CC BY
39
7. The Physics of Solar cells [Текст] / Nelson J. — Imperial College Press, London. — 2003.
8. Shivaganaik H. Modeling and analysis of multi-junction solar cells [Текст] / Shivaganaik H., Jangamshetti S. H. // International Conference on Emerging Trends in Electrical and Computer Technology 2011. — ICETECT 2011. — pp. 174—179.
9. Солнечные элементы [Текст] : учеб. / под ред. М. М. Колтуна. — М. : Энергоатомиздат, 1987. — 280 с.
10. De Vos A. Photovoltaics in a single dimension [Текст] / De Vos A. // Solid-St. Electron. — 1987. — V. 30. — pp. 853—858.
11. Baruch P. On some thermodynamic aspects of photovoltaic solar energy conversion [Текст] / Baruch P., De Vos A., Landsberg P.T., Parrott J.E. // Solar Energy Materials and Solar Cells. — 1995. — V. 36. — pp. 201—222.
12. Green M. A. Solar cell efficiency tables (version 35) [Текст] / M. A. Green, K. Emery, Y. Hishikawa, W. Warta // Prog. Photovolt: Res. Appl. — 2010. — V. 18. — pp. 144—150.
13. Yerokhov V. Model conception of macroporous silicon surface for cost-effective solar cell textures [Текст] / V. Yerokhov, O. Tsisaruk, I. Semochko // International Conference on Porous Semiconductors: Science and Technology, ICPSST-2000. — Spain, Madrid, 2000. — P. 34.
14. Polyakov V. I. Matrix solar cells for conversion of concentrated radiation [Текст] / V. I. Polyakov, D. S. Strebkov // Light and Engineering. — 2010. — V. 18(3). — pp. 5—8.
■a q
Розглянута природа появи умовних втрат. Проведено експериментальне дослідження «умовних втрат» електроенергії на ділянках Одеської залізниці. Дані рекомендації по зниженню «умовних втрат».
Ключові слова: витрати електроенергії, умовні втрати, тягова мережа, електрорухомий склад, лічильник.
□----------------------------------------□
Рассмотрена природа появления условных потерь. Проведено экспериментальное исследование «условных потерь» электроэнергии на участках Одесской железной дороги. Даны рекомендации по снижению «условных потерь».
Ключевые слова: расход электроэнергии, условные потери, тяговая сеть, электроподвиж-ной состав, счетчик.
□----------------------------------------□
The nature of the emergence of conditional losses. An experimental study of «conditional loss» power to parts of the Odessa railway. Recommendations to reduce «contingent losses».
Keywords: energy consumption, Contingencies, losses, power train, of electro compound meter.
■a о
УДК: 621.331
експериментальне дослідження «умовних втрат» електроенергії в тяговій мережі
В. Г. Куз н е цо в
Кандидат технічних наук, доцент, докторант*
Е-mаil: [email protected]
Ю. М. Сергати й
Начальник лабораторії Дорожня електротехнічна лабораторія Одеська залізниця Вокзальний провулок, 2, м. Одеса, Україна, 65017 Контактный тел.: (048) 727 26 27 Е-mail: [email protected]
Т. І. Кирилюк
Аспірантка* Е-mail: [email protected]
*Кафедра «Електропостачання залізниць» Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені акад. В. Лазаряна вул. акад. Лазаряна, 2, м. Дніпропетровськ, Україна, 49010 Контактный тел.: (0562) 33-19-1 1, (0562) 47-18-66
Вступ
Обсяг втрат електроенергії в електричних мережах — найважливіший показник економічності їхньої роботи, наочний індикатор стану системи обліку електроенергії, ефективності енергозбутової діяльності енергопос-тачальних організацій. Цей індикатор чітко свідчить про проблеми, які вимагають невідкладних рішень у розвитку, реконструкції і технічному переозброєнні електричних мереж, удосконаленні методів і засобів їхньої експлуатації й керування, у підвищенні точності обліку електроенергії, ефективності збору коштів за спо-
житу електроенергію тощо. Відносні втрати електроенергії при її передачі і розподілі в електричних мережах можна вважати задовільними, якщо вони не перевищують 4—5 %. Втрати електроенергії на рівні 10 % можна вважати максимально припустимими з погляду фізики передачі електроенергії мережами.
