Энергосбережение и инновационные технологии в топливно-энергетическом комплексе: материалы Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов, посвященной 50-летию создания Тюменского индустриального институ

АЛГОРИТМ ПОИСКА И ОБНАРУЖЕНИЯ СИГНАЛА ...........................	344
Бакиева Р.Т.
ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ НЕФТИ И
НЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИ УЧЕТНО - РАСЧЕТНЫХ ОПЕРАЦИЯХ .....	348

Большаков А.В.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАКТИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ЧЕРЕЗ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЮ

В СЕТЯХ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ...................

351

Зиатдинов А.М., Емекеев А.А.

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ В СИСТЕМАХ ТРАНСПОРТА И ПОДГОТОВКИ НЕФТЕПРОДУКТОВ.. 355

Канев Д.Д.

СИСТЕМА АКУСТИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА МАГИСТРАЛЬНЫХ

НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ............................................................................	359
ПРИМЕНЕНИЕ КРИТЕРИЯ НАЙКВИСТА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
СИСТЕМ ..........................................................................................................	363

Колев Ж.М.

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАБОТЫ

ПЕРФОРИРОВАННОЙ НЕФТЯНОЙ СКВАЖИНЫ НА
СТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ.......................................................................	367

Колесов В.И.

МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЙСОВЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН.............	371
Коновалов Р.А.
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ DWDM ПРИ ПОСТРОЕНИИ СИСТЕМ
ПЕРЕДАЧИ НА БАЗЕ ВОЛС ........................................................................	378

Марковских А.В.

МОДЕЛИРОВАНИЕ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ НА ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВАХ С ПЕРЕДАЧЕЙ

СИГНАЛА ПО GSM И РАДИОКАНАЛУ....................................................

382

Мерзляков И.В.

ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСА АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ДЛЯ АВТОНОМНЫХ УЗЛОВ ПЕРЕДАЧИ

ДАННЫХ В РАМКАХ «ЦИФРОВОГО» МЕСТОРОЖДЕНИЯ................	384
Миркин М.С., Шамурадов Ф.А.

МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРИТОЧНО-ВЫТЯЖНОЙ ВЕНТИЛЯЦИЕЙ .............................................	386
Мухин А.А.
СОЗДАНИЕ ЦИФРОВОГО «УМНОГО» МЕСТОРОЖДЕНИЯ В
СЛОЖИВШИХСЯ РЕАЛИЯХ РОССИЙСКОЙ НЕФТЕГАЗОВОЙ
ОТРАСЛИ ........................................................................................................	389
Соболь А.Ю.
АНАЛИЗ СПОСОБОВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫМИ
11

СИСТЕМАМИ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ТИПОВЫМИ НАСАДОЧНЫМИ
АБСОРБЕРАМИ..............................................................................................	392
Стружков П.В.
РОЛЬ, МЕСТО И МЕТОДЫ ПОСТОРОЕНИЯ БЕСПРОВОДНЫХ
СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ В СОСТАВЕ ТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
...........................................................................................................................	396
Топчу Е.А.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ ПАРОВОГО ПРЯМОТОЧНОГО КОТЛА
...........................................................................................................................	400
Тращаков В. М.
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГРУППЫ
СИСТЕМНОГО АДМИНИСТРИРОВАНИЯ С КОНЕЧНЫМИ
ПОЛЬЗОВАТЕЛЯМИ В КОРПОРАТИВНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ
СИСТЕМАХ.....................................................................................................	403
Фѐдоров К.С.
ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ
ПОЖАРОТУШЕНИЯ И ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ .......................	407
Д.С.
БУДУЩЕЕ SCADA СИСТЕМ .......................................................................	411
Шорохов А.Н.
ВНЕДРЕНИЕ ПРОГРАММНОГО МОДУЛЯ ОПЕРАТИВНОЙ
ДИАГНОСТИКИ ИСТОЧНИКА ОБВОДНЕНИЯ НА НЕФТЯНЫХ
ДОБЫВАЮЩИХ СКВАЖИНАХ .................................................................	414

12

1. ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МИНИ ГЭС С УЧЕТОМ ОПЫТА ЗАРУБЕЖНЫХ СТРАН

Баглаева Е.А.

