современности, до неузнаваемости изменивших повседневную жизнь.

Список литературы:

1. Кобец Б. Б., Волкова И. О. Smart Grid: Концептуальные положения // Профессиональный журнал – 2010 – №03 (75) – с.66-72.

2. Интеллектуальная сеть [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.fsk ees.ru/press_center/media_on_fnc/?ELEMENT_ID=531, свободный.

3. Шакарян Ю.Г., Новиков Н.Л. Технологическая платформа Smart Grid (основные средства) // Энергоэксперт – 2009 – №4 – с.42-49.

4. Цифровая подстанция – важный элемент интеллектуальной энергосистемы [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://www.ikien.ru/data/Zamena/Prezent_En_B/Morgin.pptx, свободный.

5. Инфраструктура Smart Grid перенесет мировые сети электропередач из XIX в XXI век [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://www.cisco.com/web/RU/news/releases/txt/2009/092909.html, свободный.

ЭЛЕГАЗОВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ: ПРОБЛЕМЫ, ПУТИ МОДЕРНИЗАЦИИ, СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ, ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ.

Р.М. Сабирджанов Научный руководитель: Е.П. Богданов, к.т.н., доцент Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия rustamka@sibmail.com Начиная с 80-х годов 20 века, в коммутационной аппаратуре настала эра элегазовых и вакуумных выключателей, которые пришли на смену воздушным, масляным и маломасляным. Обусловлено это тем, что элегазовые и вакуумные выключатели значительно превосходят масляные по ряду факторов:

пожаробезопасность, загрязнение окружающей среды, нанесение вреда здоровью человека, массогабаритные показатели, материалоёмкость, количество коммутаций, срок службы, надёжность.

Практически во всех странах мира на сегодняшний день используются в основном элегазовые и вакуумные выключатели. Элегазовому оборудованию традиционно отдают предпочтение во Франции, Италии, странах Скандинавии, Испании, а вакуумному – в Германии, Великобритании, Японии [1].

Как элегазовые, так вакуумные выключатели имеют свои преимущества:

вакуумные обладают более высоким коммутационным ресурсом, в то время как элегазовые выключатели обеспечивают более низкие перенапряжения, так как расстояние между контактами больше, чем в вакуумных. Тем самым облегчается функционирование энергооборудования.

При выборе элегазовых или вакуумных выключателей необходимо обратить внимание, в первую очередь, на условия, в которых планируется их эксплуатация. Например, элегазовые выключатели идеально подойдут для применения в цепях различных электродвигателей ограниченной мощности, в то время как вакуумные выключатели окажутся более уместными в условиях эксплуатации с необходимостью относительно частых коммутаций. Однако элегазовые выключатели являются на сегодняшний день лучшими для применения на напряжение 110 кВ и выше.

Для применения в высоковольтных выключателях требуется чтобы газ обладал определёнными свойствами: он должен быть химически нейтрален по отношению к применённым в устройстве материалам;

он и продукты его разложения не должны быть токсичными;

газ должен иметь низкую температуру сжижения, чтобы его можно было использовать при повышенных давлениях и требуемых по условиям эксплуатации температурах;

должен обладать хорошей теплоотводящей способностью;

диссоциация газа должна быть незначительной;

он должен быть пожаро и взрывобезопасным;

также должен быть легкодоступным и недорогим. Кроме этого газ должен обладать хорошей дугогасительной способностью, не должен интенсивно разлагаться в условиях электрического разряда, не должен при разложении выделять свободный углерод, который, оседая на поверхности твёрдых изоляционных элементов конструкции, делает их проводящими. Наконец газ должен обладать высокой электрической прочностью. Элегаз обладает почти всеми требуемыми свойствами. Одним из главных недостатков элегаза является относительно высокая температура сжижения.

На сегодняшний день на рынке элегазовых выключателей работают различные компании, наметились лидеры по их производству. В число таких компаний входят «Таврида Электрик», «Schneider Electric», АББ, Alstom, Siemens и некоторые другие. Эти компании наиболее эффективно занимаются решением вопросов, связанных с развитием выключателей высокого напряжения и занимаются разработками новых, все более совершенных в техническом плане конструкций. За рубежом, на сегодняшний промежуток времени, практически все компании, успешно работающие на рынке высоковольтного оборудования, занимаются выпуском элегазовых выключателей на классы напряжения от 110 до 1150 кВ, на номинальные токи до 5000 А. Токи отключения достигают 63 кА, время отключения снижено до 0,025 с, а время включения до 0,04 с [2].

Тенденция к увеличению производства аналогичного оборудования в последние годы также прослеживается и в России. Разработка и производство элегазовых выключателей последнего поколения освоено рядом предприятий, в частности, Всероссийским электротехническим институтом, научно исследовательским институтом высоковольтного аппаратостроения, заводом «Уралэлектротяжмаш» (г. Екатеринбург). На «Уралэлектротяжмаш» серийно выпускаются: элегазовые выключатели колонкового типа серии ВГТ на 35, и 220 кВ, баковые элегазовые выключатели серии ВЭБ на 110 и 220 кВ, выключатели элегазовые серии ВГБ на 35 кВ [3]. Продукция завода, является конкурентоспособной на внешнем рынке.

Проведя сравнительный анализ технических параметров отечественных и зарубежных выключателей можно сделать вывод, что и те и другие выпускают выключатели на все классы напряжения, однако отечественные уступают в таких параметрах как номинальный ток и ток отключения. В то же время завод «Уралэлектротяжмаш» выпускает выключатели, которые имеют лучшие показатели времени включения и отключения, чем предлагаемые фирмами ABB и Siemens [2].

В последние годы особое внимание вызывала возможная экологическая опасность элегаза. В этой связи следует отметить, что несмотря на принадлежность к ряду фторидов, элегаз не включен в перечень веществ, которые подлежат запрету или ограничению в применении. Кроме того, общий вклад элегаза в «парниковый» эффект атмосферы составляет не более 0,2 % (а доля элегаза электротехнического оборудования в этом вкладе значительно меньше). Сравнивая с разрешенной последним стандартом МЭК нормой по выбросу элегаза для высоковольтной аппаратуры, которая сократилась с 1 % в год до 0,5 % можно сделать вывод, что никакой опасности нет [4].

Недостаток элегаза, отмеченный ранее (переход в жидкое состояние при сравнительно высоких температурах), определяет дополнительные требования к температурному режиму элегазового оборудования в эксплуатации. Для работы элегазового оборудования при отрицательной температуре (-40 °С) необходимо, чтобы давление элегаза в аппаратах не превышало 0,4 МПа при плотности не более 0,03 г/см3. Если происходит повышение давления элегаз будет сжижаться при более высокой температуре, поэтому для повышения надежности работы электрооборудования при температурах примерно -40°С его следует подогревать (например, бак элегазового выключателя во избежание перехода элегаза в жидкое состояние нагревают до 12°С). Эта практика характерна как для отечественных, так и зарубежных производителей элегазовых выключателей [2].

В России направления, по которым сегодня развиваются высоковольтные элегазовые выключатели, не слишком отличается от мировых тенденций развития. Однако темпы прироста именно нового оборудования в нашей стране отстают, становится все более сложно оставаться на должном уровне конкуренции с зарубежными производителями. Это объясняется несколькими причинами: недостаток финансовых средств, вынуждающий потребителей эксплуатировать давно устаревшие аппараты;

сокращение строительства новых подстанций;

отсутствие промышленного выпуска всей гаммы элегазовой аппаратуры, применяемой за рубежом;

консерватизм потребителей элегазовых выключателей высокого напряжения [5].

Элегазовое аппаратостроение достигло высокого уровня. Элегазовые выключатели, в основном, удовлетворяют всем основным требованиям, предъявляемым потребителями. Однако постоянное стремление обеспечить еще более высокие технико-экономические требования, до минимума уменьшить воздействие элегазовых аппаратов на окружающую среду приводит к поиску новых решений.

Тот факт, что на мировом рынке до 2010 г. не видно серьезной альтернативы элегазовым и вакуумным выключателям, не означает прекращения работ по совершенствованию выключателей высокого напряжения.

Улучшаются дугогасительные устройства, применяются новые решения по повышению эффективности дугогашения. Продолжают проводиться работы по замене элегаза на смеси элегаза с другими газами, а также использованию других газов. На заводе «Уралэлектротяжмаш» стали выпускать элегазовые выключатели с полимерными изоляторами вместо керамических. Это позволило добиться снижения массы.