У зв’язку з малими інвестиціями у розвиток і технічне переозброєння електричних мереж, в удосконалювання систем керування їхніми режимами, в облік електроенергії, виникла низка тенденцій, що негативно впливають на рівень втрат у мережах, адже йдеться про: застаріле обладнання, фізичне й моральне зношування засобів обліку
Е
електроенергії, невідповідність встановленого обладнання передаваній потужності.
На тлі змін що відбуваються у господарствах електропостачання залізниць проблема зниження втрат електроенергії в електричних мережах не тільки не втратила своєї актуальності, а навпаки стала одним із завдань забезпечення фінансової стабільності.
Мета статті
Експерементально дослідити рівень умовних втрат електроенергії на ділянках Одеської залізниці, надати рекомендації по зниженню умовних втрат.
основна частина
Дослідженню умовних втрат електроенергії присвячено багато праць [1—3], але на сьогоднішній день це питання у достатній мірі не вирішено.
До складу «умовних» втрат енергії включають втрати в контактній мережі, а також втрати в агрегатах тягових підстанцій і в живлячих лініях. Умовні втрати в контактній мережі визначаються порівнянням витрати електроенергії за показниками лічильників електровозів і витратою електроенергії по тяговим підстанціям, норматив розраховує ЦТ. На рис. 1 приведена динаміка фактичних умовних втрат за період 1965—1971 р.р. та 1996—2008 р.р.
Поява умовних втрат на залізничному транспорті обумовлена похибкою розрахунків і вимірювань електроенергії. Похибка вимірювань електроенергії в загальному випадку може бути розбита на велику кількість складових. До основних складових похибок вимірювань електроенергії відносяться:
1) похибки вимірювань електроенергії в нормальних умовах роботи системи обліку, обумовлені класами точності трансформаторів струму, трансформаторів напруги, лічильників електроенергії;
2) додаткові похибки вимірювань електроенергії в реальних умовах експлуатації системи обліку, зумовлені:
■ заниженим щодо нормативного коефіцієнтом потужності навантаження (додатковою кутовою похибкою);
■ впливом магнітних і електромагнітних полів різної частоти;
■ недовантаження і перевантаження трансформаторів струму, трансформаторів напруги і лічильників;
■ несиметрією і рівнем підведеної до системи обліку напруги;
■ роботою лічильників в неопалюваних приміщеннях з неприпустимо низькою температурою тощо;
■ недостатньою чутливістю лічильників при малих навантаженнях;
■ системними похибками, зумовленими наднормативними строками служби;
■ похибками, пов’язаними з неправильними схемами підключення, зокрема, порушеннями фазування підключення лічильників;
■ похибками, обумовленими несправними приладами обліку електроенергії;
3) похибки зняття показань електролічильників через:
■ помилки або навмисне перекручувань записів показань;
■ неодночасність або невиконання встановлених термінів зняття показань лічильників, порушення графіків обходу лічильників;
■ помилки у визначенні коефіцієнтів при перерахунку показань лічильників в електроенергію.
Умовні витрати змінюються сезонно. Дослідження підтвердили припущення, що причинами посиленої сезонної зміни служать особливості формування споживаних обсягів енергії, характерних для залізниці [4].
Перша особливість полягає в тому, що від контактної мережі одержує живлення не тільки електрорухомий склад на лінії, а ще й електровози, які знаходяться у відстої. Крім того, деяка частина енергії йде на технологічні потреби депо та інших підрозділів.
Друга особливість пов’язана зі зміною характеру потоку поїздів. В окремі періоди співвідношення обсягів роботи, яка виконується локомотивами з навантаженими
і порожніми поїздами, збільшується на користь навантажених. Співвідношення у них питомих витрат досягає 2—2,5 разів.
Графіки зміни умовних втрат у різні періоди мають значні відхилення від прогнозованих. Так, у літній період щорічно спостерігається підвищена витрата для поїздів парного напряму. Деякі місяці характеризуються стрибками показника питомого споживання.
Причиною зазначених відхилень, крім співвідношення навантажених і порожніх поїздів, є зміна умов пропуску потоку поїздів. У літній період спостерігаються ускладнення роботи через зростання вантажопотоку. Крім того, влітку великий обсяг колійних ремонтних робіт
і, відповідно, вікон. Дільнична швидкість у цей період знижується, і питома витрата енергії зростає.