г. Тобольск, ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет» филиал ТюмГНГУ в г.Тобольске

e-mail: [e-mail]

Гидроэнергетика, которая основана на использовании возобновляемых энергоресурсов, сберегает народному хозяйству значительно количество органического топлива, что особенно важно в современных условиях при повышении цен на топливо.

Высокая эффективность производства электроэнергии на ГЭС определяется рядом факторов:

постоянная естественная возобновляемость ресурсов;

высокая производительность труда при эксплуатации;

низкая себестоимость электроэнергии на ГЭС;

комплексное использование водных ресурсов в интересах энергетики, ирриграции, речного транспорта, борьбы с наводнениями, водоснабжения, рекреации;

сравнительно меньшая потребность в сложном технологиче-

ском оборудовании.

Экономию трудовых ресурсов при эксплуатации ГЭС обуславливают:

значительно более высокая производительность труда по сравнению с ТЭС и АЭС;

высокая степень автоматизации производства;

отсутствие затрат на добычу, транспорт, переработку топлива и

удаление его отходов.

Высокая экономическая эффективность гидроэнергетики обусловлена отсутствием топливной составляющей себестоимости электроэнергии, слабой изнашиваемостью основных фондов, сравнительно меньшими расходами на заработную плату, совершенством технологического процесса.

Гидроэнергетическое строительство в России осуществляется с учетом транспортной реконструкции речной сети, развитие ирриграции, промышленного и коммунального водообеспечения, рыбоводства, уменьшения угрозы разрушительных наводнений.

В настоящее время на территории России работают 102 гидростанции мощностью свыше 100 МВт. Общая установленная мощность гидро-

13

агрегатов на ГЭС в России составляет примерно 45 млн кВт. При этом по экономическому потенциалу гидроэнергоресурсов Россия занимает второе место в мире, однако, по степени их освоения — 20 % — уступает практически всем развитым странам и многим развивающимся государствам. Так, во Франции и Швейцарии этот показатель превышает 90 %, Канаде и Норвегии — 70 %, США и Бразилии — 50%.

Остановимся на малой энергетике. Эта область энергетического производства занимается применением энергии водных ресурсов и гидравлических систем при помощи гидроэнергетических установок малой мощности (1-3000 кВт). В мире малая энергетика стала развиваться в последние десятилетия, это в основном связано со стремлением избежать экологического ущерба, который наносится водохранилищами крупных ГЭС, с возможностью гарантировать энергоснабжение в изолированных и труднодоступных районах, а также с небольшими затратами капитала при строительстве станций и скорого возврата инвестиций (до 5 лет).

Гидроагрегат малой ГЭС (МГЭС) включает в себя генератор, турбины и системы автоматического управления. По типу используемых гидроресурсов МГЭС делят на категории: новые русловые или приплотинные станции с водохранилищами небольших размеров; станции, работающие за счет скоростной энергии свободного течения рек; станции, применяющие существующие перепады уровней воды в разливных объектах водного хозяйства – от водоочистных комплексов до судоходных сооружений.

Приведем сравнение двух мини гидроэлектростанций, МГЭС на тросах и МГЭС по принципу водоворота. Проведем небольшой анализ сравнения, и выясним, какая из гидроэлектростанций имеет большее преимущество.

Мини-ГЭС на тросах, была разработана Калифорнийской компанией, которая разработала серию генераторов, которые могут преобразить малую гидроэнергетику, аппараты River Star. Эти аппараты представляют собой капсулированный модуль с поплавком для удержания ротора на заданной глубине, плавником – стабилизатором, медленно вращающейся крыльчаткой, генератором и преобразователем напряжения. Несколько таких капсул, погружаются в речной поток для создания МГЭС. Модули не требуют особых работ на дне реки, якорей и плотин. Держится такая цепь на паре натянутых поперек реки стальных тросов, которые находятся под водой. Мощность одной капсулы составляет 50 кВт, 20 таких блоков могут обеспечить электричеством 1 тысячу близлежащих домов. Модули можно устанавливать на реках с малой глубиной. Эффективность повышается от скорости потока и количество секций. Турбины маскируются колпаками, сделанными под вид островков с травой, больших камней или отмелей.