Используемые в элегазовых выключателях типы приводов (пружинные, гидропружинные, пружинно-моторные, электромагнитные) обладают своими достоинствами и недостатками. Однако, оригинальных решений, которые удовлетворяли бы всем запросам эксплуатации, не существует.

Открытым вопросом в развитии элегазовых выключателей остаётся разработка и продвижение на рынке различных систем диагностики. Установка на выключателе датчиков, которые в автоматическом режиме могут отслеживать состояние изоляции, механической системы, коммутационных контактов, контролировать другие параметры, позволяет сэкономить значительную часть времени и средств. С другой стороны, стоимость выключателей возрастает. Кроме того, срок службы системы диагностики меньше чем у выключателя. В дальнейшем это приводит к дополнительным затратам, что не приемлемо для потребителя.

Современные высоковольтные элегазовые выключатели очень надежны, безопасны, требуют минимального обслуживания и рассчитаны на длительную работу. Они относится к классу высоких технологий (Hi-Tech). Поэтому теперь начинается соревнование между производителями по уменьшению габаритов выключателей.

Эта задача может быть решена как за счет использования новых материалов и конструктивных решений, так и за счет совершенствования методик разработки.

Список литературы 1. Белкин Г. С., Вариводов В. Н. Состояние и перспективы развития коммутационной аппаратуры высокого напряжения // Электричество. – М., 2001. – № 9. – С. 24-29.

2. http://www.forca.ru – сайт «Энергетика: оборудование, документация».

3. www.energomash.ru – официальный сайт компании «Уралэлектротяжмаш».

4. http://www.news.elteh.ru – журнал «Новости электротехники».

5. http://leg.co.ua/stati – сайт «Электрические сети».

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕКИНГОСТОЙКОСТИ ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Нгуен Хоанг Хьеп Научный руководитель: Лавринович В.А, профессор ЭНИН ТПУ Вьетнам Надежность электропередачи и электроснабжения в большой степени зависит от надежности изоляторов. Одним из основных эксплуатационных показателей изоляторов является их трекингостойкость. Трекинг – это прогрессирующее образование токопроводящих перемычек, которые появляются на поверхности твердого электроизоляционного материала в результате комбинированных воздействий электрического напряжения и электролитического загрязнения его поверхности [1]. Цель работы – определить и оценить трекингостойкость изоляционных материалов.

Методика Нами применялся метод каплепадения для определения трекингостойкости различных материалов. При этом необходимо определить величину максимального напряжения, при которой материал выдерживает испытание на пяти участках при нанесении 50 капель электролита без образования токопроводящих перемычек. Это напряжение в вольтах называется сравнительным индексом трекингостойкости [1].

В качестве загрязнителя используется 0,1 %-ный раствор хлористого аммония (NH4Cl). Схема расположения электродов и их размеры показаны на рис. 1,а. Электроды 3 изготавливаются из меди сечением 5х2 мм. С помощью капельницы 4 (диаметр отверстия 1,1 мм) в пространство между электродами на поверхность образца с интервалом в (30±5) с подают по капле электролит.

На рис. 1,б приведена электрическая схема установки.

QS R КМ 1.1 Т КМ R1 SB АТ 220В КМ1.3 SB K KA KA1. КМ 1. а б Рис. 1. а – Расположение электродов и их размеры;

б – Электрическая схема установки. 1 – Металлическая доставка;

2 – образец;

3 – медный электрод;

4 – конец капельницы;

QS – автоматический воздушный выключатель;

R1 – защитный резистор;

KM1 – магнитный пускатель;

KM1.1, KM1.2, KM1.3 – контакты магнитного пускателя;

SB1, SB2 – контакты кнопки Пуск, Стоп;

КА – реле максимального тока;

АТ – автотрансформатор;

Т – повышающий трансформатор;

R2 – переменное сопротивление для ограничения тока через трек;

L – сигнальные лампа напряжения;

К2 – блокировочные контакты двери ограждения.

Замыкание между электродами фиксируем с помощью защитного реле КА1, которое срабатывает при токе 0,5 А. Согласно ГОСТ 27473-87 считается, что трек сформировался, когда срабатывает защитное реле КА1, или если образец загорается без срабатывания защитного реле.

Результат испытания В ходе работы было проведено испытание на трекингостойкость следующих материалов: кремнийорганическая изоляция, оргстекло, пластик ППТ, стеклотекстолит СТЗ, полиэтилен, поливинилхлорид ПВХ и фарфор.

Результаты испытаний на трекингостойкость различных материалов представлены в таблице 1.

Таблица 1. Сравнительный индекс трекингостойкости некоторых изоляционных материалов.

Испытательное Количество Группа Материалы напряжение, В капель не менее трекингостойкости Кремнийорганический 600 100 а, полимер Оргстекло 600 100 а, Пластик ППТ 125 50 3б Стеклотекстолит СТЗ 125 50 3б Полиэтилен 125 50 3б ПВХ 100 50 3б Фарфор 600 100 а, На рис. 2 приведены в качестве примера 4 испытанных образца. На рис. 2, а представлен образец стеклотекстолита при напряжении 175 В, видна дорожка черного цвета (трек), образующаяся в результате перекрытия между электродами. При этом возникла дуга сначала в середине между электродами, а потом развивалась в обоих направлениях, замыкая электроды. Эта дуга вызывает горение образца и срабатывание защитного реле. На рис. 2, б показан образец стеклотекстолита после падения на него 100 капель электролита при напряжении 100 В. След эрозии диэлектрика сформировался между электродами в виде канала, направленного вдоль плоскости электродов.

а б в г Рис. 2. Образцы после испытания на трекингостойкость На рис. 2, в, г, приведены образцы оргстекла после испытания на 600 В и 300 В, соответственно. Во всех случаях не образовался трекинг (реле не срабатывалось). При испытании возникала искра на испытуемом месте. В пространстве межу электродов эта искра представляется канал некоторой шириной, вследствие этого канавка некоторой глубиной образовалась (рис. 2, в) или происходило местное горение образца (рис. 2, г). За электродами искра, огибая развивался в виде отдельных тонких нити, из-за этого появились две группы согнутых линии, сосредоточенных у электродов (рис. 2, в, г).

Во всех случаях видим, что разряд развивается вдоль электродов, а не от одного электрода к другому. Это явление можем объяснить таким образом, что после падения капли электролита на поверхности, она сначала кипит частично, а остальные части раствора прилипают к электродам. Участок поверхности образца между электродами подсушит и станет сухой, у него малая поверхностная проводимость. Подсушка указанного участка приведет к неравномерному распределению напряжения на подсушенном участке и его дальнейшей интенсивной подсушке. Напряжение на этом участке может возрасти до значения, при котором произойдет перекрытие этого участка.

В результате проведенной работы сделан сопоставительный анализ различных диэлектриков по трекингостойкости. Показано, что оргстекло, фарфор и кремнийорганический полимер обладают наивысшей трекингостойкостью по сравнению с другими материалами. При испытании разные материалы по-разному поведут и разные следы эрозии образуются, завися от химического состава диэлектриков. Причиной того, что разряд развивается вдоль электродов является образование подсушенного участка на поверхности образца. Результат исследования может быть использован при проектировании изоляторов, работающих во влажной и загрязненной среде.

Список литературы:

1. ГОСТ 27473-87. Материалы электроизоляционные твердые. Метод определения сравнительного и контрольного индексов трекингостойкости во влажной среде. – Введ.

01.01.89. – М. : Госстандарт России : Изд-во стандартов, 1988., 6 с.

ВСТАВКИ ПОСТОЯННОГО ТОКА А.В. Бржезицкий Научный руководитель: Н.Л. Бацева, доцент кафедры ЭСС ЭНИН ТПУ Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия fruit@sibmail.com В настоящее время особенно актуальной является проблема повышения эффективности функционирования Единой энергосистемы (ЕЭС) России.

Данную проблему можно рассматривать с двух позиций.

С одной стороны необходимы стимулы и условия для участия российских генерирующих компаний на международном рынке электрической энергии.

Наиболее перспективным направлением в этой области является поддержание надежной синхронной работы ЕЭС России с энергообъединениями Западных стран с осуществлением обмена перетоками мощности между ними по обычным линиям электропередач переменного тока. Однако такое объединение на параллельную работу было затруднительно, так как российские и западные энергосистемы либо работают с различной номинальной частотой (50 и 60 Гц), либо имеют различную идеологию поддержания частоты [1].

