Прогрессивные технологии в обучении и производстве (стр. 15 )

Таблица 1. Сравнительная характеристика электроприборов и оборудования.

Электронагреватель	На базе тэнов ВЭО-15	На базе ЭНГЛ ЭВН-4
Номинальная мощность Температура нагр. Воды Объем воды Производительность	15 кВт 70°С 12 л. 175 л.	12-15 кВт 80°С 120 л. 600 л.
Электрокотлы	На базе тэнов РТ-224	На базе ЭНГЛ ЭКЗ-4
Номинальная мощность Площадь помещения	24 кВт 240 м2	24 кВт 500 м2
Электрокотлы	На базе тэнов ЭКОЦ-100	На базе ЭНГЛ ЭКТ-4-2/ЭКТ-3/12
Номинальная мощность Теплопроизводительность	94 кВт 80840 ккал/ч	24 кВт/12 кВт 91925 кал/ч/ 45960 ккал/ч

Таким образом, электроотопительные приборы на основе ЭНГЛ имеют явные преимущества по сравнению с существующими приборами электрического отопления по всем параметрам.

Список литературы

1.  Снижение теплопотерь в зданиях, Москва, Стройиздат, 1988

2.  Элементы нагревательные гибкие ленточные ЭНГЛ-1, Техническое описание и инструкция по эксплуатации

УДК 621.315.175

СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДСТАНЦИЙ РЕАЛЬНОГО МАСШТАБА

ВРЕМЕНИ

,

Саратовский государственный технический университет

(8452), E-mail: *****@

В настоящее время известны и практически применяются системы мониторинга маслонаполненных силовых трансформаторов электрических подстанций, работающих в реальном масштабе времени, которые контролируют температуру масла в характерных точках объема трансформатора и состояние системы охлаждения основного объема трансформатора.[2] Перечисленные параметры вместе с показателями токов и напряжений первичных и вторичных обмоток в определенной мере позволяют оценивать текущее техническое состояние трансформатора.

Вместе с тем для более глубокого обследования технического состояния и прогнозирования развития дефектов трансформатора используются хроматографический анализ газового состава проб масла, который отражает состояние трансформатора на момент отбора пробы, что обуславливает снижение ценности этой информации т. к. отражает накопившееся состояние трансформатора к моменту отбора пробы, что обуславливает снижение ценности этой информации, т. к. отражает уже свершившееся событие развития дефекта [1]. Временная задержка на формирование газового состава (растворения и накопления в масле) исключает возможность использования такого анализа для построения систем аварийной защиты маслонаполненных трансформаторов. Поэтому существует необходимость в разработке систем, работающих в реальном масштабе времени непрерывно и контролирующих газовый состав масла с момента появления первых его молекул, что позволит существенно повысить возможности построения систем аварийной защиты трансформаторов. Кроме того, существенным расширением функциональных возможностей могут быть предание им возможности регистрировать спектр вибраций конструктивных элементов трансформатора. Анализ решений аналогичных задач по газовому контролю в других отраслях техники показывает, что такие подходы возможны, научны и системы практически реализуемы.

Такие системы, как правило, представляют собой набор электронных датчиков газа и селективных датчиков вибрации. Электронные датчики газа могут использовать адсорбционный принцип или принцип рассеяния и поглощения излучения волн определенной длины. Изучив газовый состав атмосферы над поверхностью масла и его корреляцию с газовым составом, растворенным в масле, можно перейти от контроля газов, растворенных в масле, к анализу газового состава газовой смеси, выделяющейся над поверхностью масла. Это позволяет применять новые принципы и способы обнаружения и анализа газового состава в пространстве над поверхностью масла маслонаполненного оборудования.

Исходя из этого, предлагается исключительно новый способ обнаружения газа над масляной поверхностью маслонаполненного оборудования, заключающийся в том, что измеряется интенсивность излучения волны определенной частоты, проходящей от излучателя к приемнику над поверхностью. Величина ослабления излучения сравнивается с пороговым значением, и если оно больше или равно ему, то принимается решение о появлении газа над поверхностью, а в случае, если ослабление будет меньше порогового значения, то принимается решение об отсутствии газа над поверхностью.

