Текст книги "Энергетика глазами молодых (сборник)"

Кинетика метанового сбраживания в реакторах с периодической загрузкой

Жумагажинов А.Т. – аспирант, Федянин В. Я. – д.т.н., профессор Республика Казахстан, г. Семей, Государственный университет им. Шакарима РФ, Алтайский край, г. Барнаул ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова»

Для описания микробиологических процессов наиболее часто приводится система уравнений, основанных на зависимостях Михаэлиса-Ментен и Моно [1–4]. Скорость роста общей (недифференцированной по микроорганизмам) биомассы определяется уравнением:

 , (1)

где X – концентрация активной биомассы, кг (БВБ)/м³ (БВБ – беззольное вещество биомассы);

μ – удельная скорость роста, сут.^-1;

b – удельная скорость отмирания биомассы, сут.^-1

Удельная скорость роста зависит от концентрации субстрата по уравнению Моно:

 , (2)

где μ_m – максимальная удельная скорость роста, сут.^-1;

S – концентрация субстрата, кг ХПК/м³ (ХПК – величина химического потребления кислорода);

K_s – константа сродства субстрата S к биомассе X, кг ХПК/м³.

Скорость убыли субстрата:

 , (3)

где – экономический коэффициент, кг БВБ/кг ХПК. Этот коэффициент показывает, какая часть разложившегося субстрата непосредственно превращается в клеточную биомассу.

Система уравнений (1), (2), (3) не учитывает полисубстратность органических веществ (ОВ) и многовидовой состав микрофлоры.

Введем безразмерные переменные и параметры:

 , (4)

где S_вх – концентрация субстрата, загружаемого в метантенк.

Тогда исходные уравнения могут быть представлены в следующем виде:

 , (5)

 . (6)

Несмотря на сложность компонентного состава сбраживаемых органических веществ, который часто неизвестен, существует достаточно простое соотношение между количеством распавшегося органического вещества и количеством метана, который может при этом образоваться. Это связано с тем, что процесс метанового брожения протекает в отсутствии свободного кислорода, а значит при неизменной общей массе ХПК системы, распределяющейся на ХПК метана и ХПК образовавшейся биомассы микроорганизмов. Из этого следует:

 , (7)

где – объем образовавшегося метана (при нормальных условиях) в расчете на 1 м³ исходного субстрата, м³ CH₄/м³;

Хпк_б – ХПК от массы беззольного органического вещества микроорганизмов;

 – выход метана в расчете на один кг ХПК, м³ CH₄/кг ХПК,

 – суммарная концентрация биомассы (активная + отмершая).

Исходя из эмпирической брутто-формулы анаэробной биомассы C₅H₉O₃N [8] легко получить величину .

Образование одного моля метана соответствует уменьшению ХПК на 64 г. Отсюда .

Используя результаты решения системы дифференциальных уравнений (5), (6) и уравнения (7) получим теоретическую зависимость выхода метана в условиях, для которых проводились соответствующие эксперименты по определению практического предела сбраживания отходов КРС (линия 1) и свиней (линия 2) (рисунок 1). Из данного рисунка видно, что расчетные зависимости хорошо согласуются с результатами экспериментов [5].

Условия проведения процессов:

КРС: Хпк_s=1.4 [7], S_вх = 63 кг ХПК/м³, T=30˚C;

Свиньи: Хпк_s=1.2 [7], S_вх = 36 кг ХПК/м³, T=30˚C.

Кинетические параметры выбирались в соответствии с рекомендациями, изложенными в технической литературе:

 [6].

В связи с тем, что часть исходного органического вещества представляет собой лигнино-гумусовый комплекс, который в газообразовании не участвует, практический предел сбраживания выбирался с учетом рекомендаций [6]:

– для отходов КРС R_l= 0.656;

– для отходов свиней R_l= 0.761.

Константы K_s уточнялись из условия наилучшего согласования с результатами экспериментов и составили:

– для отходов КРС K_s= 270 кг ХПК/м³;

– для отходов свиней K_s= 130 кг ХПК/м³.

Рисунок 1 – Выход метана при длительном сбраживании отходов КРС (1) и свиней (2)

Выводы.

Хорошее согласование теоретических кривых с результатами экспериментов свидетельствует о том, что простая моносубстратная кинетическая модель может удовлетворительно описывать выход метана в анаэробных процессах.

Список использованных источников:

1. Заварзин Г. А. Трофические связи в метаногенном сообществе // Известия АН СССР. Сер.: Биология. – 1986. – № 3. – С. 341–360.

2. Гюнтер Л. И. Метантенки / Л. И. Гюнтер, Л. Л. Гольдфарб – М.: Стройиздат, 1991. – 128 с.

3. Васильев В. Б. Имитационная модель анаэробного разложения органических веществ сообществом микроорганизмов. Основные уравнения / В. Б. Васильев, В. А. Вавилин, С. В. Рытов, А. В. Пономарев // Водные ресурсы. – 1993. – Т. 20. – № 6. – С. 714–725.

4. Заварзин Г. А. Моделирование метаногенного сообщества / Г. А. Заварзин, В. В. Калашников, В. В. Кевбрин, С.Т. Петров // Известия академии наук СССР. Серия биологическая. – 1990. – № 1.

