Сборник тезисов участников II научно-практической конференции «Шаг в будущее» (стр. 5 )

Применение преобразователей частоты ATV38 на НС приводит к щадящему режиму работы двигателя и насоса в целом. Это достигается путем настройки преобразователей частоты на каждый двигатель индивидуально в автоматическом режиме, плавным пуском-остановом, а также путем настройки оптимального выходного давления воды.

Данные проведенного эксперимента показали снижение нагрева двигателя на 30% и уменьшение шума, что сказывается на увеличение срока службы электродвигателя. Экономический эффект достигается за счет продления срока службы электродвигателей и сокращения объема ремонтных работ.

Экономия потребляемой электроэнергии достигается за счет применения обратной связи по давлению на выходе насоса и обеспечения необходимого числа оборотов двигателя для поддержания заданного давления в трубопроводе. При установке преобразователей частоты ATV38 наблюдалось снижение потребления электроэнергии на 24%.

Суточное потребление электроэнергии насосом мощностью 17,5 кВт с использованием и без использования частотного преобразовачасов работы. Экономия электроэнергии составит 45,17 %.

А также снижается:

·  износ запорной арматуры, т. к. большую часть времени задвижки открыты;

·  снижает утечки в системе, так как насосы работают при пониженных давлениях;

·  износ коммутационной аппаратуры, т. к. ее переключения происходят при отсутствии тока;

·  износ подшипников двигателя и насоса, а так же крыльчатки за счет плавного изменения числа оборотов, отсутствия больших пусковых токов.

Обеспечивается одновременная защита двигателя от короткого замыкания, замыкания на землю, токов перегрузки, неполнофазного режима, недопустимых перенапряжений.

Шаталов Александр, группа 3МНЭ72

Научный руководитель

ННТ – филиала Югорского государственного университета

Энергосберегающие технологии в осветительных сетях

ДРЛ. Наиболее простая и доступная технология. Низкие начальные затраты при условии отсутствия жёстких требований к освещению оправдывают её использование.

ДНаТ. Лучшая светоотдача среди газоразрядных ламп – единственное серьёзное преимущество перед ДРЛ. Но очень слабый показатель цветопередачи и большая чувствительность к температуре ставит под сомнение целесообразность замены. ДНаТ не рекомендуется использовать для внутреннего освещения, освещения скоростных дорог. Освещение других зон лампами ДНаТ считается оправданным.

СД. Может показаться невероятным, но у светодиодных ламп нет технических недостатков. Они лучше во всём. Светодиодным лампам не требуются пусковые токи, а соответственно требуется меньшее сечение кабеля. Единственный минус это то, что в цене они прилично впереди. С учётом всех факторов, касающихся издержек эксплуатации ламп ДРЛ и ДНаТ, срок окупаемости светодиодных аналогов начинается с 3 лет. 3 года светодиодная лампа окупает себя, а все последующие года приносит прибыль, выдавая самый качественный свет по сравнению с другими технологиями.

Прорыв в области светодиодов, произошедший несколько лет назад, был связан в первую очередь с получением новых полупроводниковых материалов, повышающих яркость светодиодов более чем в 20 раз. В отличие от других технологий у светодиодов очень высокое КПД – не менее 95-98%. В большинстве существующих технологий присутствует разогрев какого-либо тела или области, на что требуется приличные затраты энергии. Благодаря высокому КПД светодиодная технология обеспечивает низкое энергопотребление и малое тепловыделение. Помимо этого, в силу самой природы получения излучения, светодиоды обладают совокупностью характеристик, недостижимой для других технологий. Механическая и температурная устойчивость, устойчивость к перепадам напряжения, продолжительный срок службы, отличная контрастность и цветопередача. Плюс экологичность, отсутствие мерцания и ровный свет. У светодиодного аналога лампы ДРЛ-250 может удивить световой поток в 5000 люмен. На самом деле его вполне достаточно ввиду сильной направленности светодиодов. Экспериментальное сравнение типов ламп может это наглядно продемонстрировать. К тому же в светодиодных светильниках УСС используется нововведение, которое увеличивает эффективность светильника без увеличения стоимости. У некоторых производителей есть более технологичное исполнение данной идеи, но в их случае это сказывается на стоимости.

