CC BY
63
3. Базанов С.М., Торопова М.В. Самоуплотняющийся бетон - эффективный инструмент в решении задач строительства // Весь бетон. 2008. №10. С. 8.
4. Куделко О.А. Использование химических добавок в монолитных бетонных и железобетонных конструкциях // Вестник Полоцкого государственного университета. 2010. №12. С. 10.
5. Войлоков И.А. Самоуплотняющиеся бетоны. Новый этап развития бетоноведения // Экспозиция. 2008. №65. С. 4.
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
Г.Э. Окольникова, Е.С. Белоусова. Исследование свойств самоуплотняющихся бетонов классов В15 и В20 // Системные технологии. — 2017. — № 22. — С. 29—33
INVESTIGATION OF PROPERTIES OF SELF-COMPACTING CONCRETE OF CLASSES В15, В20 G.E. Okolnikova, E.S. Belousova
Abstract
The results of study of self-compacting concretes mixes with superplasticizer C-3 are presented. It is shown that the dilution level of the concrete mixture with the C-3 additive depends on the cement consumption. While increasing the additive amount, the concrete-mix consistency increases rather intensely firstly, but then the consistency growth stops. So the concrete mixture is saturated with the superplasticizer C-3. Further increase in the additive amount doesn't lead to an increase in the concrete-mix consistency and promotes water separation
Key words
self-compacting concrete, concrete mixture consistency, plasticizing additives, superplasticizer C-3. Date of receipt in edition: 15 March 2017
Date of acceptance for printing: 20 March 2017
УДК 620.92
РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ЭКОНОМИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СЕТЯХ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
С.Л. Дубов, В.М. Кириченко-Мишкин*, К.Д. Курбанмагомедов**, *НПК «Оптел» , ** Институт системных технологий
Аннотация
Проблема обеспечения качества электроэнергии и экономичности ее потребления в сетях низкого напряжения становится все более актуальной. С одной стороны, электропотребление постоянно растет и возрастает доля электроприемников особенно чувствительных к качеству напряжения. К ним относятся электропривод высокоточных станков и механизмов, устройства автоматики и телемеханики, вычислительные системы и другие. С другой стороны, существующая в настоящее время в нашей стране технология распределения и продажи электроэнергии находится на сравнительно низком уровне
Ключевые слова
электроенергия, электропотребление,
электрооборудование
История статьи:
Дата поступления в редакцию: 11 марта 2017
Дата принятия к печати: 18 марта 2017
В настоящее время в значительной мере используется устаревшее оборудование. По величине потерь мы занимаем одно из первых мест в мире - до 30% ( включая воровство), а отключения фазных напряжений достигают недопустимых значений. В передовых странах потери электроэнергии, как правило, не превышают 5-7%. Большие потери электроэнергии в наших сетях тем не менее неправомерно перекладываются на потребителя - тарифы на электроэнергию завышены практически вдвое. В результате потребитель получает некачественную электроэнергию по завышенной стоимости, что ведет к снижению эффективности производства и переплате за ее необоснованный перерасход.
Надо также иметь в виду, что электрическая энергия в настоящее время рассматривается как товар, причем товар особого вида, характеризующийся совпадением во времени процессов производства, транспортировки и потребления. Поэтому к электрической энергии, как и к любому товару, применено понятие «качество», которое подтверждает ее пригодность для нормального функционирования электроприемников потребителей электроэнергии. Эти обстоятельства и рост тарифов на электроэнергию привели к необходимости регулирования взаимоотношений между продавцами и покупателями электрической энергии на государственном уровне путем принятия законодательных документов и требования оформления договорных обязательств. На практике договора с энергоснабжающими организациями в силу объективных причин и ведомственных интересов продавца не всегда учитывают интересы потребителей. Так как обеспечить номинальное напряжения 380В (фазное 220В) на каждом электроприемнике невозможно, то устанавливаются определенные границы его допустимого отклонения. Различные потребители электроэнергии предъявляют свои требования по допустимому отклонению напряжения - от ± 2,5 % до ± 10 % номинального значения. Большинство потребителей устраивает отклонение напряжения в пределах ± 5 % относительного значения. Этот же диапазон допустимых напряжений учитывается при создании большинства электроприемников - электрических двигателей, осветительного оборудования и других. Такие же значения отклонения напряжения были приняты в качестве нормы в ГОСТ 13109-97 [1]. Следовательно, в соответствии с ГОСТом напряжение в точках присоединения сети потребителей должно находиться в допустимом диапазоне - (209 ^ 231) В, и при этом считается, что электроприемники будут работать достаточно эффективно и экономично. Отклонение напряжения от допустимого диапазона в большую или меньшую сторону ведет к:
- ухудшению условий работы электрооборудования (снижению КПД, снижению срока службы, сбоям в работе, нарушению технологического процесса и другим негативным последствиям);
- перерасходу электроэнергии и, следовательно, оплаты за ее использование.