Существующий опыт, в том числе зарубежный, свидетельствует о том, что эффективно усилить связь между энергообъединениями России, а также между ЕЭС России и энергосистемами зарубежных стран можно с использованием вставок постоянного тока (ВПТ) [2].

Вставкой постоянного тока (ВПТ) называется электропередача постоянного тока, состоящая из совмещенных в одном месте выпрямительной и инверторной подстанции, без линий постоянного тока при преобразовании тока на обеих подстанциях с помощью каскадно-мостовой схемы [3]. Назначение ВПТ это передача мощности из одной энергосистемы в другую либо в любом направлении в случае реверсивной ВПТ.

Преобразование электрической энергии осуществляется преобразователями, связанными с передающей и приемной системами.

Преобразователь, который преобразует энергию переменного тока от передающей системы в энергию постоянного тока, называется выпрямителем.

Другой преобразователь, который получает энергию от выпрямителя и преобразует ее в энергию переменного тока, отдавая эту энергию в приемную систему, называется инвертором.

Рис. 1. Типовая схема вставки постоянного тока Преобразователи обладают свойством реверсивности: при необходимости изменения направления передачи мощности выпрямитель становится инвертором, а инвертор – выпрямителем. При этом направление тока в линии остается неизменным, так как вентили в преобразователях пропускают ток только в одном направлении, но меняется полярность самих преобразователей [3].

Из рис. 1. видно, что ВПТ представляет собой преобразовательную подстанцию, на которой размещены выпрямитель и инвертор. Двухмостовой выпрямитель и двухмостовой инвертор включены по схеме 12-тимостового преобразователя и образуют один блок комплектное высоковольтное преобразовательное устройство (КВПУ). Вставка может состоять из одного или нескольких блоков в зависимости от требуемой мощности. Устройство имеет линейный реактор ЛР, включенный в изолированный или заземленный полюс. На шины переменного тока каждой энергосистемы включены компенсирующие устройства: это могут быть фильтры переменного тока Ф или статические компенсаторы СТК. Стабилизация переменного напряжения возлагается на сами преобразователи.

В качестве преобразователей во вставках постоянного тока в настоящее время используются статические управляемые вентильные преобразователи, собранные по трехфазной мостовой схеме. Схема преобразовательного моста со всеми основными элементами приведена на рис. 2.

Рис. 2. Схема преобразовательного моста Как показали многочисленные исследования, именно мостовая схема наиболее пригодна для применения во вставках постоянного тока.

Современный мощный высоковольтный преобразовательный блок включает в себя не только мостовую схему, но и ряд других элементов, составляющих неотъемлемую его часть.

Вставки постоянного тока применяются для:

• осуществления несинхронной связи между энергосистемами, обеспечивающей возможность независимого регулирования частоты в каждой из систем при нарушениях режима (короткие замыкания, сбросы мощности, набросы нагрузки) в одной из энергосистем;

• объединения энергосистем, работающих с различной номинальной частотой (50 и 60Гц) или разной идеологией поддержания частоты;

• обеспечения безынерционного изменения величины тока и направления потока мощности, благодаря чему такая связь свободна от нерегулируемых перетоков мощности и способна осуществлять передачу электроэнергии по заданной программе. Законы регулирования могут быть выбраны с большой степенью независимости от изменений режима (уровней напряжения, частоты) в связываемых энергосистемах. При необходимости могут использоваться специальные регуляторы, например, для поддержания частоты, демпфирования субгармонических колебаний, повышения устойчивости параллельных электропередач переменного тока;

• повышения статической и динамической устойчивости объединенных энергосистем;

• использования эффекта разновременности суточных максимумов по поясам и снижения необходимости пиковых резервов.

• эффективного управления режимами большего по мощности и протяженного энергообъединения.

Другими словами вставки постоянного тока помогают полностью развязать смежные системы по частоте, это решает проблему обмена энергией с энергосистемами зарубежных стран которые имеют отличную от России номинальную частоту или идеологию поддержания частоты.

Применение ВПТ в России актуально из-за:

1) наличия избыточных неиспользованных первичных энергоресурсов, особенно в Сибири;

2) больших расстояний, затрудняющих синхронную связь между энергосистемами.

В силу своих конструктивных особенностей ВПТ обеспечивают наиболее централизованное управление режимами энергообъединения;

локализацию аварий в энергообъединении;

отсутствие стохастических колебаний мощности и возможность объединения мощных энергосистем связями относительно малой пропускной способности с возможностью наращивания её по мере необходимости.

Список литературы:

1. Балыбердин Л.Л., Кощеев Л.А., Лозинова Н.Г., Мазуров М.И., Ковалёв В.Д.

Повышение энергоэффективности энергосистем путём применения вставок и передач постоянного тока // Электро.-2010.-№ 3.-С. 2-6.

2. Калюжный А.Х. Управление потоками мощности в электрических сетях с помощью фазоповоротных трансформаторов // Электричество.-1986.-№ 11.-С. 12-18.

3. Ивакин В.Н. и др. Электропередачи и вставки постоянного тока и статические тиристорные компенсаторы / В.Н. Ивакин, Н.Г. Сысоева, В.В. Худяков.- М.:

Энергоатомиздат, 1993.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕПЛА И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ. МЕТОД ПИРОЛИЗА Р.В. Алексеенко, О.И. Торош Научный руководитель: О.П. Сумарокова Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия fighter@sibmail.com Сжигание древесины для производства тепла является основным процессом применяемым в мировой биоэнергетике;

при этом постоянно ведутся работы по его усовершенствованию и снижению выбросов. В зависимости от размера можно выделить несколько систем. В небольших отопительных системах для домохозяйств, как правило, используются пеллеты или дрова.

В средних системах целесообразно сжигать древесную щепу в решетчатых бойлерах. В крупных бойлерах можно сжигать широкий спектр топлив, включая древесные отходы и некондиционное топливо.

Таблица 1. Сравнение с другими видами топлива.

Дизельное Мазут Опилки с Пеллеты топливо влажностью 50% Теплотворная 11 10 1,5 4, способность, МВт/т Стоимость 1 400 140 6 тонны, $ Котлы: уровень Полная Полная Полная Полная автоматизации КПД котельных 85 70 70 установок, % Выработка 12000 12000 12000 тепловой энергии, МВт/год Исходные 1 283 1 714 68 568 2 данные:

Преимущество биомассы:

1. Широкая распространенность 2. Способствует повышению безопасности энергоснабжения 3. Биомассу можно хранить в больших объемах, соответственно биоэнергию можно производить в любой момент 4. Создание стабильных рабочих мест, особенно в сельскохозяйственных районах 5. Процессы разработки технологий и «ноу-хау» создают перспективные возможности для экспорта технологий 6. Снижение выбросов двуокиси углерода и прочих вредных выбросов (SO) Двуокись углерода захватывается из атмосферы растениями при их росте.

В процессе использования энергии углерод возвращается в атмосферу, образуя замкнутый круговорот углерода без увеличения выбросов CO.

Таблица 2.Виды древесных отходов Влажность(%) Наименьшая Содержание золы теплотворная способность Древесина без коры 50-60 5,1 – 5,6 0,4-0, Кора 45-65 5,1 – 6,4 2 2- Хвоя с иголками 50-60 5,1 – 5,6 1 1- Pellets 10 4,7 0, Процесс пиролиза при температурном разложении древесных отходов зарекомендовал себя по всему миру как эффективная технология утилизации продуктов деревообработки с образованием тепла и электроэнергии.

Термохимический процесс условно можно представить состоящим из нескольких стадий (рис. 1). На начальной стадии под действием нагрева происходит деструкция высокомолекулярных соединений, составляющих растительную ткань, с переходом основной части образовавшихся более легких продуктов в газообразное и парообразное состояние. В результате последующего охлаждения происходит разделение выделившихся из твердой фазы парообразных продуктов на жидкую (бионефть) и газообразную (пиролизный газ) фракции. Технологический цикл может также включать стадию дополнительного нагрева парообразных продуктов до 900 – 1500 °С для повышения выхода пиролизного газа. Дополнительный нагрев осуществляется непосредственно в реакторе пиролиза растительной биомассы или в отдельной камере. Путем изменения ограниченного количества технологических параметров, таких как температура и время обработки, удается в широких пределах изменять химический состав продуктов и, соответственно, выход твердой, жидкой и газообразной фракций биотоплива. Термохимическая конверсия растительной биомассы в более ценные виды топлива имеет давние традиции. Классическим примером такой конверсии является карбонизация – получение древесного угля путем термической обработки древесины при температуре порядка 300 °С в течение нескольких часов. Твердая фракция продуктов этого процесса (древесный уголь) по массе составляет примерно 35 %, органическая жидкость – 30 %, газообразные продукты (преимущественно, CO, CO2, CH4, H2) – 35 %.