20 18 16 14 12 10 17,9
16 Л Ч 169
14 / 15,7
10,9 9,9 10,9 10,8 10,9
7 1 9,5 \
6 4 2 0 \ V 7,22 \ N. 6,3 5,5
♦ 5 3 5,7 3,96
3,82
1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
—втрат 8,7 5,3 14 16 15,7 17,9 16,9 10,9 9,9 9,5 10,9 10,8 10,9 7,22 8,04 6,3 5,7 5,5 3,82 3,96
Рис. 1. Фактичні умовні втрати в тяговій мережі за період 1965—1971 р.р. та 1996—2008 р.р. по Одеській залізниці
Фідер контактної мережі №3
т-г . . ПОкВ
Подальші дослідження показали, що відбір енергії з контактної мережі для нетягових споживачів впливає на сезонні коливання.
Наведення порядку в обліку енергії, яка споживається на нетягові потреби, приведе до більш точної картини сезонної зміни споживання на електротязі, виключенню зростання показника умовних втрат в зимовий час. Знання її закономірності дозволить нормувати витрати електроенергії та прогнозувати об’єм споживання енергії.
На ділянці Одеської залізниці К. Б.—Б. Д. з метою експериментальної перевірки фактичного рівня умовних втрат в контактній мережі проведено порівняння кількості електроенергії, за показниками лічильників тягової підстанції Б. Д. та лічильниками електрорухомого складу [4]. Для проведення експерименту було виділено ділянку К. Б.—Б. Д., живлення якої здійснювалось консольно від тягової підстанції Б. Д. фідером контактної мережі № 3 (рис. 2).
Ділянка одноколійна, довжиною 30 км, Контактний провід МФ-100, несучий трос ПБСМ-70. З метою визначення «чистої» витрати електроенергії на тягу поїздів на тяговій підстанції Б.Д. була зібрана схема роздільного живлення секцій шин 27,5 кВ. Від II секції шин (ТП-2) отримував живлення тільки фідер контактної мережі № 3, а фідера ДПР, ТСН і 10 кВ отримували живлення від I секції шин (ТП-1).
Облік електроенергії на тягу поїздів здійснюється лічильником «Альфа», встановленим на введенні 27,5 кВ тягового трансформатора № 2. З 1000 21 лютого до 1000 22 лютого по ділянці прослідувало 18 потягів, з них: 2 пасажирських, 8 електропоїздів та 8 вантажних.
За добу експерименту витрата активної електроенергії на тягу поїздів за показниками лічильника тягової підстанції склала (табл. 1):
Показання лічильника ТП-2 підстанції Б. Д.:
Таблиця 1
Показники лічильника тягової підстанції (Розрахунковий коефіцієнт: Крозр = 33000)
110 кВ
10 кВ
І секція
10 кВ
27,5 кВ
ДПР
Рис. 2. Спрощена схема живлення контактної мережі на період проведення
експерименту
Таблиця 2
Відомість споживання електроенергії ЕРС за період експерименту
Дата та час Показники лічильника
1000 21 лютого 0143,02
1000 22 лютого 0143,40
Електроенергія віддана в контактну мережу по лічильникам підстанції Б. Д.:
Wп = 0,38• 33000 = 12540 кВт • год.
Витрата електроенергії за лічильниками електрорухомого складу (табл. 2) склала — 11433 кВт • год.
«Умовні втрати» в контактній мережі склали:
^кС = 1254102-4101433 • 100 % = 8,8 %.