С увеличением значений отклонения напряжения ущерб возрастает. На практике, как показывают обследования, отклонения напряжения на вводах потребителей имеют массовый характер и составляют до ± (10-15)% и нередко достигает 20% от номинального. Это недопустимо и поэтому потребители электроэнергии в лице руководителей предприятий и предпринимателей должны быть заинтересованы в качественной электроэнергии ГОСТ 13109-97. Тем не менее принят новый ГОСТ Р 54149-2010, в котором установлена следующая норма - положительные и отрицательные отклонения напряжения в точке передачи электрической энергии (то есть на вводах) не должны превышать ± 10% номинального значения напряжения в течении 100% времени в интервале в одну неделю. Другими словами диапазон допустимых напряжений уже составляет (198-242)В. По сути ГОСТ Р 54149-2010 санкционировал существенное ухудшение качества электроэнергии. Такая норма нового стандарта сильно облегчает жизнь продавцам электроэнергии, но создает еще большие
проблемы ее покупателям, то есть потребителям, так как ведет к еще большему снижению эффективности работы электрооборудования, его износу и нарушению технологического процесса, а также к необоснованному росту расхода электроэнергии.
Добиться от энергоснабжающих организаций выполнения нормы отключения напряжений по ГОСТ 13109-97 в ± 5% от номинального в новых условиях практически невозможно, поэтому эту проблему следует решать самим потребителям.
Наиболее эффективным способом повышения качества энергии, в частности, восстановления допустимого уровня напряжения (Uн ± 5% Uн)В на вводах электрических сетей потребителей при недопустимых его отключениях в питающей сети является пофазное регулирование с использованием принципа вольтодобавочного трансформатора. Нашей фирмой разработан и успешно внедряется в сетях потребителей «Трехфазный регулятор напряжения» с контролем напряжения по каждой фазе в одноступенчатом и двухступенчатом исполнении. В основу устройства положен принцип вольтодобавочного трансформатора с двумя обмотками - основной (несиловой) обмоткой, которая подключается на фазное напряжение питающей сети, и дополнительной (силовой) обмоткой, постоянно включенной в цепь (рис 1). В зависимости от варианта подключения основной обмотки к питающей сети («фаза - ноль» или «ноль - фаза») по отношению к дополнительной силовой обмотке (синфазно или в противофазе) в последней индуцируется напряжение величиной порядка + 12В или - 12В (с погрешностью ± 1В) соответственно. В первом случае «Регулятор напряжения» работает в режиме «Вольтодобавка» (ивых = иф, вх + 12)В, а во втором - в режиме «Вольтоотражение» (ивых =иф, вх - 12)В. Если напряжение в питающей сети соответствует норме, то основная обмотка отключается от сети (закорачивается) и «Регулятор» работает в режиме «Транзит» без изменения величины входного напряжения (и вх).
Рис.1. Принципиальная схема включения одной фазы «Регулятора напряжения»
(одноступенчатое регулирование)
1. ф------о - режим «Вольтодобавка»;
2. 0------Ф - режим «Вольтоограничение»;
3. 0------ 0 - режим «Транзит».
Регулирование происходит автоматически в зависимости от значения отклонения напряжения в фазах питающей сети от границ допустимых напряжений (208 ^ 232)В в большую или меньшую стороны. Одноступенчатый «Регулятор» позволяет возвращать и удерживать напряжение в норме (208 ^ 232)В при его отключении в питающей сети в пределах (196 ^ 244)В. При этом возможность комбинации в фазах разных режимов позволяет снижать несимметрию в трехфазной сети, если она была в питающей сети.
В случае если напряжение питающей сети выходит за рамки диапазона (196 ^ 244) В то для возвращения и удержания его в допустимой норме (208^ 232) В следует применять двухступенчатый «Регулятор». Двухступенчатый «Регулятор» позволяет изменять питающее напряжение в фазах на ± 24В и, следовательно, возвращать и удерживать напряжение в сети потребителя в норме при его отклонениях в питающей сети в пределах (184 ^ 256)В. При этом возможность снижения несимметрии напряжения в сети потребителя еще более возрастает, так как напряжение в разных фазах можно изменять либо на ±24В, либо на ±12В.
