ru en

Revista electronică 4(48)2020

"PROBLEMELE ENERGETICII REGIONALE"

CUPRINS

0	Dirijare sincronă PWM al invertoarelor unui sistem electric de acționare cu două înfășurări statorice ale unui motor electric Autori: Olesciuk V. Institutul de Energetica, Chișinău, Republica Moldova
	Rezumat: Caracteristicile sistemelor acționari electrice reglabile bazate pe convertoare de putere depind în mare măsură de legile de control utilizate și de strategiile, metodele, circuitele și algoritmii de modulare a lățimii impulsurilor (PWM) utilizate pentru controlul parametrilor de ieșire ai convertoarelor. Scopul acestei lucrări constă în modernizarea schemei de control sincron al sistemului de convertizor pentru o acționare electrică bazată pe două invertoare, care alimentează un motor electric cu două înfășurări statorice, în care invertoarele sunt comandate pe baza algoritmilor specializați a dirăjării PWM multizonale de tip vector. Acest obiectiv este atins prin includerea dependențelor funcționale în circuitul de control al sistemului, legând valoarea tensiunii pe înfășurările statorului motorului electric (conectate între ele conform schemei dublu triunghi) cu tensiunile polare corespunzătoare ale celor două invertoare, precum și prin includerea valorilor curente ale diferenței unghiului de fază a semnalelor de control a invertoarelor întru asigurarea îmbunătățirii componenței spectrale ale tensiunii aplicate la înfășurările statorice ale motorului electric. Unul dintre cele mai semnificative rezultate ale lucrării constă în aceea, că e într-un sistem cu două invertoare cu algoritmi de control și modulație modificate, tensiunea pe înfășurările statorice a unui motor electric este caracterizată printr-o simetrie cu un sfert de undă, iar în spectrul său nu există armonici de ordin egal, precum și subarmonici, inclusiv în regimurile de control cu raport fracționar dintre frecvența de comutare a dispozitivelor de comutație ale invertorului și frecvența de ieșire a sistemului, care este deosebit de importantă pentru acționările de mare putere. Important și semnificativ se prezintă rezultatul, că la valori mici și medii ale coeficientului de modulație al invertoarelor, algoritmii modulației sincrone continue fac posibilă sigurarea celor mai bune caracteristici spectrale integrale ale tensiunii pe înfășurările statorice ale motorului electric.
	Cuvinte-cheie: invertor de tensiune, motor electric cu două înfășurări statorice, circuite și algoritmi de modulare a lățimii impulsului, componeța spectrului armonic al tensiunii. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4316617
1	Cercetarea regimurilor de sarcină simetrică și calculul puterii tipice a dispozitivului de schimbare de fază Autori: Boşneaga V., Suslov V. Institutul de Energeticã Chişinãu, Republica Moldova
	Rezumat: Scopul lucrării este de a studia regimurile permanente cu sarcini simetrice a unei noi scheme de perspectivă a transformatorului cu reglarea iunghiului diferenței de fază în baza transformatorului trifazat cu o conexiune a înfășurărilor într-o schemă hexagonală și un autotransformator de reglare fină suplimentară. Acest lucru a făcut posibilă obținerea valorilor puterii tipice pentru diferite opțiuni de proiectare a circuitelor dispozitivului. Dispozitivul investigat se caracterizează printr-un număr de terminale mai redus a înfășurărilor transforma-torului de bază, deci, și a unui număr mai mic de dispozitive de comutație, care au un impact semnificativ asupra puterii tipice și indicilor de masă și gabarit a acestui tip de utilaj energetic. Un autotransformator de co-mandă trifazat, comutat prin comutatoare semiconductoare, oferă posibilitatea de a regla fin faza de tensiune trifazată de ieșire în intervalul 0-360 °, ceea ce face posibilă utilizarea acestui dispozitiv ca convertor de frecvență pentru comunicarea flexibilă a sistemelor de curent alternativ. Un astfel de dispozitiv aparține clasei dispozitive FACTs. Acest obiectiv a fost atins ca urmare a unui studiu analitic bazat pe teoria circuitelor electrice și magnetice pentru determinarea curenților se utilizează legile lui Kirchhoff și ecuația de echilibru a forțelor magnetomotorii ale înfășurărilor pe coloană miezului feromagnetic, care sunt valabile pentru un regim de sarcină simetrică. Pe baza sistemului compilat de ecuații, se obțin formule pentru calcularea vectorilor curenților în înfășurările transformatorului și autotransformatorului în regimuri de sarcină simetrică. S-a demonstrat, că curenții depind de poziția dispozitivelor de comutare, care se caracterizează printr-un coeficient special.