Способ распознавания газового состава над масляной поверхностью маслонаполненного оборудования заключается в определении частоты конкретных волн, для которых произошло ослабление излучения. В связи с тем, что определенный газ, выделяющийся из масла при нарушении нормального теплового режима, поглощает волну определенной частоты, то принимается решение о наличии именно того газа, для которого соответствовало снижение интенсивности потока излучения характерной для него волны.

Принцип работы системы построен на поглощении и рассеянии электромагнитного излучения, молекулами газа, находящимися в атмосфере над масляной поверхностью маслонаполненного оборудования, что в конечном итоге приводит к тому, что количество энергии, попадающей на приемник, меньше излученной энергии. Это объясняется тем, что некоторая доля энергии, излученная излучателем, перейдет либо в энергию колебания электрических зарядов в атомах и молекулах газа, либо отразится от них и рассеется, тем самым, фиксируя ослабление энергии контролируемой волны, можем установить присутствие в газовой смеси контролируемого газа.

Главным преимуществом предложенной системы является то, что в отличие от известных методов контроля состояния маслонаполненного оборудования, она работает непрерывно в реальном масштабе времени, что позволяет в любой момент времени опросить датчики и получить информацию о фактическом состоянии оборудования – наличие контролируемых газов и их процентное соотношение, а также система позволяет накапливать полученную информацию с целью дальнейшего анализа развития дефекта.

Список литературы

1. Васин проблемы эксплуатации электрических станций: учебное пособие / . – М: Издательство МЭИ, 2003. – 160 с.

2. Коверженко работоспособности системы электроснабжения / // Энергетик№ 3. – С. 46.

УДК 622.6.004

Автономный источник электропитания
для газораспределительных станций

, ,

Саратовский государственный технический университет,

260, *****@***ru

Энергосбережение, энергоэффективность, экологическая безопасность – вот три основных принципа, на основе которых должны создаваться новые типы электрогенерирующего оборудования, как большой мощности, так и малой.

Система газоснабжения страны имеет в своем составе большое количество газораспределительных станций (ГРС) и газораспределительных пунктов (ГРП), которые в своем составе имеют телеметрическое, оборудование, системы противопожарной сигнализации, системы аварийного освещения и ряд другого оборудования, требующие для своей нормальной работы электропитания. В нормальных условиях работы электропитание этих устройств осуществляется от централизованной электросети. При нарушении электроснабжения электропитание осуществляется от автономных источников электропитания. В качестве источника электроэнергии в этих системах, как правило, используются аккумуляторные батареи, время работы которых не превышает одних суток. Предполагается, что за это время электропитание должно быть восстановлено. Однако практика показывает, что время ликвидации аварий на линиях электропередач довольно часто длится гораздо дольше. Кроме того, строительство линий электропередач до ГРС по стоимости составляет от 30 до 60 % стоимости ГРС.

Для целей электроснабжения ГРС и ГРП возможно и необходимо использовать перепад давления газа на входе и выходе этих объектов [1]. Для получения электроэнергии используют микродетандер-генераторные установки. Они способны надежно и длительно работать без обслуживания в любых климатических зонах, не используя технологию сжигания газа [2].

В настоящее время микротурбодетандеры оцениваются специалистами, как один из перспективных видов микротурбинной продукции с большим рынком сбыта. Причем, рынком наиболее востребован мощностной ряд 0,кВт.

На рисунке представлена структурная схема автономного источника электроснабжения для ГРС, построенная на основе микротурбодетандера.

Автономные источники питания (АИЭ) на базе турбодетандеров предназначены для использования в качестве надежных автономных источников электроснабжения линейной телемеханики и автоматики, систем связи и катодной защиты магистральных газопроводов без обслуживания, в любых климатических зонах, а также для бытового освещения и обогрева эксплуатационных объектов, где отсутствуют стандартные источники электроэнергии.

Источник выполнен в виде отдельного шкафа, который размещается непосредственно в блоке редуцирования ГРС.

Рис. 1. Автономный источник электропитания для ГРС

В состав источников питания входят: 1-входной электромагнитный клапан, 2-регулирующий клапан, 3-микротурбодетандер, 4-высокоскоростной электрогенератор, 5-автоматическое зарядное устройство с блоком стабилизации напряжения БСН, 6-аккумуляторная батарея, 7-система обратной связи. Система настроен на выходное давление 0,3-0,5 кг/см2 при входном давлении 12-75 кг/см2.