Кореньков Андрей, группы 3МНЭ71

Научный руководитель

ННТ – филиала Югорского государственного университета

Исследование применения сервопривода на промышленных предприятиях

Сервопривод (следящий привод)— привод с управлением через отрицательную обратную связь, позволяющую точно управлять параметрами движения.

Сервоприводом является любой тип механического привода (устройства, рабочего органа), имеющий в составе датчик (положения, скорости, усилия и т. п.) и блок управления приводом (электронную схему или механическую систему тяг), автоматически поддерживающий необходимые параметры на датчике (и, соответственно, на устройстве) согласно заданному внешнему значению (положению ручки управления или численному значению от других систем).

Сервопривод является "автоматическим точным исполнителем" - получая на вход значение управляющего параметра (в режиме реального времени), он "своими силами" (основываясь на показаниях датчика) стремится создать и поддерживать это значение на выходе исполнительного элемента.

Состав сервопривода:

1.  привод— например, электромотор с редуктором, или пневмоцилиндр,

2.  датчик обратной связи— например, датчик угла поворота выходного вала редуктора (энкодер),

3.  блок питания и управления (он же преобразователь частоты / сервоусилитель / инвертор / servodrive).

4.  вход/конвертер/датчик управляющего сигнала/воздействия (может быть в составе блока управления).

Простейший блок управления электрического сервопривода может быть построен на схеме сравнения значений датчика обратной связи и задаваемого значения, с подачей напряжения соответствующей полярности (через реле) на электродвигатель. Более сложные схемы (на микропроцессорах) могут учитывать инерцию приводимого элемента и реализовывать плавный разгон и торможение электродвигателем для уменьшения динамических нагрузок и более точного позиционирования (например, привод головок в современных жёстких дисках).

Для управления сервоприводами или группами сервоприводов можно использовать специальные ЧПУ-контроллеры, которые можно построить на базе программируемых логических контроллеров (ПЛК).

Мощность двигателей: от 0,05 до 15 кВт.

Сервоприводы применяется для точного (по датчику) позиционирования (чаще всего) приводимого элемента в автоматических системах:

§  управляющие элементы механической системы (заслонки, задвижки, углы поворота)

§  рабочие органы и заготовки в станках и инструментах

Сервоприводы вращательного движения используются в:

§  промышленных роботах,

§  приводах станков ЧПУ,

§  полиграфических станках,

§  упаковочных станках,

§  приборах,

§  авиамоделировании

§  и т. д.

Сервоприводы линейного движения используются, например, в автоматах установки электронных компонентов на печатную плату.

Специальное программное обеспечение "Мотомастер", поставляемое в комплекте с приводом, позволяет пользователю самостоятельно настроить свыше 50 рабочих параметров, которые сохраняются в энергонезависимую память контроллера и восстанавливаются при включении

Для настройки контуров управления предусмотрен тестовый режим, позволяющий анализировать переходные процессы. Период опроса динамических параметров привода - от 25 мкс.

Скопинцев Павел, группы 3МЭ91:

Научный руководитель

ННТ – филиала Югорского государственного университета

РОЛЬ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ в СОВРЕМЕННОМ МИРЕ

Нанесение защитных покрытий на поверхность ТКМ

1.  Сравнительный анализ и обобщение научно – технической информации по теме исследований.

2.  Определение в сравнительном анализе, наиболее применяемых способов защиты ТКМ; тех способов, которые обладают хорошими перспективами и потенциалом их практического внедрения

В ходе проведения исследований использовалась научная литература и различные справочные источники, а также источники сети Интернет

Жеребцов Александр, группа 3МНЭ71

Научный руководитель:

ННТ – филиала Югорского государственного университета

Оценка эффективности применения прожектора «Факел 2» на кустах нефтедобычи

Цель: Изучение вопросов энергосбережения при замене прожекторов ПКН-1000 на прожекторы «Факел-2».