	Cuvinte-cheie: transformator de reglare a fazei, circuit hexagonal, autotransformator de reglare, modurile de sarcină, puterea instalată. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4316631
2	Alegerea frecvenței de evaluare a stării tehnice a liniilor aeriene de 6-10 kV pe baza rezultatelor studiilor statistice privind fiabilitatea acestora Autori: Basmanov V.G., Holmanskih V.M. Universitatea de Stat Vyatka Kirov, Federația Rusă
	Rezumat: Scopul lucrării constă în fundamentarea selecției criteriului pentru periodicitatea evaluării stării tehnice a liniilor aeriene (LEA) 6-10 kV utilizând indicatorii de fiabilitate ai LEA (rata de eșec, timpul mediu dintre defecțiuni, rata de recuperare și timpul mediu de recuperare). Pentru a atinge acest obiectiv, a fost utilizată o metodă retrospectivă de obținere a informațiilor despre fiabilitate și pentru a fundamenta criteriul periodicității - o metodă statistică pentru analiza fiabilității produselor cu acțiune multiplă. Pentru procesarea informațiilor obținute, au fost utilizate metode separate de statistici matematice, în special, criteriul Kolmogorov a fost utilizat pentru a confirma ipoteza legii exponențiale a distribuției refuzurilor liniilor aeriene și a timpului de recuperare a acestora. Pe baza analizei bazei de date privind refuzurile liniilor aeriene în intervalul de timp egal cu 6 ani rețelelor electrice, s-a confirmat ipoteza acceptată despre legea exponențială a distribuției refuzurilor liniilor aeriene și timpul recuperării acestora. Lucrarea definește indicatorii de fiabilitate reali ai liniilor aeriene, iar compararea cu valorile de referință a indicat că acestea nu depășesc aceste valori, în ciuda duratei de viață destul de lungi a liniei aeriene. Cel mai semnificativ rezultat este confirmarea experimentală și teoretică că, ca criteriu pentru frecvența verificării stării tehnice a liniilor aeriene, este posibil să se utilizeze indicatorul de fiabilitate integrat, factorul de disponibilitate tehnică, luând în considerare defecțiunile de autocorectare. Semnificația rezultatelor obținute constă în faptul că, controlând dinamica acestui coeficient și comparându-l cu valoarea standard, în funcție de categoria de fiabilitate a liniei aeriene, este posibilă stabilirea la timp a timpului pentru verificarea stării tehnice a liniei aeriene.