Рис. 1. Схема сжигания древесных отходов с образованием заменителя дизельного топлива Список литературы:

1. Глинка Н.Л. Общая химия. – Л.: Химия, 1978. – 720 с.

2. Джатдоева М.Р. Теоретические основы прогрессивных технологий. Химический раздел. – Ессентуки: ЕГИЭиМ, 1998. – 78 с.

3. Зурабян С.Э., Колесник Ю.А., Кост А.А. Органическая химия: Учебник. – М.:

Медицина, 1989. - 432 с.

4. Метлин Ю.Г., Третьяков Ю.Д. Основы общей химии. – М.: Просвещение, 1980. – 157 с.

5. Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. Начала органической химии. - М.: Химия, 1974. - с.

О ВЛИЯНИИ ПАРАМЕТРОВ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ НА УРОВЕНЬ ОСНОВНЫХ И ДОБАЫОЧНЫХ ПОТЕРЬ А.А. Бацев Научный руководитель: В.Я. Ушаков профессор ТПУ, Н.Н. Харлов, кандидат технических наук ТПУ Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия digfatfox@yandex.ru При проведении комплексного энергетического обследования электросетевых предприятий внимание следует уделять режимам работы высоковольтных линий электропередачи. В процессе обследования, как правило, проводятся измерения следующих параметров режима:

• суточные графики действующих значений фазных напряжений в контролируемом узле примыкания линии U (t ) ;

• суточные графики действующих значений фазных токов линии в месте примыкания линии к контролируемому узлу I (t ) ;

• суточные графики фазных мощностей (активных и реактивных) в месте примыкания линии к контролируемому узлу P(t ), Q(t ) ;

• спектры контролируемых напряжений и токов U ( n, t), I&( n, t).

& Как показывает опыт обследования режимов электрических сетей 110 кВ Сибири [1] подавляющее число линий имеют значительные искажения токов и, как следствие, искажения напряжений в контролируемых узлах.

Как известно [4], распределение напряжений и токов вдоль многопроводной линии содержащей m проводов и тросов определяется следующей линейной системой матричных уравнений размерностью 2m:

& & U x ( n ) = e u x A + e u x B ;

& & & (1) & & I ( ) = e i x C + e i x D.

& & & x n Здесь U x ( n ), I&x ( n ) - векторы-столбцы напряжений и токов частоты n -й & гармоники, размерностью m 1 в сечении на расстоянии х от контролируемого узла примыкания линии;

& & & & & & u ( n ) = Z ( n )Y ( n ) ;

i ( n ) = Y ( n ) Z ( n ) ;

Z ( n ), Y ( n ) матрицы собственных и взаимных погонных сопротивлений и & & проводимостей проводов и тросов на частоте n -й гармоники размерностью m m ;

При расчете необходимо учитывать явление поверхностного эффекта в проводах. В соответствии с результатами исследований, изложенными в [5] погонное активное сопротивление провода круглого сечения на частоте n определяется в зависимости от величины = rпр / 2 µ / 2 по формулам:

), при r0 n = r0 (1 + и 1 r0 n = r0 ( + + ), при 4 где r0 - погонное активное сопротивление провода постоянному току.

Проведенные исследования сопротивлений витых многопроволочных проводов [6] показали правомерность такого подхода к определению активного сопротивления проводов с учетом поверхностного эффекта.

& & & & A( n ), B( n ), C ( n ), D( n ) - векторы-столбцы постоянных интегрирования размерностью m 1 обычно вычисляемые из граничных условий на частоте n -й гармоники [3]:

& && &&& Z ( n ) I x ( n ) = u e u x A + u e u x B ;

& & (2) & && &&& Y ( )U ( ) = e i x C + e i x D.

& & n x n i i Объединяя системы матричных уравнений (1), (2) и решая полученную линейную систему размерностью 4m, придавая U x ( n ), I&x ( n ) значения, & измеренные в контролируемом узле примыкания линии, а расстояние x от контролируемого узла примыкания, принимая до точки расчета равным нулю, можно определить значения постоянных интегрирования:

& & 0 E E & U ( n ) & A & & 0 0 E E I ( n ) & & (3) B= & & & u ( n ) u ( n ) 0 C Z ( n ) I ( n ) & & & & i ( n ) i ( n ) 0 & D Y ( n )U ( n ) & & Подставляя полученные значения постоянных интегрирования & & A( n ), B( n ), C ( n ), D( n ) в (1) и изменяя x, рассчитываются эпюры U x ( n ), I x ( n ) & & & & Наиболее сложной процедурой при проведении расчетов по приведенным уравнениям является процедура вычисления функций от матриц типа:

u ( n ) = Z ( n )Y ( n ), i ( n ) = Y ( n ) Z ( n ), e l, e l, e l, e l. В дальнейшем для u u i i вычисления данных функций проводится с использованием теоремы Кэли Гамильтона [7], в соответствии с которой матричная функция определяется по формуле:

1n n k An k.

f ( A) = k = Здесь - определитель Вандермонда det[ik 1 ], а j - определитель, получаемый, если в вместо 1j, 2j,...nj подставить f (1 ), f (2 ),... f (n ).

Потери активной мощности в проводах многопроводной линии в рамках используемой математической модели режима определяются по формуле:

l m N Р = I i2,n ( x)r01i ndx i =1 n =1 I i,n ( x) - действующее значение тока n-й гармоники в i-ом проводе на расстоянии x от места проведения измерений;

r01,i - погонное сопротивление i-го провода на основной частоте.

n - коэффициент, учитывающий увеличение активного сопротивления провода вследствие явления поверхностного эффекта.

Потери от протекания первой гармоники являются основными потерями и определяются по формуле:

ml Р1 = I i2,1 ( x)r01i dx (4) i =1 Потери, обусловленные протеканием токов высших гармонических – добавочные потери:

l m N Рдоб = I i2,n ( x)r01i ndx (5) i =1 n = 2 Пределы вариации электрических параметров линии электропередачи рассмотрены в [7]. В данной работе исследованы воздействия вариаций координат подвеса проводов и тросов, а также их сечений на уровень основных и добавочных потерь, рассмотренных на примере линии АК-19 (подстанция “ Арбузовская” – подстанция “Каргинская”). Влияние данных вариаций на величину основных и добавочных потерь в линии оценено путем проведения статистических испытаний. На рисунке 1 показаны суточных изменений фазных токов на линии АК-19 в месте ее примыкания к подстанции «Арбузовская», на рисунке 2 показаны зависимости потерь мощности при различных вариациях:

Рис.1. График суточных изменений фазных токов на линии АК-19 в месте ее примыкания к подстанции «Арбузовская» (27.09.2009г.) 2,50E+ 2,00E+ Промежуточная опора 500 кВ 1,50E+01 Промежуточная опора 110 кВ на оттяжках Промежуточная опора 110 кВ 1,00E+ Промежуточная опора 220 кВ 5,00E+ 0,00E+ 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 Рис. 2. Зависимость потерь активной мощности от геометрии подвеса проводов и тросов и магнитной проницаемости.

Проведенное исследование показало, что потери мощности сильно зависят от геометрии подвеса проводов и тросов, а так же от магнитной проницаемости грозозащитного троса.

Список литературы:

1. Опыт корпоративного обследования электрических сетей 110 кВ Сибири:/В.С.

Боровиков, М.В. Волков, В.В. Иванов, В.В. Литвак, А.И. Погонин, Н.Н. Харлов;

Томский политехнический университет. – Томск: изд-во Томского политехнического университета, 2010.- 228 с.

2. Формирование уравнений установившихся несинусоидальных режимов электрических систем с учетом распределенности параметров. Известия Томского политехнического университета, № 4, Том 314, 2009 г.

3. Резонансные режимы многопроводных линий электропередачи. Электричество, 2009 г., № 12.

4. Базуткин В.В., Дмоховская Л.Ф. Расчеты переходных процессов и перенапряжений. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 328 с., ил.

5. Демирчан К.С., Кузнецов И.Ф., Боронин В.Н. Поверхностный эффект в электроэнергетических устройствах.- Л.: Наука, 1983.- 280 с.

6. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1974. – 832 с., ил.

7. Заславская Т.Б., Ирлахман М.Я., Ловягин В.Ф., Пределы вариаций электрических параметров симметричной линии электропередачи. Труды СИБНИИЭ, 1970, вып. 17, с.

13-26.

ИССЛЕДОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ ИЗЛУЧАТЕЛЯ Буй Ван Донг Научный руководитель: А.И Солдатов, доцент ИНК ТПУ Вьетнам Термообработка металла является сложным технологическим процессом изменения физико-механических свойств металлов. Качество термообработки металлов зависит не только от содержания основного вещества, но и от многих технологических факторов обработки. Отсюда вытекает необходимость производить контроль свойств металлов после термообработки.

Основные физико-механические свойства металлов: плотность, упругость, структурное строение – определяют постоянные, характеризующие распространение в металле упругих волн, то есть акустические свойства металлов.

Контроль физико-механических свойств материалов акустическими методами – одно из важнейших направлений неразрушающего контроля качества материалов.

Контроль основан на установлении взаимосвязи свойств материалов с акустическими характеристиками.

Исследование акустического поля излучателя позволяет определять распределение интенсивности ультразвуковых волн, излучаемых преобразователем в изделие, последовательно определять свойства металлов.

Целью работы является получение изображений акустического поля для анализа свойств металлов теоретическим и практическим путем.

Для получения изображений акустического поля теоретическим путем ведем расчет, по которому напишем программу моделирования.

Поле излучения преобразователя представляют как результат действия элементарных источников, на которые разбивают всю площадь излучателя.

Давление в произвольной точке поля записывают в виде:

Рис.1. Схема расчета акустического поля jk e jkRAB Cos ( AB ) PB = (1) ds A RAB S где k – волновое число, S – площадь поверхности излучателя, RAB – расстояние от произвольной точки на поверхности излучателя до произвольной точки в полупространстве волновода, - плотность среды распространения акустического излучения.

Заменим интеграл (1) суммой:

sin( t k Ri, s ) m n P (t ) = P0 cos a AB (2) Ri, s s =1 i = где n – количество элементов разбиения поверхности излучателя, m – количество возможных траекторий акустического луча из одной точки в излучателя в произвольную точку полупространства волновода, - круговая частота акустического излучения, t – текущее время, Ri,s– длина акустического луча s от i точки на поверхности излучателя до произвольной точки в полупространстве волновода, - угол падения.

Расстояние для прямого луча находится из выражения:

Ri,0 = ( xi xB )2 + ( yi yB )2 + zB Акустический путь, пройденный лучом, претерпевшим отражение от стенки волновода, будет определяться из выражения:

Li, s = ( x1 xi ) 2 + ( y1 yi ) 2 + ( z1 zi ) 2 + ( x p x2 ) 2 + ( y p y2 ) 2 + ( z p z2 ) 2 + + ( S 1) ( x1 x2 ) 2 + ( y1 y2 ) 2 + ( z1 z2 ) где x1, y1, z1 - координаты первой точки отражения, x2, y2, z2 - координаты последней точки отражения, s – количество отражений.

Поставим задачу рассчитать распределение колебаний в пространстве в фиксированные моменты времени, построить картину распределений амплитуд.

Такие «мгновенные фотографии» поля дают наглядное представление о волновом процессе. Для того необходимо рассчитать мгновенные амплитуды колебаний волн в различных точках пространства, скажем на сетке с шагом x и y. Разбиваем поверхность преобразователя на точечные источники сигналов, с которыми связаны элемент поверхности Si. И рассчитываем мгновенные амплитуды колебаний волн по времени по формуле (2). Программа моделирования написана в среде Delphi и показана на рис. 2.

Рис.2. Программа моделирования.

С помощью этой программы можно получать «мгновенные фотографии» в 2D, 3D виде акустического поля.

Для получения изображений акустического поля практическим путем была создана установка, структурная схема которой показана на рис.3.

Рис.3. Структурная схема установки.

где 1 - Приемник служит для преобразования ультразвуковых колебаний в электрические. 2 - Контролируемый объект. 3 - Датчик преобразует электрические колебания в ультразвуковые. 4 - Шаговой двигатель, с помощью которого можно менять положения датчика. 5 - Блок для обработки сигналов, управления шаговом двигателем и обмена данных с компьютером 6 через USBинтерфейс. На компьютере с помощью специальной программы интерфейса (рис.5.) можно управлять двигателем, задавать параметры ультразвука, получить отображения сигналов и файлы данных.


Рис.4. Установка для исследования ультразвука Рис.5. Программа интерфейса После получения данных на эксперименте обрабатываем их в с специальной программе (рис.6.) для получения изображений акустического поля.

Рис.6. Программа обработки данных При анализе и сравнении теоретических и экспериментальных результатов исследований акустического поля можно определять физико-механические свойства металлов. Главное достоинство этого метода – физическая наглядность и относительная простота получаемых формул для анализа свойства металлов.

ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД ПРОЕКТИРОВАНИЯ И НАСТРОЙКИ ДИСТАНЦИОННЫХ РЕЛЕЙНЫХ ЗАЩИТ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЛИНИЙ Чан Хоанг Куанг Минь Научный руководитель: Шмойлов А.В., доцент ЭНИН ТПУ Вьетнам Настройка релейных защит (РЗ), осуществляемая в старом методическом формате, т.е. по экспертно-руководящему методу (ЭРМ) определения уставок и проверки чувствительности, несмотря на применение современных интерактивных вычислительных расчетных комплексов (ВРК) типа АРМ СРЗА в связи с усложнением сетей увеличивает трудозатраты и интеллектуальное напряжение расчетчиков и проектировщиков РЗ. Отсутствие однозначного критерия определения уставок в ЭРМ обусловливает главный его недостаток – неопределенность и неоднозначность предлагаемых проектных решений.

Применение метода метод селекции границ интервалов данных (СГИД) для определения полных вероятностных характеристик случайных электрических величин позволяет сформировать вполне определенный и однозначный критерий для определения уставок РЗ. Этот критерий является технической эффективностью, который определяется отношением технического эффекта (разности потенциально-возможного эффекта и потерь в виде отказов срабатывания, излишних и ложных действий) к потенциально-возможному эффекту. Потенциально-возможный технический эффект – это вероятность КЗ на защищаемом объекте, а потери – это вероятности соответственно отказов срабатывания, излишних и ложных действий канала РЗ, для которого выбирается уставка. Составляющие технического эффекта и технической эффективности – вероятности – определяются по одному и тому же алгоритму как произведение условной вероятности соответствующего редкостного события (отказов срабатывания, излишних и ложных действий) при разных условиях на безусловные вероятности этих условий или состояний (КЗ, асинхронный, неполнофазный, эксплуатационный режимы). Первая незначительная вероятность определяется расчетным практически точным методом СГИД. Для этой вероятности не нужна статистика. Она использует представительную статистику других событий-состояний. Вероятности последних определяются как произведение соответствующих параметров потоков событий, инициирующих начальный момент состояний, на среднюю продолжительность интересующих состояний, в течение которых они протекают. По параметрам потоков событий, инициирующих начала состояний, имеется достаточно представительная статистика в справочной литературе и в ежегодной отчетной статистике энергосистем, а средние продолжительности состояний – это времена обнаружения повреждений, возмущений, отключений мест повреждений, т.е.

времена действия каналов защит или выдержки времени. Технический эффект E в вероятностной форме для основных (первой и второй) ступеней ДЗ при междуфазных КЗ и однофазных КЗ на землю может быть представлен выражениями:

E c(м,1) = p(A c(м,1) ) p(Oc(м,1) ) p(Л э ) p(Л ар(м,1) ) p(Л нпф(1) ) p(И c(м,1) ), где буквой р обозначены вероятности событий:

А – КЗ на защищаемой линии, О – отказов срабатывания, Л – ложных, И – излишних действий;

верхние индексы: с – обозначение ступеней ДЗ, например I,II,III, (м,1) – междуфазных и однофазных КЗ, э – рабочих или эксплуатационных состояний, ар – асинхронных режимов, НФП – неполнофазных режимов.

