Электричество

Опыт повышения грозоупорности магистральных линий электропередачи

Артем Юрьевич Киселев — 2025-01-30

Статья посвящена вопросам повышения эффективности средств молниезащиты магистральных электрических сетей на примере филиала ПАО «Россети»–МЭС Востока. Рассмотрены причины аварийных отключений воздушных линий электропередачи (ЛЭП) напряжением 220 кВ за период 2017–2024 гг., а также технические решения и опыт эксплуатации систем молниезащиты. Технические решения по сооружению заземляющих устройств опор ЛЭП принимаются с учетом влияния удельного сопротивления грунта и включают применение солевых и графитовых заземлителей. Выполнено сравнение измеренных и расчетных (после реконструкции) значений импульсных сопротивлений заземляющих устройств опор ЛЭП 220 кВ. Основным направлением обеспечения надежности и повышения грозоупорности ЛЭП является применение линейных разрядников с внешним искровым промежутком. Приведены обобщенные данные по опыту эксплуатации о количестве грозовых отключений, повреждаемости линейных разрядников, а также рекомендации по их использованию. Показана эффективность применения линейных разрядников с внешним искровым промежутком для обеспечения надежности и повышения грозоупорности ЛЭП 220 кВ в районах с высоким удельным сопротивлением грунтов. Анализируются эксплуатационные показатели по количеству грозовых отключений ЛЭП 220 кВ в периоды до и после установки линейных разрядников, а также статистика аварийных отключений ЛЭП, вызванных установленными на них разрядниками.

Опыт использования метода частотных характеристик при диагностических обследованиях силовых трансформаторов классов напряжения 10–500 кВ

Анисим Петрович Долин — 2025-01-30

Статья посвящена идентификации различных дефектов магнитопроводов и обмоток трансформаторов классов напряжения 10–500 кВ методом частотных характеристик. Предложена схема определения динамических зон частотных характеристик. Определены оптимальные схемы измерений. На основе результатов измерений частотных характеристик однотипных трансформаторов разработан метод расчета базовых характеристик. Приведены конкретные примеры определения дефектов методом частотных характеристик трансформаторов 10–500 кВ, в том числе деформации магнитопровода, радиальной деформации обмоток, наличия короткозамкнутых витков в обмотке, отклонения обмотки от вертикальной оси. Полученные результаты подтверждены визуальным осмотром активной части, а также другими видами испытаний и измерений. Проведено сопоставление различных статистических коэффициентов для оценки дефектов активной части трансформаторов. Для оценки уровня развития дефектов магнитопровода и обмоток предложены ориентировочные допустимые значения коэффициента стандартного отклонения.

Выбор конструкции дугогасительных устройств на основе газоструйного излучателя ультразвука с трубчатым резонатором

Матвей Игоревич Аполинский — 2025-01-30

Способность газоструйных излучателей ультразвука генерировать высокочастотные звуковые волны за счет газодинамической неустойчивости сверхзвукового потока предлагается использовать в дугогасительных устройствах коммутационных аппаратов. Статья посвящена исследованиям характеристик дугогасительных устройств, имеющих элемент конструкции газоструйных излучателей в виде трубчатого резонатора. Исследуемые дугогасительные устройства могут применяться в виде единичного элемента многозазорного устройства молниизащиты воздушных линий электропередачи или в виде рабочего элемента устройства защиты от импульсных перенапряжений в системах низкого напряжения. На основе параметрической оптимизации трех рассматриваемых вариантов конструкций дугогасительных устройств выявлена наиболее эффективная. Приведены результаты экспериментальных исследований (осциллограммы тока) и результаты численного моделирования (распределение температуры и давления плазмы внутри разрядных камер трех вариантов конструкции в различные моменты времени). Разработанная численная модель позволяет подобрать наиболее эффективную конструкцию дугогасительных устройств коммутационных аппаратов.

Внутренний обмен кредитами на солнечную энергию в микросети на примере комплекса таунхаусов