Автономный источник электроснабжения обеспечивает:

-  автоматическое переключение, при аварии на трубопроводе, на резервное питание аппаратуры от аккумуляторов до приезда аварийной бригады;

-  при наличии ЛЭП АИЭ может быть дополнен блоком автоматического переключения с АИЭ на ЛЭП;

-  возможность получения электрического питания напряжением 220 В за счет поставки по отдельному заказу инверторного блока;

Система работает следующим образом. При уменьшении напряжения на клеммах аккумулятора ниже Uзад, min подается сигнал на входной электромагнитный клапан, и газ начинает поступать на турбину. Турбина с генератором начинают вращаться. Так как напряжение генератора выше напряжения аккумулятора, то он начинает заряжаться. При достижении напряжения на клеммах аккумулятора величины Uзад, max подается сигнал на входной электромагнитный клапан и турбина останавливается. Электроснабжение оборудования после этого осуществляется от аккумулятора. При уменьшении напряжения до Uзад, min цикл повторяется.

Основные преимущества разработанного источника электропитания:

– отсутствие открытого пламени и высокая надежность;

- простота запуска и эксплуатации;

- длительный срок службы и отсутствие капитальных затрат при монтаже и вводе в эксплуатацию.

Список литературы

1.  Стаскевич по газоснабжению и использованию газа. Л.: Изд-во нефт. и газ. пром-ти, 1990, 560 с.

2.  Гельман из газовой трубы // Промышленные ведомости, №8, 2003, С.15-18.

УДК 68.518.3(075.8); 621.315.175

Скорость нарастания гололеда
на высоковольтных линиях электропередачи

Камышинский технологический институт (филиал) ВолгГТУ

,

Высоковольтные линии электропередачи в ряде регионов России периодически подвергаются гололедно-ветровым нагрузкам, которые приводят к аварийным ситуациям, вызывающим падение опор и обрыв проводов. Это приводит к отключению потребителей и дополнительным экономическим потерям.

Самыми опасными для ВЛ являются так называемые «ледяные» дожди, которые одновременно охватывают очень большие площади на уровне одной или даже нескольких областей, вызывая многочисленные аварийные ситуации в электроснабжении потребителей.

Как избежать аварийных гололедно-ветровых ситуаций на ВЛ, которые сегодня квалифицируются как стихийные бедствия?

События декабря 2001г. и января 2002 года еще раз подтвердили неготовность энергосистем России к экстремальным метеорологическим условиям (1-3 дневным циклам с большим ветровым напором и мокрым снегом), что создавало аварийные ситуации на ВЛ (Краснодарский и Приморский край, остров Сахалин, Камчатка).

Уникальные случаи гололедно-ветровых нагрузок на ВЛ Краснодарского края пополнились еще одной разновидностью гололедных отложений, в безветренную погоду, когда снег налипал на провода строго вертикально и образовывал гололедно-снеговую стенку шириной, равной диаметру провода и высотой 20÷30см.

Простой расчет гололедной нагрузки на провода показывает, что она превосходила нормативную более чем в 2 раза. В результате стихийных бедствий в Краснодарском крае было выведено из строя 9500км линии электропередач.

Канада. 1998 год. «Ледяной» дождь продолжался в течение недели. Экономический ущерб от аварий в системе электроснабжения составил более 100 млн. долларов.

Для успешной борьбы с гололедом необходимо знать условия и причины возникновения гололедно-ветровых ситуаций на воздушных линиях электропередачи, а так же динамику их развития.

Одним из важнейших параметров, характеризующих процесс гололедообразования на ВЛ является скорость нарастания гололеда.

В работе [1] приведены значения скорости гололедообразования в нашем регионе: 50÷500сН/ч´м.

В настоящей работе рассматривается влияние скорости гололедообразования на время достижения нормативных и аварийных гололедных нагрузок на ЛЭП 6÷220кВ.