Первая составляющая технического эффекта p(A с(м,1) ) как имеющая достаточно представительную статистику при КЗ на защищаемой линии определяется выражениями:

l l p(A с(м,1) ) = (м,1) m(T с(м,1) ), № = № № = у [1 p(K1)], (1) = у p(K1) (м,1) (1), 100 где (м) – параметр потока двухфазных (2), трехфазных (3), двухфазных КЗ на землю (4) на защищаемой линии, (1) – то же самое при однофазных КЗ на защищаемой линии;

p(K1) – среднее значение вероятности однофазных КЗ в высоковольтных сетях;

l – длина в км защищаемой линии;

m(T c(м,1) ) – средние продолжительности обнаружения и отключения КЗ ДЗ при междуфазных и однофазных КЗ (фактически ее уставка), Статистика ряда событий, например, отказов срабатывания О, излишних действий И ложных действий Л при асинхронных и неполнофазных режимах для функционирующих РЗ является весьма редкостной, т.е. непредставительной и ненадежной. С этой точки зрения прямое определение вероятностей названных потерь будет неправомерным. В связи с этим решено вероятности этих событий определять расчетным путем совмещения их с другими событиями, имеющими более представительную статистику. Так вероятность отказов срабатывания может быть найдена посредством совмещения отказов срабатывания О с КЗ на защищаемой линии, т.е. p(Oc(м,1) ) = p(Oc(м,1).A c(м,1) ) = p(O/A c(м,1) )p(A c(м,1) ). Аналогично могут быть найдены вероятности излишних действий.BK п ) = p(И/BK п )p(BK п ) ;

вероятности ложных действий при ) = p(И c(м,1) c(м,1) c(м,1) c(м,1) c(м,1) p(И асинхронных режимах p(Л ар(м,1) ) = p( Л ар.АР (м,1) ) = p( Л ар /АР (м,1) )p(АР (м,1) ) ;

вероятности ложных действий при НПФ p(Л нпф(м,1) ) = p( Л нпф.НПФ (м,1) ) = p( Л нпф /НПФ (м,1) )p(НПФ (м,1) ).

(м,1) Условные вероятности, входящие в состав приведенных выражений, определяют по разработанному в [1] метод селекции границ и интервалов входных и выходных данных (СГИД), вероятности состояний определяют как произведение параметра потока возникновения этих потоков на среднюю продолжительность их существования, на пример:

при асинхронных режимах р(АР)=ар m(Tалар ), при неполнофазных режимах р(НПФ)=нпф m(Tоапв ), при внешних КЗ излишних действий p(BK c(м,1) )=п m(Tдз ).

(м,1) c(м,1) Вероятность излишних действий определяется выражением:

nП p(И c(м,1) ) = [ p(Д c(м,1) /ВК п ) + p(Оc(м,1) /ВК)п ]p(ВК п ), п п п =1 где излишние действия рассматриваемой ступени И c(м,1) сформированы за счет функциональных действий Д c(м,1) и отказов в срабатывании Оc(м,1) комплекта п п равновременных ступеней ступенчатых защит предыдущих линий, дифференциальных защит предыдущих трансформаторов (автотрансформаторов), быстродействующих РЗ предыдущих линий с обменом информацией между комплектами на концах линии.  ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ДУГОВОГО РАЗРЯДА НА ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ ДИЭЛЕКТРИКОВ Д.М. Верещагин Научный руководитель: А.А.Cивков, профессор ЭНИН ТПУ Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия vere@sibmail.com Основным аппаратом, от работы которого в большинстве случаев зависят бесперебойность и надежность электроснабжения потребителей из всего оборудования, является выключатель. Он служит для включения и отключения токов любых режимов. Характерной особенностью этого аппарата является наличие дугогасительного устройства (ДУ), которое обеспечивает гашение дуги, возникающей в цепи напряжения при ее размыкании.

При гашении электрической дуги и отключении тока короткого замыкания в выключателях низкого напряжения происходит взаимодействие плазмы дуги отключения и поверхностью диэлектрического материала в дугогасительной камере. Это приводит к частичной абляции материала поверхности диэлектрика, его термическому разложению, деструкции поверхности и ее загрязнению углеродными продуктами разложения и частицами металла, эродированного с поверхности контактных элементов выключателя. В результате происходит ухудшение диэлектрических свойств поверхности, снижению поверхностного электрического сопротивления и электрической прочности, что является причиной отказов выключателей низкого напряжения.

Таким образом, становится актуальным исследование влияния воздействия электрической дуги на диэлектрические характеристики поверхности диэлектрических материалов, используемых в конструкциях выключателей низкого напряжения.

Для данного эксперимента был выбран материал стеклотекстолит. Схема эксперимента приведена в работе [1]. В ходе эксперимента оставались постоянными: материал исследуемого диэлектрика стеклотекстолит, материал основных электродов CuW (75-25), геометрия макетного устройства, расстояние от конца основных электродов до поверхности образца e-s=10 мм.

На (рис. 1a) приведены типичные кривые основных энергетических характеристик дугового разряда при U1=1.5 кВ, Wc=54 кДж, Wa=16-19 кДж. На рис. 1б) приведена серия осциллограмм высоковольтного зондирующего импульса Ub(t) и тока isc(t) между зондирующими электродами при разных tp.

На графиках указаны значения tp и Wa, величина пробивного напряжения Ub, и время от начала нарастания напряжения до момента пробоя tb.

На рис. 2 приведены аналогичные кривые для опытов с U1=0.5 кВ, Wc= кДж, Wa=2-3 кДж. Из рис. 1 видно, что при параметрах дуги U1=1.5 кВ, Wa=16 19 кВ. Пробой промежутка происходит за фронтом на спадающей части импульса и tp8.5 мс. Величина пробивного напряжения Ub3,2 кВ. Некоторое снижение уровня напряжения относительно 3,4 кВ обусловлено протеканием по зондируемой поверхности предпробивного тока isc=10-20 А. Сравнимый уровень Ub3,2 кВ при tp=2,1 мс получен при U1=1,0 кВ и Wa=8-9 кДж (рис. 2) Уменьшение tp20 мс сопровождается существенным увеличением предпробивного тока, заваливанием фронта импульса и снижением пробивного напряжения. Характерной особенностью опытов при минимальной энергии дуги при U1=0.5 кВ, Wа=2-3 кДж является существенное снижение Ub при сопоставимых tp и пробивных токов ib.

В холодном состоянии при выдержке после воздействия tp в несколько минут, пробой не происходил ни при каких условиях. Снижение электрической прочности поверхности диэлектрика при уменьшении энергии воздействующего дугового разряда может быть объяснено эффектом самоочищения поверхности. Более мощные плазменные потоки уносят с поверхности углеродные продукты размножения и частицы металла, эродированного с электродов.


Это является также косвенным подтверждением того, что пробой промежутка происходит по поверхности диэлектрика, а не по газовой среде.

Следует отметить, что при минимальном уровне энергии дуги Wa=2-3 кДж пробой всегда происходит на фронте импульса напряжения, а не на спадающей части как в случаях с относительно высокой энергией 8-16 кДж.

Кроме того, возможной причиной снижения пробивного напряжения при Wa=2-3 кДж и максимальном токе разряда ~3,0 кА является то, что плазменные потоки отклоняются на небольшой угол и зоны максимальной эрозии материала сближаются. Это приводит к относительно высокой выработке промежутка между зондирующими высоковольтными электродами и ухудшению диэлектрических свойств этого промежутка.

Таблица 1. Удельная эрозия m с поверхности диэлектрика после первого воздействия U1, кВ Wa, кДж md, г/кДж 1,5 15,6-18,6 0, 1,0 8,4 0, 0,5 2,6 0, Таблица 2. Удельная эрозия m с поверхности диэлектрика после нескольких (N) воздействий U1, кВ Wa, кДж N md, г/кДж 1,25 17,1 2 0, 0,5 2,6 5 0, В табл. 1 показано, что удельная эрозия md материала в однократных опытах с разной энергией дуги увеличивается с увеличением энергии.

Сравнение с данными таблицы 2 показывает, что md однократного воздействия существенно больше, чем средняя md после нескольких последовательных воздействий. Это обусловлено меньшими затратами энергии на выработку поверхностного слоя полимерного материала, не связанного стекловолоконной арматурой при первом воздействии.