Мини-ГЭС по принципу водоворота – гравитационно-водоворотная станция. В этой ГЭС плотина по форме представляет собой цилиндр из бетона. Вода к цилиндру подходит по касательной, обрушиваясь в центре в

14

глубину, вследствие чего в центре цилиндра образуется водоворот вращающий турбину. Этот тип МГЭС наиболее оптимален для электростанций мощностью до 150 кВт. Хороший КПД появляется, начиная с перепада высот 0,7 м. КПД преобразования энергии падающей воды достигает 73%. Максимальная электрическая мощность такой мини-станции достигает 9,5 кВт. При действии такой МГЭС скорость вращения турбины низкая и для рыбы, попавшей в водоворот, лопасти колеса опасности не представляют. К тому же лопасти не рассекают воду, а поворачиваются синхронно с водоворотом. Стоимость образца МГЭС составляет 2500000 тыс. рублей.

Водоворот, образующийся в МГЭС, способствует терморегуляции в водоеме – увеличенная площадь контакта воды с воздухом приводит к ее охлаждению летом; зимой ГЭС продолжает работать подо льдом, наиболее плотная вода тяготеет к центру водоворота, по краям цилиндра образуется ледяная корка, которая выступает в роли утеплителя, не дающего слишком сильно охладиться центру.

При сравнении двух МГЭС, по мощности выигрывает МГЭС на тросах, по стоимости принцип водоворота. Их развитие гарантирует выработку энергии даже для удалѐнных от единой энергосистемы районов.

К недостаткам рассмотренных МГЭС можно отнести сезонность выработки электроэнергии, однако это может быть скомпенсировано в зимний период увеличением вытесняющей мощности тепловых электростанций за счѐт сезонного зимнего увеличения производства электроэнергии при увеличении объема потребления тепла.

В целом можно сделать вывод о том, что перспективы развития ми- ни-ГЭС в России существуют, в т.ч. и в Тюменской области, однако они сдерживаются из-за сильной зависимости от наличия и степени разработанности соответствующих технологий.

Литература

1.Кожевникова Н.Н. Управление в энергетике.-М.: Издательский центр

«Академия», 2003.-384 с.

2.Самсонов В.В., Вяткин М.А. Экономика предприятия энергетического комплекса.-М.: «Высшая школа»,2003.-416 с.

3.GIZMAG UA [Электронный ресурс]: Bourne Energy River Star, новый подход к гидроэнергетике. URL: http://www.gizmag.com/bourne- energys-riverstar-current-electricity-generators-the-new-face-o/8922/

4.Zeleneet Россия [Электронный ресурс]:Малая гидроэнергетика. URL: http://zeleneet.com/malaya-gidroenergetika/1810/

5.Energosovet Россия [Электронный ресурс]:Малая гидроэнергетика.

URL: http://www.energosovet.ru/entech.php?idd=36

15

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ СИНХРОННО-СИНФАЗНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОД НАГРУЗКОЙ

Бубнов А. В., Емашов В. А., Терехова К. В., Чудинов А. Н.

г.Омск, ФГБОУ ВПО «Омский государственный технический университет»

e-mail: [e-mail]

Синхронно-синфазные электроприводы (ССЭ) (рис. 1, где ФАПЧВ – контур фазовой автоподстройки частоты вращения, БЗЧ –блок задания частоты, БИД – блок импульсных датчиков, ИДЧ – импульсный датчик частоты, ДП – и датчик положения, ЛУС – логическое устройство сравнения, КУ – корректирующее устройство, ЭД – электродвигатель, ФР – фазирующийо регулятор, БОУР – блок определения углового рассогласования, БР

– блок регулирования, БОЧР – блок определения частотного рассогласования) находят широкое применение в авиационной и космической промышленности, робототехнике, информационно-измерительной технике и т.д.

Рис. 1. Обобщенная функциональная схема синхронно-синфазного электропривода

Существует большое количество различных технических решений по построению подсистем ССЭ и их основных узлов, однако, в основном, они достаточно сложны, допускают сбои и значительные погрешности при их использовании в электроприводе с широким диапазоном регулирования, что приводит к ухудшению точности и быстродействия ССЭ. В результате возникает необходимость в усовершенствовании алгоритмов и способов их работы на основе тщательного анализа происходящих в них процессов[1].