Для этого сначала вычисляем гололедную нагрузку на траверсу опоры Ргi со средней длиной полупролетов Lo при заданных значениях стенки гололеда, включая Вн - нормативную стенку гололеда по формуле:

PГi=πγпгγ'пг кi B(d+ кi B)ρg10-3L0 (1)

где PГi - гололедная нагрузка при заданной толщине стенки гололедной Вi; γпг - коэффициент надежности гололедной нагрузки по назначению линии, принимаемый равным 1 для ВЛ до 330кВ; γ'пг - региональный коэффициент надежности гололедной нагрузки; кi - коэффициент учитывающий изменение толщины стенки гололеда по высоте; В - толщина стенки гололеда, мм; d - диаметр провода, мм; ρ - плотность льда, принимаемое равным 0,9 г/см3; g - ускорение свободного падения, принимаемое равным 9,8 м/с2; L0 - длина пролета, м.

Затем зная Ргi от значений Bi=5,10,15,..., BH, определяем ti - время, необходимое для того, чтобы эта гололедная стенка образовалась при заданной скорости нарастания гололеда λi по формуле [2]:

(2)

где Ргi - гололедная нагрузка при заданной толщине стенки гололедной Bi, вычисленная по формуле (1). λi - скорость нарастания гололеда (равная 500, 400, 300, 200, 100, 50 сН/(ч м); L0 - длина пролета, м.

Зная Bi и ti при заданных λ строим соответствующие зависимости.

В табличном виде представлены аналогичпые зависимости для ВЛ -10,35, ПО и 220кВ (см. табл. 1).

В декабре 1993 г. в КЭС процесс гололедообразования достигал на ВЛ 6, 10, 35 и 110кВ 45 часов. При этом перегрузки на ВЛ от гололеда были девятикратные.

Исходя их этих данных определим какие скорости гололедообразования λ и какие максимальные нагрузки тогда могли действовать на ВЛ.

Если допустить, что скорость гололедообразования на всех ВЛ была постоянная за это время на всех типах ВЛ, то можно вычислить средние скорости гололедообразования на каждом типе ЛЭП (см. табл. 2):

Гололедные муфты на ВЛ в КЭС в декабре 1993 г. достигали 70÷150мм. Досмотрим, какова могла быть Толщина гололедных стенок и гололедная нагрузка на ВЛ 6-220кВ при указанных гололедных муфтах представлены в таблице 3.

Таблица 1. Время достижения нормативной нагрузки на ВЛ 6-200 кВ при различных скоростях нарастания гололеда

Скорость нарастания гололеда	Напряжение
6-10кВ	35кВ	110кВ	220кВ
λ500	3,35	3,2	4,67	2,76
λ400	4,18	4	5,83	3,45
λ300	5,58	5,33	7,78	4,6
λ200	8,36	8	11,67	6,9
λ100	16,32	16	23,35	13,8
λ50	33,45	32	46,7	27,6

Таблица 2. Средняя скорость нарастания гололеда

при "ледяном" дожде

Напряжение ВЛ	Нормативная гололедная нагрузка (Рн, кг)	Аварийная гололедная нагрузка (РА=9Рн), кг	Скорость нарастания гололеда (А., сН/(чм))
6-10кВ	92	828	330
35кВ	176	1524	320
110кВ	409	3681	460
220кВ	440	4041	276

Таблица 3. Гололедная нагрузка на ВЛ для различных гололедных муфт

Тип ВЛ	Диаметр гололедной муфты d, мм
70	80	90	100	110	120	130	140	150
6-10 кВ	В	29,3	34,3	39,3	44,3	49,3	54,3	59,3	64,3	69,3
р	183,5	241,5	307,3	380,8	462,1	551,1	647,9	752,6	864,9
35 кВ	в	27,4	32,4	37,4	41,4	47,4	52,4	57,4	62,4	67,4
р	378,2	497,6	632,5	751,6	948,9	1130,5	1327,5	1540,2	1768,3
110 кВ	в	26,5	31,5	36,5	41,5	46,5	51,5	56,5	61,5	66,5
р	596,3	786,7	1001,8	1241,7	1506,3	1795,6	2109,6	2448,4	2811,9
220 кВ	в	23,25	28,25	33,25	38,25	43,25	48,25	53,25	58,25	63,25
р	998,3	1342,7	1733,1	2169,3	2651,5	3179,6	3753,7	4373,6	5039,5

Примечание: В - стенка гололеда, Р - вес гололеда на проводах при заданной стенке гололеда