Технические данные одноступенчатых и двухступенчатых «Регуляторов» выпускаемых нашей фирмой в настоящее время представлены в таблицах 1 и 2 соответственно.
Таблица 1
Трехфазный «Регулятор напряжения» (одноступенчатый ± 5% UJ
Максимальная мощность нагрузки, кВА Номинальный ток, А Габариты, мм Вес, кг Стоимость в ценах 2014 г. (тыс. руб.)
40 60 800x750x350 75 138
90 130 - 105 247
105 160 - 120 270
132 180 - 125 300
165 250 - 140 379
210 320 950x900x450 185 470
270 410 - 210 600
310 455 - 220 690
220 500 - 230 750
390 590 - 270 890
420 635 - 290 950
Таблица 2
Трехфазный «Регулятор напряжения» (двухступенчатый - ± 10% UJ
Максимальная мощность нагрузки, кВА Номинальный ток, А Габариты, мм Вес, кг Стоимость в Ценах 2014г. (тыс. руб.)
40 60 800x750x350 100 172
66 100 - 130 260
90 130 - 160 300
Продолжение таблицы
105 160 - 185 340
132 180 950x900x450 200 380
165 250 - 230 485
210 320 - 295 550
Следует отметить, что с целью снижения веса и стоимости силовой части устройства, а также упрощения системы управления, принят только один шаг регулирования в 12В на одну ступень и только одна (одноступенчатый) или две (двухступенчатый) ступени регулирования. Тем не менее такое решение в сочетании с принятым в ГОСТ 13109-97 диапазоном допустимых напряжений (208 ^ 231)В то есть в 220В позволяет, с одной стороны максимально перекрыть разброс значений отклонения напряжения на вводах потребителей, регистрируемый на практике, а с другой - позволяет оператору при выборе диапазона допустимых напряжений максимально учитывать характер нагрузки конкретного потребителя. Так, если нагрузка двигательная, то очевидно нижняя граница допустимого напряжения не должна быть ниже 215В, так как это будет сопряжено с ухудшением условий ее работы. Если нагрузка осветительная, то одноступенчатый регулятор можно успешно использовать для экономии расхода электроэнергии даже в условиях, когда питающее напряжение соответствует норме ГОСТа и составляет порядка (230 ^ 225)В. В этом случае «Регулятор» может быть включен в режиме «Вольтоограничение» и напряжение будет снижено до (215 ^ 210)В без ущерба качества освещения. Для большинства типов светильников такой уровень напряжения вполне допустим. Экономия расхода электроэнергии при этом составит порядка 10%.
«Регуляторы» обладают рядом достоинств, а также преимуществ в сравнении, например, с известными стабилизаторами.
Так, схема регулирования напряжения (рис 1) , то есть автоматическое переключение режимов полностью исключает коммутации в силовой сети.
Включение режимов выполняются путем переключения несиловой обмотки, не связанной с нагрузкой, что ведет к облегчению коммутирующих устройств и отсутствию помех. Для создания в силовой обмотке напряжения порядке 12В индуцируемая мощность составляет только порядке 10% от мощности потребляемой нагрузкой. Эти технические решения регулирования напряжения позволяют уменьшить вес «Регулятора» в 2-5 раз, а также значительно снизить его стоимость по сравнению с известными типами стабилизаторов.
«Регулятор» имеет еще одно важное преимущество перед известными стабилизаторами - энергия, потребляемая для собственных нужд, составляет лишь доли процента от энергии, передаваемой в нагрузку. То есть, КПД регулятора составляет не менее 99,7% в отличие от известных стабилизаторов, КПД которых обычно составляет 95^ 97%.
«Регуляторы напряжения» имеют автоматическую защиту силовых цепей и цепей управления, блоки коммутации и управления. Осуществляется измерение и индикация значений напряжения в сети и тока в нагрузке, а также активной, реактивной и полной мощности. Все составные части устройства расположены внутри одного модуля, заключенного в металлический корпус. Органы оперативного управления вынесены на лицевую поверхность и предоставляют собой графическую панель с сенсорным экраном. Панель оператора позволяет устанавливать произвольно диапазоны
по реализации напряжения в зависимости от характера нагрузки для достижения максимального эффекта экономии или создания наиболее благоприятных условий для работы оборудования.