	Cuvinte-cheie: linii aeriene, factor de pregătire tehnică, criteriul Kolmogorov, criteriu pentru frecvența diagnosticării liniilor aeriene, model matematic de fiabilitate, indicator complex de fiabilitate. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4316637
3	Metodă pentru construirea spațiului caracteristicilor de diagnostic ale motoarelor cu jet de supapă pe baza modelelor dinamice integrale Autori: Fomin A. A., Ruban A. D., Rudkovsky O. V. Universitatea Națională Politehnică din Odesa Odessa, Ucraina
	Rezumat: Scopul lucrării este de a spori fiabilitatea și viteza diagnosticării stărilor motoarelor electrice ale diferitelor obiecte energetice în condiții de incertitudine a priori. Incertitudinea a priori este cauzată de cunoașterea insuficientă a proceselor care apar în obiectele de diagnosticare din cauza funcționării într-o gamă largă de condiții externe și prezenței unui număr mare de influențe perturbatoare și perturbări ale mediului. Acest obiectiv este atins prin dezvoltarea unei metode de diagnosticare tehnică bazată pe modele de informații ale obiectelor dinamice neliniare de diagnostic, obținute utilizând procedura de identificare nonparametrică. În calitate de modele informaționale ale obiectelor pentru diagnosticare se propun modelele dinamice integrale nonparametrice bazate pe funcții de pondere multidimensionale, care descriu simultan proprietățile neliniare și inerțiale ale unui obiect, capabile să ia în considerare defecțiunile cauzate de ambele modificări ale parametrilor și structurii unui obiect, precum și de a oferi confort în testare și diagnosticarea funcțională. Cele mai importante rezultate: metoda de construire a spațiului caracteristicilor de diagnostic ale obiectelor dinamice neliniare pe baza modelelor informaționale sub formă de funcții de pondere multidimensionale a fost dezvoltată în continuare prin utilizarea analizei de corelație cu un factor și multivariabil ca etapă de filtrare a caracteristicilor cu enumerarea ulterioară a combinațiilor de caracteristici, care asigură o credibilitatea maxima de diagnosticare. Semnificația rezultatelor obținute: utilizarea metodei propuse permite în același timp asigurarea unei ctredibilității ridicate a diagnosticării obiectelor în condiții de incertitudine a priori datorită utilizării modelelor de informații primare bazate pe funcții de pondere multidimensionale și creșterea vitezei procedurii de diagnostic datorită caracteristicilor de filtrare bazate pe analiza corelației spațiului de diagnostic.
	Cuvinte-cheie: obiecte dinamice neliniare, modele de diagnostic, reducerea modelului, selectarea caracteristicilor, analiza corelației. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4316968
4	Efectul răcirii cu emisii termice a paletelor asupra randamentului instalației energetice cu turbină cu gaze Autori: Kolîcev A.V.1, Renev M.E.2, Savelov V.A. 1, Arhipov P.A. 1 1Universitatea Tehnică de Stat Baltică "VOENMEH", 2Universitatea de Stat din Sankt Petersburg, Sankt Petersburg, Federația Rusă
	Rezumat: Lucrarea are ca subiect problema sporirii eficienței centralelor cu turbine cu gaz, inclusiv a microturbinelor. Una dintre principalele modalități de îmbunătățire a eficienței este creșterea temperaturii gazului din fața turbinei. Răcirea elementelor microturbinei este dificilă din cauza dimensiunilor lor geometrice reduse. Scopul lucrări constă în evaluarea efectului potențial al răcirii cu emisii termice a palelor turbinei asupra valorii randamentului. Acest obiectiv este atins prin derivarea analitică a unei noi relații care leagă eficiența, temperatura și funcția de lucru a electronilor suprafeței palelor și prin efectuarea de calcule detaliate ale stării termice a palelor turbinei cu răcire termionică pentru valorile date ale funcției de lucru a electronilor suprafeței palelor turbinei și a temperaturii gazului din fața turbinei, care determină randamentul turbinei. Cele mai semnificative rezultate ale lucrării sunt: stabilirea dependenței eficienței unei centrale cu turbină cu gaz de valoarea funcției de lucru a electronilor (răcire termionică) și de temperatura suprafeței paletei turbinei. Ca rezultat al calculului, s-a constatat că temperatura unei palete a turbinei cu răcire termionică poate atinge o valoare de ordinul 1000 K atunci când lucrul de emisie a electronilor de pe suprafeței palei turbinei este egală cu 1 eV și la o temperatură a gazului în fața turbinei de 2700 K. La această temperatură a gazului în fața turbinei, eficiența ( randamentul) turbinei sporește cu 7-8%. Semnificația rezultatelor obținute constă în faptul că rezultatele obținute pot fi aplicate în practică în ceea ce privește fundamentarea utilizării răcirii termionice în turbine cu gaz și în stabilirea faptului că răcirea termionică își poate găsi aplicația în microturbine, turbine de mare putere și motoare de aeronave.