Рис. 1. Типичные кривые основных энергетических характеристик дугового разряда при U1=1,5 кВ, Wс= 54 кДж, Wa= 16-19 кДж Рис. 2. Типичные кривые основных энергетических характеристик дугового разряда при U1=0,5 кВ, Wс= 6 кДж, Wа=2-3 кДж Список литературы:

1. Д.Д. Шеметов, Д.Ю. Герасимов. Влияние материала контактных элементов выключателя на электрическую прочность диэлектриков после воздействия плазмы разряда // Перспективы развития фундаментальных наук [Электронный ресурс]: труды VII Международной конференции студентов и молодых учёных. Россия, Томск, 20– апреля 2010 г. / под ред. Г.В. Ляминой, Е.А. Вайтулевич. – Электрон. текст. дан. – Национальный Исследовательский Томский политехнический университет, 2010. – Режим доступа: http://science-persp.tpu.ru/Previous%20Materials/Konf_2010.pdf – 952 с. – PDF формат, версия 1.5. – Систем треб. Adobe Acrobat 6.0 и выше. – ISBN 978-5-98298 626-9. с. 213-215.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ ВЬЕТНАМА С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ MUSTANG Дао Ань Туан, Хоанг Чан Тхе Научный руководитель: Хрущев Ю.В., профессор ИНК ТПУ Вьетнам Спрос на электроэнергию во Вьетнаме увеличивается быстро по времени, мощность нагрузок быстро растет, их количество увеличивается, что приводит к росту генераторных мощностей и расширению электрических сетей.

Одновременно возрастает напряжённость режимов Вьетнамской энергосистемы, исчерпывается пропускная способность электрических связей.

Для того чтобы эксплуатировать эту большую и сложную электроэнергетическую систему (ЭЭС) надежно, стабильно, безопасно и экономично необходимо моделировать её схемно-режимные состояния в компьютерных программах, таких, как Mustang и другие. Такое моделирование позволяет решать ряд эксплуатационных и проектных задач, в частности:

• расчёт параметров режима в различных оперативных состояниях работы ЭЭС • проверка устойчивости работы ЭЭС • моделирование и анализ возможных аварийных состояний ЭЭС • оценка технической эффективности при проектировании вновь вводимых объектов ЭЭС На данном этапе подготовлена база данных и проведено экспериментальное моделирование установившихся режимов Вьетнамской энергосистемы в программном комплексе Mustang. При этом приняты следующие допущения:

• расчет производится только для сетей напряжением 220 кВ и выше и генерирующей части энергосистемы • для трансформаторов, которые не имеют каталожных данных, принимаются данные российских трансформаторов соответствующей мощности • Мощность нагрузок принимается равной или меньше 140 % мощности одного трансформатора двухтрансформаторной подстанции или не больше 90 % мощности одного трансформатора однотрансформаторной подстанции • коэффициент мощности нагрузки принимается равным 0,8-0, • погонные параметры линий электропередачи принимаются поданным российских справочников • Не учитываются нагрузки собственных нужд электростанций.

Предварительный анализ результатов экспериментальных расчётов показал в целом достоверность моделирования установившихся режимов Вьетнамской энергосистемы. После отладки разработанная модель будет использоваться для решения задач обеспечения статической устойчивости этой энергосистемы.

ДИСТАНЦИОННЫЕ РЕЛЕЙНЫЕ ЗАЩИТЫ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЛИНИЙ И СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Чан Хоанг Куанг Минь Энергетический институт Томского политехнического университета Научный руководитель: Шмойлов А.В. ИНК ТПУ Вьетнам Энергетическая система представляет собой сложную техническую систему, предназначенную для производства, распределения и потребления электроэнергии. В которой электрические оборудования, линии электропередачи и другие части находятся под напряжением и обтекаются током, вызывающим их нагрев. Поэтому в процессе эксплуатации могут возникать повреждение, приводящие к коротким замыканиям (КЗ), которые могут вызывать перегревание токоведущих частей, понижением напряжения (привести к остановке электродвигателей), нарушение параллельной работы генераторов, нарушение устойчивость энергосистемы и т.д. Релейная защита (РЗ) постоянно используется для предотвращения и ликвидации следствия КЗ, выделения аварийной части от энергосистемы и сохранения устойчивости работы энергосистемы. Среди РЗ большой удельный вес занимают дистанционные РЗ линий, являющиеся основными защитами в магистральных и объединенных распределительных высоковольтных сетях, использующихся для защиты от многофазных КЗ и однофазных КЗ на землю. На рамках этой работе рассматриваются основные представления о дистанционных релейных защитах высоковольтных линий и существующие методы их проектирования.

Общие представления о дистанционных релейных защитах высоковольтных линий Принцип работы ДЗ основан на определения полного сопротивления короткозамкнутой цепи от места установки защиты до места КЗ по определению напряжения и токи в места установки защиты (см. рис. 1). Измерительное сопротивление цепи КЗ сравнивается с известным сопротивлением линии, если меньше чем сопротивление линии (как уставка) то КЗ рассматривается как внутреннее КЗ и подается команда на отключение выключателя. Достоинство дистанционной защиты заключается в том, что ДЗ может принять решение по напряжению и по току, измеренным в месте установки реле, и поэтому защита не зависит от какого-либо другого оборудования или сигналов каналов связи.

Рис. 1. Линия с дистанционной защитой то токов КЗ На другой стороны из-за погрешности расстояния до места КЗ (погрешности измерения тока и напряжения, погрешности трансформации и т.д.), на практике ДЗ не возможно защита 100 % длины линии. Поэтому ДЗ выполняется как ступенчатая защита (рис 2), селективность которой выполняется с помощью уставки по величине сопротивления и выдержки по времени. Первая ступень ДЗ защищает 8590 % длины линии без выдержки времени, вторая ступень защищает оставшуюся часть линии и части предыдущих линий с выдержкой времени, а резервные ступени обычно используется для защиты всей длины предыдущих линий с большой выдержки времени.

Рис. 2. Ступенчатая дистанционная защита Существующие методы проектирования ДЗ высоковольтных линий.

Функционирование РЗ происходит в условиях непрерывно протекающих на длительных промежутках времени процессов рабочих эксплуатационных режимов, неожиданно переходящих в ненормальные кратковременные асинхронные и неполнофазные режимы, также внезапно возникающих и быстро текущих процессов однократных и многократных КЗ и других сложных видов повреждений. Все названные процессы и режимы являются случайными и РЗ должна их контролировать, демпфировать, отключать, ликвидировать. Поэтому выбор порогов электрических величин (уставок) средств (устройств и систем) РЗ целесообразно производить, по крайней мере, с учетом случайного характера контролируемых процессов. Но эта целесообразность является не простой формальностью, обусловленной стохастичной природой процессов, а принципиально необходима и только в рамках ее возможно обеспечить требуемую адекватность характеристик функционирования проектируемой РЗ с характеристиками функционирования сети.

Существующий экспертно-руководящий метод (ЭРМ) построения РЗ пытается решить эту задачу детерминированным путем с помощью рекомендуемого коэффициента превосходства над помехами при экстремальном значении электрической величины (обычно тока, сопротивления, др. – параметра реагирования) через защиту в рабочих режимах или при КЗ на одних физических или функциональных границах пространства защищаемого объекта (условие выбора уставки по условию селективности), а также превосходства электрической величины (параметра реагирования) при другом противоположном экстремальном значении электрической величины через защиту при КЗ на других физических границах пространства защищаемого объекта (условие проверки чувствительности канала РЗ). Казалось бы простые процедуры, но они должны быть реализованы интерактивным путем. Это означает, что расчетчик или проектировщик должен спланировать многовариантные режимно коммутационные процедуры и произвести расчеты КЗ, сложных видов повреждений относительно защищаемого объекта, чтобы выбрать уставки (как правило, по условию селективности) и проверить чувствительность при КЗ.

Список литературы:

1. Циглер Г. Цифровая дистанционная защита: принципы и применение.- Перевод с англ.

Под ред. Дъякова А.Ф. – М.: Энергоиздат, 2005. –322с.  ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДЕФЕКТОВ В ИЗОЛЯЦИИ СИП МЕТОДОМ СТАТИСТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ Н.М. Зияева Научный руководитель: В.С. Ким, к.ф.-м.н., доцент Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия chococute@mail.ru Сегодня в сетях воздушных линий электропередачи активно внедряются самонесущие изолированные провода (СИП), так как значительная часть этих линий эксплуатируется фактически за пределами нормативного срока службы.

СИП имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с традиционными линиями из неизолированных проводов [1,2]. Актуально выявление причин дефектов на разных стадиях производства СИП. Статистическая обработка результатов испытаний позволяет не только выявить возможные причины возникновения дефектов, но и повысить эффективность приемосдаточных испытаний.

В 2005 году была сформирована национальная нормативная база для производства изолированных и защищенных проводов. Наличие нормативной документации определило основные типы проводов для распределительных сетей низкого и среднего напряжения (табл. 1).