Проблемы изыскания: Низкая вибрационная стойкость прожекторов ПКН-1000 и их большое энергопотребление

Объект исследования: Прожектор «Факел-2»

Задачи:

1) Составить обобщенную классификацию выбираемого осветительного оборудования по техническим характеристикам

2) Провести исследования различных факторов, влияющих на надежность работы прожекторов

3) Произвести технико-экономическое сравнение рассматриваемых вариантов

Прожекторы, которыми оборудованы ремонтные бригады кустов нефтедобычи, часто выходят из строя. Причина – низкая вибрационная стойкость применяемых прожекторов ПКН-1000.

В наше время выпускают прожектор «Факел-2», которые по конструкции, габаритам и способу крепления полностью идентичны ПКН-1000. Кроме того они решают вопрос энергосбережения.

Для прожектора «Факел-2» используются натриевые лампы высокого давление - ДНаТ мощностью 400 Вт, в то время как в прожекторах ПКН используют галогенные лампы КГ мощностью 1000Вт. При сравнение данных ламп по световому потоку мы видим, что поток ДНаТ лампы составляет 95 КЛм, а КГ - 27 КЛм, и поэтому можно сделать заключение, что при меньшей мощности ДНаТ 400Вт х 2 =800 Вт они заменяют 3 лампы КГ мощностью 1000 Вт.

Среди персонала предприятия было проведено анкетирование, в результате которого выяснены причины частого выхода из строя прожектора ПКН. Основные – низкая вибрационная стойкость прожекторов, высокая температура лампы до 500 градусов по Цельсия, частое перегорание ламп и ламподержателей.

В роботе проведен анализ технических характеристик прожекторов и выполнено технико-экономическое сравнение рассматриваемых вариантов. Технико-экономические расчеты состоят из: расчета показателей эффективности мероприятия, расчета ежегодной экономии, расчета показателей эффективности.

Результаты экономического расчета показали, что при введение данной инновации экономия средств на электроэнергию и эксплуатацию за 3 года будет составлять 1 173 490 руб. Окупаемость инновационного мероприятия составит 10,5 месяцев.

Вывод: Один прожектор "Факел -2" заменят 3 прожектор ПНК, при этом значительно снижается затраты на обслуживание прожектора, окупаемость данного проекта составляет 10,5 месяцев.

Зайцев Глеб, группа 3МНЭ71

Научный руководитель:

ННТ – филиала Югорского государственного университета

Анализ применения элегазовых выключателей в распределительных устройствах

В данной работе исследованы элегазовые выключатели, а также повышение надёжности в электроснабжении в результате экономически обоснованной эффективности замены масляных, вакуумных и воздушных выключателей на более совершенные элегазовые.

Перед электрическими сетями и предприятиями, имеющими на своем балансе высоковольтные выключатели, время от времени появляется необходимость их приобретения, и как следствие, возникает вопрос: «Какой тип выключателя выбрать?». Ответ на этот вопрос зависит от конкретных условий эксплуатации, а также финансовых возможностей организации.

Достоинства элегазовых выключателей:

·  возможность применения на все напряжения свыше 1 кВ;

·  высокая коммутационная способность;

·  надежное отключение малых индуктивных и емкостных токов в момент перехода тока через нуль без среза и возникновения перенапряжений;

·  отсутствие необходимости использования ОПН с любыми типами нагрузки на напряжение 6-35 кВ;

·  повышенная надежность;

·  гашение дуги происходит в замкнутом объеме без выхлопа в атмосферу;

·  относительно малые габариты и масса;

·  бесшумная работа.

Недостатки элегазовых выключателей:

·  высокие требования к качеству элегаза;

·  высокая цена

При экономическом обосновании замены выключателей критерием оценки является срок окупаемости затрат, вызванных установкой новых устройств.

Был рассмотрен пример по реконструкции подстанции, в которой предусматривалась замена воздушных выключателей на элегазовые. Были учтены: стоимость элегазовых выключателей 3700 тыс. р.; число выключателей 13 ед.; срок службы новых выключателей – 50 лет. Стоимость воздушных выключателей в текущих ценах 1500 тыс. р., срок службы воздушных выключателей исчерпан.

Следовательно, их остаточная стоимость не учитывалась.

Стоимость компрессорной установки 900 тыс. р. Стоимость среднего ремонта компрессорной установки 350 тыс. р., капитального ремонта 2800 тыс. р., периодичность выполнения средних ремонтов 2 года; капитальных 6 лет. Число компрессорных установок – 5 шт., норма амортизационных отчислений 5 %.