	Cuvinte-cheie: răcire termionică, emisie termionică, centrale electrice cu turbină cu gaz, randament. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4316996
5	Analiza eficienței utilizării motoarelor cu piston rotativ pentru centralele electrice pentru acumularea excesului de energie electrică Autori: Mitrofanov A.S., Proskurin A. Iu. Universitatea Națională de Construcții Navale amiralul Makarov Nikolaev, Ucraina
	Rezumat: În lucrarea se discută modalități de îmbunătățire a eficienței centralelor electrice care acumulează excesul de energie electrică obținută din surse regenerabile de energie. Scopul principal al studiului este de a analiza eficiența centralelor electrice promițătoare pentru acumularea excesului de energie electrică sub formă de aer comprimat pe baza motoarelor cu piston rotativ. Pentru a atinge obiectivul stabilit al studiului, a fost efectuată o analiză comparativă a eficienței schemelor diabatice și adiabatice de acumulare a energiei electrice, care a relevat principalele avantaje și dezavantaje, precum și caracteristicile de proiectare ale fiecăreia dintre scheme. S-au stabilit principalele modalități de creștere a eficienței unităților de stocare a aerului comprimat prin utilizarea motoarelor cu piston rotativ ca generator de energie electrică. Din caracteristicile experimentale prezentate de performanță ale motoarelor cu piston rotativ, rezultă că acestea corespund pe deplin parametrilor centralelor electrice de stocare a aerului. Rezultatul cel mai semnificativ este că, prin metode de analiză și generalizare, au fost elaborate diagrame schematice ale centralelor electrice diabatice și adiabatice pentru acumularea excesului de energie electrică sub formă de aer comprimat utilizând motoare cu piston rotativ care nu necesită încălzire suplimentară a aerului înainte de expansiune. Semnificația rezultatelor obținute constă în faptul că utilizarea motoarelor cu piston rotativ ca parte a unei unități de stocare diabetice a făcut posibilă eliminarea completă a emisiilor de CO2 în atmosferă, asigurând în același timp eficiența energetică globală a unității la nivelul de 41%. Sunt prezentate ecuațiile de bază ale modelului matematic al ciclului de lucru al unui motor cu piston rotativ.
	Cuvinte-cheie: surse de energie regenerabile, centrală electrică, acumulator de energie, motor cu piston rotativ, aer comprimat, temperatura de încălzire. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4317046
6	Analiza eficienței energetice a diferitelor metode de adăugare a apei de alimentare suplimentare în ciclul unei turbine cu abur a CET Autori: Șempelev A.G. Universitatea de Stat din Vyatka, Kirov, Federația Rusă
	Rezumat: Scopul lucrării este de a evalua influența valorilor (debitelor de masă) ale alimentării cu apă suplimentară în ciclul unei centrale electrice cu termoficare asupra eficienței energetice a acesteia în regimuri variabile de funcționare a acesteia cu diferite metode de alimentare cu apă suplimentară a ciclului. Acest obiectiv este atins prin utilizarea unui model matematic adaptat, în conformitate cu scopul lucrării, al unității de turbină T-50-130, pe baza căruia au fost efectuate studii de calcul ale condensării variabile și regimuri de funcționare a încălzirii și o evaluare comparativă a eficienței energetice a alimentării cu apă suplimentară a condensatorului și a conductei principale de condensare la diverse costuri.. Cel mai semnificativ rezultat al cercetării efectuate este stabilirea faptului că condensatorul este cel mai bun loc pentru adăugarea de apă suplimentară la ciclul unei turbine de cogenerare conform criteriului eficienței energetice. Semnificația rezultatelor obținute constă în faptul că utilizarea lor practică va crește semnificativ eficiența energetică a centralelor cu turbine cu abur prin furnizarea de apă suplimentară condensatoarelor lor. Rezultatele obținute diferă de cele cunoscute prin faptul că, pentru prima dată, astfel de studii au fost efectuate pe un model matematic extins al unei centrale cu turbină cu abur, bazat pe utilizarea caracteristicilor energetice rafinate sub formă de dependențe generalizate ale parametrilor principali ai etapelor și compartimentelor turbinei și având în compoziția sa un model matematic al condensatorului turbinei combinat cu acesta, care a permis să crească semnificativ credibilitatea rezultatelor obținute.