Таблица 1 Основные типы изолированных и защищенных проводов Тип провода Обозначение марки СИП по ГОСТ Р 52373- Изолированные провода на 0,6/1 кВ с СИП неизолированной нулевой несущей жилой Изолированные провода на 0,6/1 кВ с СИП изолированной нулевой несущей жилой Изолированные провода на 0,6/1 кВ СИП без несущего элемента Защищенные провода для линий СИП электропередачи на 10-35 кВ Наибольшее распространение получили провода типа СИП 1 и СИП (рис. 1). Основные жилы СИП выполнены из алюминиевых проводов, уплотнены и содержат изоляцию из светостабилизированного, атмосферостойкого сшитого ПЭ. Нулевая несущая жила выполнена из алюминиевого сплава, при этом у СИП 1 она изготавливается без изоляции, а у СИП2 с изоляцией из того же ПЭ, что и у основных жил. Провода могут содержать дополнительно вспомогательные жилы для цепей наружного освещения и контрольные жилы для цепей контроля [2].

Рис. 1. Конструкции самонесущих изолированных проводов 1-токопроводящая жила из алюминиевой проволоки 2-изоляция из светостабилизированного сшитого полиэтилена 3-провод освещения 4-нулевая несущая жила из сплава алюминия Нормативной документацией регламентируются условия производства СИП: характеристики используемых при производстве СИП материалов, конструкционные особенности СИП, последовательность проведения операций, виды и порядок проведения испытаний СИП. Для проверки соответствия проводов требованиям, установленным ГОСТ, назначаются следующие категории контрольных испытаний: приемосдаточные, периодические и типовые [3,4].

Основными дефектами изоляции СИП являются:

• Электрический пробой при водных испытаниях, причиной этому могут служить механическое повреждение изоляции, шишки либо утяжки, нарушение эксцентриситета или наличие острых кромок и заусенцев на токопроводящей жиле.

• Несоответствие физико-механических характеристик изоляции. Данный дефект может возникнуть вследствие нарушения режимов наложения изоляции, т.е. выбраны неверные температурный профиль или скорость;

также могут быть нарушены условия хранения и транспортировки материала изоляции. Нарушение технологии сшивки и неправильная дозировка катализатора также могут привести к возникновению данного дефекта.

• Нарушение расцветки жилы или маркировки провода. Данный дефект возникает из-за отклонений при экструзии, могут быть проблемы с оборудованием.

В качестве материала изоляции в основном применяется полиэтилен (ПЭ) фирмы Borealis, фирмы Solvay и материал отечественного производства Томполен. По большинству заявленных характеристик Томполен превосходит другие материалы. Однако количество брака на данном материале значительно превышает брак на других материалах (рис. 2).

Рис. 2. Количество брака СИП при использовании материала различных производителей Однофакторный дисперсионный анализ был проведен для результатов испытаний на тепловую деформацию, предоставленных ЗАО Томсккабель за 2010год. Испытание на тепловую деформацию заключается в вычислении относительного удлинения образцов после выдержки в течение 15 мин при 200 °С и постоянной растягивающей нагрузке и остаточного удлинения после снятия данной нагрузки [5]. Общее количество испытаний и количество отказов для провода типа СИП 4 представлено на гистограмме (рис. 3).

Рис. 3. Результаты испытаний за 2010 год для СИП Из рис. 3 видно, что количество отказов в холодные месяцы года (2, 3, 10, 12) значительно больше, чем в теплые месяцы. Возможными причинами увеличения дефектов в холодные месяцы могут быть:

• несоответствие условий хранения, рекомендуемым документацией поставщика материала, что может приводить к изменению кинетики реакции сшивания полиэтилена;

• температура воды в ванне охлаждения в холодные месяцы снижается, что затрудняет контроль скорости охлаждения полимера.

Для проверки факта влияния времени года на количество дефектов проведена статистическая обработка результатов испытаний за период январь декабрь 2010 года. Для исключения влияния использования различных марок ПЭ на сезонную зависимость возрастания дефектов, проведен однофакторный дисперсионный анализ результатов испытаний изоляции СИП, выполненной из материала фирмы Borealis. Анализ показал, что время года действительно влияет на количество дефектов изоляции СИП. В частности, относительное удлинение при тепловой деформации в теплые месяцы года ниже, чем в холодные месяцы, что однозначно свидетельствует о различной степени сшитости полиэтилена.

В результате проведенного анализа результатов испытаний, для улучшения технологии производства СИП предлагаются следующие рекомендации:

• ввести входной контроль материала на соответствие заявленным характеристикам для обеспечения стабильности технологических режимов переработки;

• поддерживать в течение всего календарного года постоянные условия хранения полиэтилена и катализационной смеси, соответствующие требованиям поставщика для обеспечения неизменной скорости и однородности сшивания материала;

• поддерживать в цеху постоянную температуру, что позволит обеспечить оптимальную температуру воды в ваннах охлаждения независимо от времени года;

• использовать при наложении изоляции СИП градиентное охлаждение, позволяющее формировать оптимальную надмолекулярную структуру полиэтилена.

При выполнении данных условий на производстве, ожидаемое сокращение брака составляет более 30 %, а экономический эффект в результате экономии материала, энергии и трудозатрат может превысить 40 %. Повышение качества СИП несомненно приведет к снижению потерь и при их эксплуатации в сетях воздушных линий электропередачи.

Список литературы:

1. Провода изолированные и защищенные для воздушных линий электропередачи.

Основные параметры и эксплуатационные свойства;

Каменский М. К., Мещанов Г. И., Образцов Ю.В. Журнал “Кабели и провода”, 2004 г., № 6.-с.3-7.

2. Самонесущие изолированные провода для распределительных сетей низкого и среднего напряжений;

Каменский М. К., Журнал “Кабель-news”, декабрь-январь 2009/2010 г., с.50-55.

3. ГОСТ Р 52373-2005 Провода самонесущие изолированные и защищенные для воздушных линий электропередачи.

4. ТУ 3553-016-59680332-2010 Самонесущие изолированные провода.

5. ГОСТ Р МЭК 60811-2-1-2006 Специальные методы испытаний эластомерных композиций изоляции и оболочек электрических и оптических кабелей. Испытания на озоностойкость, тепловую деформацию и маслостойкость.

УМЕНЬШЕНИЕ УЩЕРБА ПРИРОДЕ И ЧЕЛОВЕЧЕСТВУ ПРИ ТРАНСПОРТЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ М.А.Калинин Научный руководитель: К.И. Заподовников доцент кафедры ЭЭС ЭНИН ТПУ Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия Iam_boss@mail.ru С ростом класса напряжения (500, 750, и более 1000 кВ), дальности электропередач усиливается воздействие ВЛ на био - и социальные сферы, что заставило серьёзно заняться изучением этих воздействий и поиском путей снижения их отрицательного влияния на окружающую среду.

Наиболее характерными проблемами, с которыми приходится сталкиваться при проектировании и строительстве ВЛ, являются следующие:

отчуждение и изъятие земель, вырубка лесных насаждений, ограничение хозяйственной деятельности в зоне отчуждения земли для ВЛ,вредное влияние электромагнитного поля сверх- и ультравысокого напряжения на биосферу, возникновение теле- и радиопомех, акустические шумы, создаваемые ВЛ, ухудшение работы средств связи, ухудшение эстетического восприятия ландшафта в местах прохождения трасс ВЛ.

Современное состояние проблемы экологических аспектов передачи электроэнергии на большие расстояния продолжает оставаться в центре внимания учёных, исследования которых позволяют обоснованно отвечать на многочисленные вопросы общественности. Этому серьезному и важному разделу электроэнергетики посвящены исследования в странах с развитой структурой электроэнергетической системы, имеющие своей целью увязать экологические и социальные проблемы современного общества.

В сложившихся современных условиях из-за большой плотности размещения сетей и большого многообразия их конструктивных решений, возникает необходимость исследования трудов учёных о путях уменьшения ущерба природе и человечеству при транспорте электрической энергии.

Рассмотрены три основные подсистемы, на которые оказывает влияние ВЛ.

Экологическая подсистема:

• нарушение почвенно-растительного комплекса и рельефа местности;

• отторжение ценных сельскохозяйственных земель;

• последствия вырубки лесов по трассе ВЛ;

• изменение среды обитания животных, птиц, насекомых и их генофонда;



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 





 
© 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.