Устройство может также выполнять функции прибора некоммерческого учета потребителей и в том числе сэкономленный электроэнергии. Функция учета сэкономленной электроэнергии реализована с использованием алгоритмов, построенных на основе периодического сравнения потребляемой мощности в разных режимах и является уникальной. Устройство позволяет также выполнять ряд дополнительных функций некоммерческого учета потребляемой энергии, создания архива измеряемой информации для последующей передачи в компьютер, АСКУЭ и системы дистанционного мониторинга и др. Устройство должно устанавливаться после системы учета электроэнергии и силового шкафа на питающей линии.
Опыт эксплуатации устройств «Регулятор напряжения» на разных предприятиях и учреждениях, показал их эффективность в нормализации напряжений в сетях потребителей и существенное снижение расхода электрической энергии с сохранением нормальных условий работы электрооборудования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Соколов В.С., Кириченко-Мишкин В.Д., Шабад В.К. Перспективы применения IT- технологии для повышения качества и экономичности систем электроснабжения. Материалы 1-ой Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы электроэнергетики и пути их решения». Махачкала, 2011г.
2. Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» №261-ФЗ 2009.
3. ГОСТ Р54149-2010. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. 2010г.
4. ГОСТ 131109-97. Электрическая энергия. совместимость технических средств электромагнитная нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначени
5. Жерлыкина М.Н. Эколого-экономическое прогнозирование и планирование мероприятий по охране атмосферы от выбросов вредных веществ промышленными предприятиями.. «Системные технологии» -2016. -№18. -С. 63-71
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
С.Л. Дубов, В.М. Кириченко-Мишкин, К.Д. Курбанмагомедов. Регулирование напряжения и экономия электроэнергии в сетях низкого напряжения потребителей // Системные технологии. — 2017. — № 22. — С. 33—39
VOLTAGE REGULATION AND ENERGY SAVING IN LOW VOLTAGE CONSUMER NETWORKS S.L. Dubov, V.M. Kirichenko-Mishkin, K.D. Kurbanmagomedov
Методология применения средств адаптивного диагностического моделирования... Abstract
The problem of ensuring the quality of electricity and the economy of its consumption in low-voltage networks is becoming more urgent. On the one hand, power consumption is constantly growing and the share of electrical receivers that are especially sensitive to quality is increasing. These include the electric drive of high-precision machines and mechanisms, automation and telemechanics devices, computer systems and others. On the other hand, the current technology in our country for the distribution and sale of electricity is relatively low
УДК 69.05
МЕТОДОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ АДАПТИВНОГО ДИАГНОСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ ПО СОСТОЯНИЮ
К.Д. Курбанмагомедов*, М.А. Мутаев**
*Институт системных технологий, **Дагестанский государственный технический университет, «Дагнефтепродукт»
Аннотация Ключевые слова
Проблема обеспечения как промышленной, так и экологической безо- диагностическое моделирование, тру-
пасности нефтегазового оборудования, технологических трубопроводов бопровод
и объектов нефтегазового комплекса, предприятий нефтяной и газовой История статьи:
промышленности в соответствии с Федеральным законом о промыш- Дата поступления в редакцию: 2 апреля
ленной безопасности является актуальной задачей 2017
Дата принятия к печати: 9 апреля 2017
Актуальность. Эксплуатация данного класса объектов в различных климатических условиях, а также характеристика их рабочих режимов функционирования, которым соответственно большое давление, высокая температура и то, что при нарушении их герметичности происходит значительный по объему выброс продуктов перекачки, свидетельствует о возможности причинения значительного материального ущерба предприятию трубопроводного транспорта в связи с потерями продукта перекачки, затратами на ликвидацию аварий, штрафными санкциями. Это приводит также к загрязнению окружающей среды, создает предпосылки для возникновения чрезвычайных экологических ситуаций техногенного характера. Кроме того, имеющее место в настоящее время быстрое распространение сети магистральных трубопроводов и все большее применение нефтегазового оборудования привели к несоответствию между резко возросшими требованиями к надежности и системой мероприятий, предназначенных для сохранения ее заданного уровня. Увеличение числа типов отказов, расширение класса применяемого оборудования и сложность алгоритмов их функционирования требует достоверной оценки характеристик надежности оборудования и оценки ее текущего состояния.
Основные проблемы управления и ремонта объектов такого типа относятся к управлению профилактическим обслуживанием, предназначенным восстанавливать изменяющиеся в процессе эксплуатации основные параметры надежности объектов, предупреждать снижение эффективности
Key words
Electricity, power consumption, electrical equipment
Date of receipt in edition: 11 March 2017
Date of acceptance for printing: 18 March 2017