Целью статьи является исследование работы ССЭ под нагрузкой. Для проведения данного исследования была использована компью-

терная модель (рис. 2)[2].

16

Рис. 2. Компьютерная модель синхронно-синфазного электропривода.

Было проведено компьютерное моделирование системы при различных значениях Мн – момента нагрузки. Результатом моделирования процесса изменения значения нагрузки на валу (временные диаграммы и фазовые портреты работы системы с учетом изменения нагрузки на валу приведены на рисунках 3-5)

Рис. 3. Временные диаграммы работы системы управления БДПТ

17

Рис. 4. Временные диаграммы работы системы управления БДПТ

Рис. 5. Фазовые портрет работы системы управления БДПТ

Изменение суммарного времени регулирования в зависимости от изменения нагрузки на валу, показано в таблице 1.

Таблица 1.

Динамические показатели качества регулирования электропривода при фазировании

Значения Мн	Длительность пере-
,Н*м	ходного процесса, tp, с
0,0001	2,566
0,001	2,583
0,002	2,614

18

Из рисунков 3-5 и из таблицы 1, видно, что с уменьшением нагрузки на валу снижается время регулирования, что позволит уменьшить потери информации в сканирующей системе [2].

Полученные данные могут быть использованы для проектирования прецизионных синхронно-синфазных электроприводов.

Литература

1.Бубнов, А. В. Вопросы теории и проектирования прецизионных син- хронно-синфазных электроприводов постоянного тока: Монография.

– Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. – 225 с.

2.Бубнов, А. В. Квазиоптимальный по быстродействию синхронносинфазный электропривод для сканирующих систем : монография / А. В. Бубнов, В. А. Емашов, А. Н. Чудинов. – Омск : Изд-во ОмГТУ,

2013. – 120 с. : ил.

КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ СИНХРОННО-СИНФАЗНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Бубнов А. В., Емашов В. А., Чудинов А. Н.

г.Омск, ФГБОУ ВПО «Омский государственный технический университет»

e-mail: [e-mail]

Синхронно-синфазные электроприводы (ССЭ) находят широкое применение в сканирующих системах, в системах технического зрения современных робототехнических комплексов, системах автоматического визуального контроля продукции, копировальных установках, что обусловлено их высокими точностными показателями и широким диапазоном регулирования угловой скорости.

Синхронно-синфазный электропривод (рис. 1) реализован в виде двух контуров регулирования [1]: фазовой автоподстройки частоты вращения (ФАПЧВ) включающий в себя логическое устройство сравнения (ЛУС), корректирующее устройство (КУ), электродвигатель (ЭД) и импульсный датчик частоты вращения (ИДЧ), формирующий z импульсов за оборот вала электродвигателя; фазирования включающий в себя контур ФАПЧВ, импульсный датчик положения (ДП), и фазирующий регулятор (ФР) состоящий из блока определения углового рассогласования (БОУР) и блока регулирования угловой ошибки (БР).

19

Рис. 1. Структурная схема синхронно-синфазного электропривода

Целью статьи является разработка имитационной компьютерной модели ССЭ, учитывающей импульсный характер системы управления.

Ранее для научных исследований применялась имитационная компьютерная модель построенная на базе линеаризованной математической модели ССЭ. Исследования показали ограниченность данной модели. Данная проблема была решена разработкой имитационной компьютерной модели, учитывающей импульсный характер системы управления (рис.2).

В основе компьютерной модели синхронно-синфазного электропривода лежит модель контура фазовой автоподстройки частоты вращения , который отвечает за синхронизацию электропривода на заданной частоте. Адекватность модели ФАПЧВ была подтверждена [2] путем сравнения полученных в результате моделирования процесса синхронизации ССЭ с имеющимися экспериментальными данными [3].

Адекватность разработанной компьютерной модели синхронносинфазного электропривода (рис. 2) определялась путем сравнения, полученных в результате моделирования, фазовых портретов (рис. 3) и временных диаграмм (рис. 4, 5) работы ССЭ в режиме фазирования с имеющимися экспериментальными данными [3].

20