Аркадий МАЦЕХ — 2025-01-30

В статье рассматривается задача оптимизации использования солнечной энергии в жилых комплексах (посёлках) с помощью внутренней системы обмена энергетическими кредитами. Исследование направлено на разработку и апробацию комплексного подхода к управлению энергопотреблением, максимизирующего экономические выгоды как для потребителей солнечной энергии, так и для других потребителей в микросетях, работающих на солнечной энергии. Подход к управлению энергопотреблением должен быть простым в реализации с минимальными вмешательством и дополнительными затратами. В статье представлены результаты трехлетнего исследования в австралийском комплексе таунхаусов, состоящем из двух микросетей на 19 и 24 дома и семи солнечных энергоустановок. Предлагаемая система включает в себя несколько новых элементов: 1) механизм внутреннего обмена энергетическими кредитами, основанный на реальных моделях потребления; 2) модель сбалансированного тарифа, установленная на уровне 65 % базового внутреннего тарифа, определяемого путем коллективного принятия решений; 3) гибкая система накопления кредитов с возможностью возврата переплаты. Полевые данные, собираемые ежеквартально, показывают, что при такой архитектуре до 35 % всей энергии, потребляемой пользователями, не имеющими солнечных панелей, производится их соседями, использующими солнечные панели. Если экспорт солнечной энергии учитывать с помощью предложенной математической модели, то это позволит либо радикально снизить затраты на электроэнергию, либо постоянно накапливать кредиты для пользователей солнечных панелей в зависимости от их общего потребления энергии. Это также обеспечит постоянное снижение затрат на 5–10 % (общественные скидки на солнечную энергию) для пользователей, не имеющих солнечных панелей. Разработанный и внедренный подход предлагает простую методологию учета экспорта солнечной энергии в небольших жилых микросетях, предлагая значительные преимущества для пользователей солнечной энергии по сравнению с традиционным прямым подключением к электросети. Значительные экономические выгоды получают как пользователи, владеющие солнечными панелями, благодаря более справедливым тарифам на экспорт энергии, так и не имеющие солнечных панелей, благодаря скидкам на коммунальную энергию. Методология и результаты могут быть применены к аналогичным жилым микросетям по всему миру, особенно в условиях, когда преобладают встроенные сетевые архитектуры. Математическая модель, представленная в этой работе и проверенная в ходе реальных полевых испытаний, может быть применена к потоку данных автоматизированного учета энергии с коротким временем выборки (несколько минут), что позволяет осуществлять тарификацию в режиме реального времени. Она легко применима для использования интеллектуальных систем управления энергопотреблением и автоматического и гибкого управления нагрузкой.

Явления электромагнитного резонанса во внутреннем пространстве летательного аппарата

Владимир Юрьевич Кириллов — 2025-01-30

В полёте на бортовые системы летательного аппарата может воздействовать направленное электромагнитное поле. Электромагнитная волна проникает во внутреннее пространство и распространяется по сложному лабиринту конструкции, состоящей из отсеков, заполненных приборными модулями с элементами и устройствами электротехнического комплекса. Корпус летательного аппарата, внутренние отсеки с приборными модулями представляют собой объемные резонаторы, что при воздействии электромагнитного поля ведет к возникновению резонансов. Явления электромагнитного резонанса повышают уровень кондуктивных помех в бортовой кабельной сети и электрических цепях электротехнического комплекса, что отрицательно сказывается на качестве функционирования последнего. При изменении траектории полета меняются угол падения волны электромагнитного поля на корпус летательного аппарата и угол проникновения волны в его внутреннее пространство. Резонансное значение напряжённости электрической составляющей поля зависит от угла падения волны на летательный аппарат, что необходимо учитывать при выборе технических средств обеспечения помехозащищённости. Статья посвящена определению максимального значения напряжённости электрической составляющей поля при явлениях электромагнитного резонанса во внутреннем пространстве летательного аппарата при различных углах падения волны электромагнитного поля.

Исследование надежности и эффективности электрических аппаратов систем внутрицехового электроснабжения

Алмаз Радикович Петров — 2025-01-30

Статья посвящена исследованию эффективности низковольтных коммутационных аппаратов, устанавливаемых в цеховых электрических сетях промышленных предприятий. Для оценки параметров надежности низковольтных аппаратов предлагается использовать статистический метод в сочетании с анализом физических процессов, происходящих в контактах и контактных соединениях. Для повышения достоверности оценки интенсивности отказов аппаратов предлагается использовать поправочные коэффициенты, учитывающие влияние основных факторов при работе электрооборудования. В качестве критериев эффективности функционирования аппаратов приняты значение максимально допустимой температуры нагрева контактов и вероятность их безотказной работы. Качество функционирования коммутационного аппарата снижается при его длительной эксплуатации. Это может быть обусловлено как ненадежной работой самого аппарата, так и возможными дефектами сборки. Средняя оценка возможного ущерба позволяет определять расходы, вызванные ненадежной работой аппаратов, а также уточнять регламенты технического обслуживания.

Моментные характеристики шаговых двигателей механизмов перемещения регулирующих органов ядерных реакторов

Александр Юрьевич Смирнов — 2025-01-30

Важнейшим элементом ядерных энергетических установок являются стержни-поглотители, регулирующие в зависимости от своего положения в зоне реактора, скорость деления ядерного топлива. Перемещение и позиционирование регулирующих органов осуществляется посредством электроприводов, входящих в состав системы управления и защиты (СУЗ). В статье рассмотрены индукторные шаговые двигатели с электромагнитным возбуждением электропривода СУЗ. Сопоставлены машины в неявнополюсном и явнополюсном исполнении статора и сделан вывод о преимуществе последних по статическому и динамическому моментам. На основе модели шагового двигателя с различным соотношением числа и ширины зубцов и пазов статора и ротора исследованы динамический (отработка шагов) и статический (удержание регулирующего органа в заданном положении) режимы работы, с учетом влияния нелинейности механической нагрузки. Вычисления экспериментально верифицированы испытаниями натурного образца, изготовленного на базе серийной машины. В статье приведены результаты расчётно-экспериментальных исследований моментных характеристик различных вариантов шаговых двигателей для привода СУЗ. Даны рекомендации по выбору геометрии зубцовой зоны шагового двигателя, позволяющие повысить его моментные характеристики в статическом и динамическом режимах работы.

Борис Сергеевич Алёшин (к 70-летию со дня рождения)

Редакционная статья — 2025-03-11