Норматив обслуживания элегазовых выключателей: 1 %; ремонта воздушных: 30 %, обслуживания компрессорной установки: 5 %.

В ходе расчётов были определены: сумма капитальных вложений, необходимая для приобретения и установки элегазовых выключателей, текущие расходы на содержание и обслуживание элегазовых и воздушных выключателей, расходы на обслуживание и ремонт компрессорных установок, в конце был определён срок окупаемости мероприятий по замене 13 воздушных выключателей на элегазовые, который составил 6,7 лет.

Вывод

Элегазовые выключатели превосходят другие высоковольтные выключатели не только повышенной надёжностью, высокой коммутационной способностью, позволяющей осуществить не менее 10 тыс. циклов «ВО» номинального тока и 40 отключений номинальных токов КЗ (25 кА), возможностью применения на все напряжения свыше 1 кВ, но и по технико-экономической эффективности. Таким образом элегазовые выключатели являются наиболее рациональным решением при выборе высоковольтных выключателей.

Инчин Александр, 3МНЭ71

Научный руководитель:

ННТ – филиала Югорского государственного университета

Анализ применения энергосберегающих ламп

Данная исследовательская работа затрагивает вопрос сбережения энергетических и финансовых ресурсов на предприятии Сервис». Решением этого вопроса является замена ламп накаливания на компактные люминесцентные лампы. В работе рассмотрено устройство, принцип действия и область применения компактных люминесцентных ламп, а также их достоинства и недостатки. Произведён сравнительный экономический расчёт на целесообразность замены ламп накаливания на компактные люминесцентные лампы.

Энергосберегающие лампы состоят из 3 основных элементов: цоколя, электронного блока (ЭПРА) и люминесцентной лампы.

При подаче напряжения на электроды через них начинает течь ток прогрева. При достижении определенной температуры электрод начинает испускать поток электронов. Электроны, сталкиваясь с атомами ртути, вызывают ультрафиолетовое излучение, которое попадая на люминофор, преобразовывается в видимый свет.

Достоинства компактных люминесцентных ламп:

1. Совместимость с инфраструктурой, созданной для ЛН.

2. Позволяют экономить до 80% электроэнергии.

3. Длительный срок службы от 6000 до 15000 часов.

4. Стойки к перепадам напряжения.

5. Большой выбор ламп по мощности.

6. Широкий выбор оттенков

7. Слабый нагрев. Температура колбы не превышает 50-60˚С

8. Минимальная нагрузка на электропроводку.

9. Надежный пуск лампы при низких температурах.

10. Создают мягкое, равномерное распределение света.

11. Зажигаются мгновенно, без жужжания и мерцания.

12. Снижаются затраты на обслуживание в труднодоступных местах.

13. Могут работать в постоянном режиме.

14. Малая чувствительность к тряске и вибрациям.

Недостатки компактных люминесцентных ламп:

1. Нестабильное качество.

2. Высокая стоимость..

3. Неэкологичность. Содержат 2-6 мг ртути.

4. Сложный процесс утилизации.

5. Не любят частых включений.

6. На холоде медленнее разгораются и слабее светят.

7. Не рекомендуется использование в открытых уличных светильниках, а также с регуляторами яркости, электронными стартерами, реле времени и световыми датчиками.

8. Большое влияние рабочего положения и условия вентиляции плафона на долговечность электроники.

Экономический расчёт включает: расчёт стоимости электроэнергии; стоимости замены ламп; расчёт годовых затрат и эффективности замены ламп. Замена ламп накаливания в светильниках на компактные люминесцентные лампы экономически целесообразна на предприятии Сервис» и позволяет экономить в год 8 рублей.

Заключение: Компактные люминесцентные лампы являются реальным средством сбережения энергетических ресурсов и играют главенствующую роль в государственных программах энергосбережения.

Кубарев Роман, группа 3МНЭ91

Научный руководитель

ННТ – филиала Югорского государственного университета

Энергосберегающие лампы, экономия семейного бюджета и влияние на здоровье человека

Есть у энергосберегающих ламп свое название - Компактные Люминесцентные Лампы (КЛЛ). Как уже стало ясно из названия, принцип работы у них такой же, как и у люминесцентных ламп: трубка в форме спирали или система дуговых трубок, наполненная парами ртути и инертным газом (аргоном, ксеноном), а ее внутренние стенки покрыты люминофором.