	Cuvinte-cheie: turbină cu abur de cogenerare, apă suplimentară de alimentare, sistem de încălzire regenerativă, model matematic, eficiență energetică. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4317048
7	Analiza eficienței energetice a instalațiilor cu pompă de căldură bazate pe apele subterane pentru regiunile sud-estice ale Europei Autori: Denisova A.E., Klimchuk A.A., Ivanova L.V., Zhaivoron O.S. Universitatea Națională Politehnică din Odesa Odessa, Ucraina
	Rezumat: În articol se discută modalitățile și metodele de îmbunătățire a eficienței schemelor cu un singur stadiu și cu două etape ale instalațiilor de pompare a căldurii în scopuri de încălzire, pe baza principiilor economisirii de energie. Scopul principal al studiului constă în analiza modalități de îmbunătățire a eficienței instalațiilor alternative cu pompă de căldură cu potențial termic redus bazate pe ape subterane care îndeplinesc cerințele tehnologiilor de economisire a energiei. Pentru a atinge obiectivul stabilit al studiului, a fost efectuată o analiză comparativă a eficacității diferitelor scheme din cadrul sistemelor de alimentare cu căldură prin pompare de căldură pentru consumatorii din regiunile sud-estice ale Europei. A fost dezvoltat un algoritm pentru calcularea sistemelor alternative de alimentare cu căldură pentru consumatori, luând în considerare condițiile climatice. Este propusă o metodă de evaluare a eficienței energetice a schemelor alternative de alimentare cu căldură eleborate. Implementarea metodei este prezentată pe un exemplu specific și se confirmă eficiența încălzirii alternative pentru consumatori. Importața rezultatelor obținute este de a fundamenta condițiile în care este recomandabil să se utilizeze schemele cu un etaj și două etaje a pompelor de căldură cu utilizarea apelor subterane din regiunile sud-estice ale Europei. Cele mai semnificative rezultate sunt recomandări pentru îmbunătățirea eficienței sistemelor cu pompe de căldură pe baza apelor subterane pentru alimentarea cu căldură a consumatorilor din regiunile sud-estice ale Europei. Rezultatele analizei pot fi utilizate pentru a proiecta rețele de căldură bazate pe pompe de căldură care utilizează energie cu potențial termic redus a apelor subterane.
	Cuvinte-cheie: economie de energie, eficiență, raport de transformare, pompă de căldură, apă subterană, schimbător de căldură intermediar, subrăcitor, energie primară. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4317115
8	Cuadripol termic pentru includerea pompelor de căldură în sistemul de alimentare cu căldură de la CET Autori: 1Șit M.L., 1Juravliov A.A.,2 Pațiuc V.I.,Timcenko D.V., 3Cernîșov P.S., 4Lomovțev P.B. 1Institutul de Energetică, Chișinău, Republica Moldova Universitatea de Stat din Moldova, Chișinău, Republica Moldova 3Universitatea Baltică Tehnică de Stat „VOENMEH”, Sankt Petersburg, Federația Rusă 4Academia Națională de Tehnologii Alimentare din Odesa, Odesa, Ucraina
	Rezumat: În lucrarea se studieze sistemele de încălzire urbană bazate pe CET și utilizării pompelor de căldură pe dioxid de carbon. Pompele de căldură sunt utilizate în sistemele de alimentare cu căldură ale clădirilor și folosesc căldura aerului exterior ca sursă de căldură de potențial termic scăzut (PTS) și, în același timp, căldura apei din rețeaua de retur (RR). Scopul studiului este de a dezvolta structura unei cvadripol termic cu patru porturi (CTPP), de a determina parametrii unui schimbător de căldură cu o suprafață variabilă de schimb de căldură instalat în linia RR. Acest obiectiv este atins prin rezolvarea următoarelor sarcini: dezvoltarea cerințelor și justificarea schemei CTPP, justificarea parametrilor CTPP. Cele mai semnificative rezultate sunt modele de statică și dinamică HE, care fac posibilă construirea pompelor de căldură cu dioxid de carbon în rețelele de încălzire cu un grafic de reglare de regimului termic cu temperatură ridicată. Semnificația rezultatelor obținute constă în obținerea dependențelor dintre graficul de temperatură al RR și parametrii CTPP, care pot fi utilizați în practica. În rezultatele calculelor, s-au obținut ecuații pentru relația dintre aria schimbătorului de căldură instalat în conducta de retur, scăderea temperaturii la capetele schimbătorului de căldură în funcție de graficul de temperatură, puterea de căldură transferată de schimbătorul de căldură (TO) către evaporatorul pompei de căldură cu dioxid de carbon sub modurile de funcționare specificate ale evaporatorului, în funcție de graficul temperaturii.