На ділянці П-О з метою визначення фактичних втрат електроенергії в тягової мережі протягом 10 годин
№ потяга № електро- воза Час проходження нейтральної вставки Показання лічильника на нейтральній вставці Витрата електроенергії, кВт • год
Туди Назад Туди Назад
685 1850 21.02 21.02 700510 700565 1200
3056 1850 1617 1847 776980 777045
3001 1060 21.02 21.02 904596 904702 2160
3058 1060 1655 2020 482966 483076
4303 2040 22.02 22.02 404790 404790 1080
3052 2040 655 955 160695 160749
3051 1850 22.02 22.02 700756 700838 1830
686 1850 200 526 777257 777358
3057 1058 21.02 21.02 358044 358127 1440
3004 1058 1815 2104 155638 155699
6311 642 21.02 22.02 905691 905795 939,6
6344 642 2225 853 110769 110878
448583 448696
711014 711122
397839 397971
6309 633 21.02 22.02 456655 456767 861
6342 1920 550 837625 837743
201245 201368
332785 332931
6303 374 21.02 21.02 567057 567172 1049,12
6348 1037 1535 317991 318113
161317 161427
669602 669748
637352 637491
6305 634 21.02 21.02 193882 194022 873,16
1300 1810 264773 264895
648377 648415
192968 193085
817248 817365
Е
проведено порівняння кількості електроенергії, врахованої лічильниками тягових підстанцій О та П і лічильниками електровозів. Для цього експерименту планувалося зібрати консольну схему живлення контактної мережі від тягової підстанції П. В процесі експерименту у зв’язку зі скаргами машиністів на низьку напругу в районі станції О з 1000 до 1220 і з 1628 до 2 000 здійснювалося паралельне підживлення контактної мережі фідерами № 4 (через ЗМВ) і № 5 підстанції О (рис. 3).
Таблиця 4
Показники лічильника тягової підстанції О (Розрахунковий коефіцієнт: Ктт — 750/5 = 150;
Ктн — 27500/100 = 275; Красч = 150 • 275 = 41250)
Час Показники лічильника
1000 102,152
2000 102,482
Рис. 3. Спрощена схема живлення дослідної ділянки
Ділянка двоколійна з включеним постом секціонуван-ня по станції Щ і роз’єднувачем «П2» станції О.
Лічильники комерційного обліку підключені на вводах 27,5 кВ.
З 1000 до 2000 2 5 квітня 2001 р. по вказаній ділянці прослідувало 54 потяги. Потяги супроводжувалися працівниками дистанцій електропостачання, які спільно з локомотивними бригадами записували показання лічильників на початку і кінці ділянки, час проходження нейтральних вставок. За час експерименту витрата електроенергії на тягу поїздів за показниками лічильника тягової підстанції склала (табл. 3):
Таблиця 3
Показники лічильника тягової підстанції П (Розрахунковий коефіцієнт: Ктт — 1000/5 = 200;
Ктн — 27500/127 = 216,53; Красч = 200 • 216,53 = 43307,09)
Витрати електроенергії, яка віддана в контактну мережу по лічильниках підстанції О:
Wo = 0,33• 41250 = 13612,5 кВт • год.
Сумарні витрати електроенергії ТП П. та О.
W2 = 69031,5 +13612,5 = 82644,0 кВт • год.
У зв’язку з тим, що до контактної мережі підключені ще й нетягові споживачі — від загальної витрати електроенергії по тяговим підстанціям віднімається споживання сторонніх споживачів за 10 годин — 208,36 кВт • год. Тоді витрати електроенергії:
Wт = 82644 - 208,36 =
= 82435,64 кВт • год.
Проаналізуємо витрату електроенергії. Витрата електроенергії на тягу поїздів за по-казаниками лічильників комерційного обліку становить 82435,64 кВт • год. не враховуючи втрати в тягових трансформаторах, а витрата електроенергії за лічильниками електровозів склала — 76430 кВт • год. Тоді втрати в контактній мережі складають:
82435,64 - 76430 728%
А^с =------82435,64------100% = 7,28%.
З врахуванням втрат в трансформаторах отримаємо [5]:
■ по підстанції П. втрати в трансформаторі ТП-2 складають 0,86 %, тоді фактичне споживання дорівнює:
Wн =
69031,5 • 0,86 100
+ 69031,5 = 69625,17 кВт • год.
■ в трансформаторі ТП-2 на підстанції О втрати складають 1,5 %, тоді фактичне споживання дорівнює:
13612,5-1,5
Wн =-
100
- +13612,5 = 13816,69 кВт • год.
Час Показники лічильника
1000 61,142
2000 62,736
Витрати електроенергії, яка віддана в контактну мережу по лічильниках підстанції П:
Wп = 1,594 • 43307,09 = 69031,5 кВт • год.
Показники лічильника ТП-2 підстанції О представлені в табл. 4.
Сума витрат електроенергії обох підстанцій на тягу поїздів без врахування сторонніх споживачів складе
W2= 69625,17 +13816,69 - 208,36 = 83233,5 кВт • год.