Светоотдача. Неоспоримым и, пожалуй, главным преимуществом энергосберегающих ламп является их высокая светоотдача (она превосходит светоотдачу ламп накаливания в 5 раз), что, в общем-то, видно из их названия. Таким образом, энергосберегающая лампа мощностью, скажем, 20 Вт способна создать световой поток равный световому потоку лампы накаливания 100 Вт, стало быть, такая светоотдача дает не просто экономию электроэнергии, а урезает её расход в разы!

Нельзя не отметить ещё одно достоинство энергосберегающих ламп, вытекающее из их экономичности потребления электроэнергии – значительное снижение нагрузки на группы освещения вашей электропроводки, т. е, более щадящий режим её работы.

Достоинства энергосберегающих ламп

Срок службы. Довольно, немаловажное преимущество энергосберегающих ламп. Опять-же, сравнивая их с лампами накаливания, можно сказать, что последние имеют меньший срок службы, относительно энергосберегающих примерно в 5-15 раз.

Низкая теплоотдача. Несмотря на довольно высокий уровень светоотдачи, энергосберегающие лампы отличаются незначительным тепловыделением, что существенно расширяет область их применения и является весомым преимуществом в плане пожаробезопасности.

Распределение света. Свет энергосберегающих ламп намного мягче, равномернее распределяется в помещении, отсутствуют резкие тени на стенах, как при использовании ламп накаливания. Связано это с тем, что излучение света, в отличие от последней, идет не от накалённой спирали, а по всей площади колбы.

Возможность выбора цвета освещения. Можно выбрать нужный вам оттенок освещения исходя из особенностей интерьера квартиры (дома) или особенностей вашего зрения: 2700 К – теплый белый свет; 4200 К – дневной свет; 6400 К – холодный белый свет.

Недостатки энергосберегающих ламп

Высокая стоимость. Даже сравнительно недорогая энергосберегающая лампа на сегодняшний день по стоимости превышает обычную лампу.

Длительность разогрева. Если лампы накаливания развивают максимальную интенсивность излучения света мгновенно, при их включении, то энергосберегающие лампы такой скоростью разогрева, как и многие люминесцентные лампы не обладают. Этот процесс у некоторых ламп может длится до 1,5 - 2 минут.

Ограниченный температурный диапазон. Большинство энергосберегающих ламп не предназначены для эксплуатации их при температуре ниже -15°С.

Жёсткие требования к напряжению в сети. В случае снижения питающего напряжения энергосберегающих ламп более чем на 10% они попросту не зажигаются. Т. е, «в полнакала», как обычные лампы накаливания в «просаженной» сети эти лампы работать не будут. Весьма важный фактор, т. к, далеко не все электрические сети у нас имеют стандартные показатели качества электроэнергии (зачастую, это сельские сети, сети дачных массивов).

По этой же причине возникают затруднения в использовании светильников и люстр с энергосберегающими лампами с диммерами (светорегуляторами)

Только для больших помещений. Недостатком энергосберегающих ламп является то, что человек может находиться от них на расстоянии не ближе, чем 30 сантиметров. Специалисты провели исследование, которое показало, что свет энергосберегающих ламп может стать причиной мигреней и даже приступов эпилепсии. А вот у людей, у которых очень чувствительная кожа, из-за таких лампочек могут появиться сыпь, экземы, псориаз и отеки на коже. Также такие осветительные приборы вредны для нежной кожи младенцев.

Содержание ртути. Недостаток энергосберегающих ламп – это использование небольшого количества паров ртути в их производстве, поэтому если энергосберегающая лампа перегорела её нельзя выбрасывать в мусоропровод и уличные мусорные контейнеры. Перегоревшие энергосберегающие лампы нужно отнести в свой районный ДЕЗ или РЭУ, где установлены специальные контейнеры. Если ламп много (например, перегоревшие лампы в офисе, на предприятии), то нужно заключить договор со специализированными организациями, занимающимися приемом и утилизацией ртуть содержащих отходов.