	Cuvinte-cheie: pompă de căldură, schimbător de căldură, suprafață variabilă a schimbului de căldură, sistem de control, model matematic. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4317194
9	Sisteme cu izolație fără sudură cu funcție de economie de energie pentru clădiri cu сarcasă care utilizează spumă de polietilenă Autori: 1Semenov V.S., 2Ter Zakaryan K.A., 3Bessonov I.V., 1Jukov A.D., 1Mednikova E.A. Universitatea Națională de Cercetare de Inginerie Civilă de Stat din Moscova (NRU MGSU); TEPOFOL LLC Institutul de cercetare a fizicii clădirilor din Academia Rusă de Arhitectură și Științe a Construcțiilor (NIISF RAASN), Moscova, Federația Rusă
	Rezumat: Construcția modernă cu înălțime mică tinde să utilizeze soluții de construcții ieftine, în special - sisteme de pereți încadrate din lemn. Scopul lucrării a fost de a studia principalele caracteristici fizice, mecanice și operaționale ale polietilenei spumate laminate și de a justifica posibilitatea aplicării sale ca izolație termică a clădirilor cu cadru mic. Acest obiectiv a fost atins prin efectuarea de studii experimentale pentru a determina proprietățile fizice, mecanice și operaționale ale spumei de polietilenă, evaluarea rezistenței materialului la influențele climatice și o evaluare la scară completă a caracteristicilor termofizice ale materialului și a stării structurilor la instalație. Testele climatice ale materialului au fost efectuate în diferite moduri, au fost efectuate studii pentru a evalua fluarea acestuia, au fost determinate rezistența la tracțiune și la compresiune a polietilenei laminate spumate, precum și rezistența cusăturii sudate. S-a stabilit că produsele pe bază de spumă de polietilenă sunt rezistente atât la influențele climatice, cât și la încărcarea mecanică, materialul în intervalul de temperatură de la minus 60 la 60°C are o rezistență operațională ridicată, echivalentă cu cincizeci de ani de funcționare. Cele mai importante rezultatele sunt: determinarea intervalului de temperaturi de funcționare luând în considerare încărcarea mecanică și tendința de fluaj; evalurea efectului stratului reflectorizant; determinarea rezistenței la tracțiune a materialului pe suprafață și pe îmbinarea sudată; testele pe teren.Semnificația rezultatelor obținute constă în fundamentarea fezabilității tehnice și a fezabilității economice a dezvoltării soluțiilor de sistem pentru izolarea integrată a clădirilor cu carcasă cu spumă de polietilenă laminată.
	Cuvinte-cheie: conservare de energie, carcasă din lemn, clădire cu puține etaje, polietilenă de rulouri, membrană izolantă, rezistență termică, omogenitate termică. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4018999
10	Jubileu Acad. Nicolae ANDRONATI la 85 de ani