«Умовні втрати» електроенергії на дослідній ділянці з урахуванням втрат в трансформаторах склали
д^с = ^«,00% = 8'17%.
висновки
З експериментального дослідження рівня умовних втрат електроенергії на дослідній ділянці можна запропонувати наступні рішення:
1. Для зниження рівня втрат необхідно один раз в квартал складати електробаланс і виявляти тенденцію в зміні витрати енергії на кожній ділянці живлення.
2. Усунути можливість несанкціонованого доступу до кіл обліку електроенергії на ЕРС.
3. Поетапно замінити інерційні лічильники електрорухомого складу на мікропроцесорні.
Література
1 Черемисин В. Т. Контроль удельного расхода и «условных» потерь электроэнергии [Текст] / В. Т. Черемисин, С. И. Петров, А. Г. Зверев // Железнодорожный транспорт. — 2010. — № 10. — С. 47—50.
2 Броерская Н. А. О нормировании потерь электроэнергии в электрических сетях [Текст] / Н. А. Броерская,
---------------□ □-----------------
У даній статті наведена інформація стосовно нового технічного рішення, що розширює діапазон параметрів насосів типу «Turo», наведені дані про результати його використання.
Ключові слова: вільновихро-вий насос, колесо, відвід, характеристика.
□------------------------------□
В данной статье представлена информация по новому техническому решению, расширяющему диапазон параметров насосов типа «Turo», приводятся данные о результатах его использования.
Ключевые слова: свободновихревой насос, колесо, отвод, характеристика.
□------------------------------□
This article provides information on new technical solutions that extend the range of parameters pumps «Turo», shows the results of its use.
Keywords: torque flow pump, impeller, outlet, characteristic.
---------------□ □-----------------
1. введение
Сложившаяся практика эксплуатации насосов диктует необходимость (массогабаритные характеристики, КПД, срок службы, возможность исключения режимов неустойчивой работы) внедрения динамических насосов для перекачивания различных гидросмесей. Сферы применения: жилищно-коммунальное хозяйство, горно-обагатительные и химические производства, пищевая промышленность и др.
Ниже под гидросмесями понимается: смесь технически чистой воды с газом (газожидкостная смесь — ГЖС);
Г. Л. Штейнбух // Электрические станции. — 2003. — № 4. — С. 24—29.
3 Хацкелевич А. А. Повысить точность измерений расхода электроэнергии [Текст] / А. А. Хацкелевич, Б. Д. Никифоров // Локомотив. — 2003. — № 5. — С. 39—41.
4. Кузнецов В. Г. Экспериментальная проверка величин «условных потерь» электроэнергии в контактной сети [Текст] / В. Г. Кузнецов, Ю. Н. Сергатый // Материалы II Международной научно-практической конференции «Энергосбережение на железнодорожном транспорте». — 2011. — С. 38—40.
5. Інструкція розрахунку технологічних втрат електроенергії в пристроях тягового електропостачання. Затв.: Наказ Укрзалізниці 29.05.2003 № 342-ЦЗ [Текст] / Міністерство транспорту та зв’язку України. — К., 2003. — 52 с.
УДК 621.65
В. О. Панченко
Асистент*
*Кафедра прикладної гідроаеромеханіки Сумський державний університет вул. Римського-Корсакова 2, м. Суми, Україна, 40007 Контактный тел.: G66-296-65-29 E-mail: [email protected]
смесь технически чистой воды с твердыми включениями разных размеров, видов и свойств (смесь жидкости с твердыми включениями — ТЖС). Транспортировка гидросмесей приводит к ряду нежелательных явлений при эксплуатации насосов:
При перекачивании гЖс:
■ срыв параметров насоса при превышении объемного содержания газа в смеси больше некоторой критической величины ( ркр );
■ изменение паспортной характеристики динамического насоса под влиянием наличия газа в перекачиваемой среде.
ПОИСК путей расширения диапазона
РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ
свободновихревых насосов
ТИПА «TURO»
В. Ф. Герман
Кандидат технічних наук, доцент*
А. Г. Гусак
Кандидат технічних наук, доцент*
А. А. Евтушенко
Кандидат технічних наук, професор, завідувач кафедри*
уз