5. Баадер И. Биогаз: теория и практика / И. Баадер, Е. Доне, М. Бренндерфер; пер. с нем. с пред. М. И. Серебрянного. – М.: Колос, 1982. – 148 с.

6. Гюнтер Л. И. Метантенки / Л. И. Гюнтер, Л. Л. Гольдфарб. – М.: Стройиздат, 1991. – 128 с.

7. Маринин В. Д. Экономические проблемы использования безотходных технологий. – М.: НИИУ, 1992

8. Калюжный С. В. Анаэробная биологическая очистка сточных вод / С. В. Калюжный, Д. А. Данилович, А. Н. Ноженкова // Итоги науки и техники. Сер.: Биотехнология. – М.: ВИНИТИ, 1991. – Т. 29. – С. 156.

Полупроводниковое устройство регулирования трехфазного асинхронного электродвигателя

Королёв Д. А., Титова А. А. – студенты группы 8Э-63, Еремочкин С. Ю. – к.т.н., доцент. РФ, Алтайский край, г. Барнаул, ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова»

Для электроснабжения потребителей в сельской местности и в отдаленных районах, в основном, используется однофазная сеть переменного тока. Причина заключается в том, что плотность электрической нагрузки в деревнях и селах значительно ниже, чем в городах и при подводе трехфазной сети переменного тока возникает значительный перерасход металла проводов. Согласно статистическим данным, количество абонентов в сельской местности Алтайского края составляет:

– частный сектор с однофазной системой электроснабжения – 269337 абонентов;

– частный сектор с трехфазной системой электроснабжения – 12162 абонента.

Таким образом видно, что подавляющее число абонентов лишены трехфазной системы электроснабжения [1].

Однако, трехфазные асинхронные электродвигатели, для которых необходима трехфазная сеть питания, достаточно широко используются абонентами, имеющими однофазную систему электроснабжения [2]. Асинхронные двигатели незаменимы в приводах токарных и сверлильных станков, циркулярных пил пилорам [3]. Следовательно, для запуска и работы трехфазного электродвигателя, при питании от однофазной сети, необходимо специальное устройство. Схема предлагаемого устройства изображена на рисунке 1.

На рисунке 1 изображены следующие обозначения:

– Ф,0 – фаза и «ноль» питающей однофазной сети;

– VDS1 – диодный мост;

– С₁ – фильтрующий полярный конденсатор;

– VD1-VD6 – силовые диоды;

– T1-T6 – силовые тиристоры;

– С1-С6 – начала и концы обмоток статора двигателя;

– VT1-VT6 – силовые транзисторы;

– 1 – 24 – выводы на схему управления.

Рисунок 1 – Принципиальная схема предлагаемого преобразователя

В работе устройства используется принцип векторно-алгоритмического управления, а именно построение векторных диаграмм. Работа устройства основывается на последовательном включении транзисторов и силовых тиристоров. Схема отличается высокими энергетическими показателями, простотой и надежностью. Кроме того, данная схема позволяет снимать с ротора электродвигателя практически полную его мощность [4].

На рисунке 2 изображена векторно-алгоритмическая диаграмма вращения поля статора.

Рисунок 2 – Векторно-алгоритмическая диаграмма вращения поля статора

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет значительно снизить расходы на изготовление и обслуживание схемы управления трехфазным асинхронным электродвигателем, при этом устройство является простым в эксплуатации и имеет высокую степень надежности.

Список использованных источников:

1. Еремочкин, С. Ю. Повышение эффективности мобильных машин в апк на основе векторно-алгоритмического управления электродвигателем [Текст]: дис…..канд. техн. наук: 05.20.02 / С. Ю. Еремочкин. – Барнаул, 2014. – 151 с.

2. Брускин Д. Э. Электрические машины: Учеб. для электротехн. спец. вузов /Д. Э. Брускин, А. Е. Зорохович, В. С. Хвостов. – Ч. 1: – 2 – е изд. М.: Высш. шк., 1987. – 319 с.

3. Применение трехфазных асинхронных двигателей [Электронный ресурс]. – 2016. – Режим доступа: http://edu.sernam.ru/book_elt.php?id=76

4. Пат. № 157687 Российская Федерация, МПК H02P25/04(2006.01), H02P21/10 (2006.01). Широкополосный частотный регулятор скорости для трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя [Текст] / М. И., С. Ю., Королёв Д. А., Титова А. А.; и патентообладатель ВПО. – 2015116577/07; заявл. 29.04.2015;. 10.12.2015

Создание эффективных систем энергоснабжения с использованием возобновляемых источников энергии Алтайского края

Крюков Д. Н. – аспирант, Федянин В. Я. – д.т.н., профессор РФ, Алтайский край, г. Барнаул ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова»

Алтайский край входит в группу регионов с низкой электроемкостью и низким уровнем душевого ВРП. Половина населения проживает в сельских населенных пунктах. Для теплоснабжения сельское население в основном использует каменный уголь (86 %). Среднее годовое потребление топлива составляет около 5,4 т у.т. в расчете на одного человека. При этом производство тепловой и электрической энергии осуществляется в котельных и на тепловых электрических станциях, использующих ископаемое топливо. В связи с техническим несовершенством большой части используемого энергетического оборудования, условиями доставки топливно-энергетических ресурсов, значительными потерями топлива при его транспортировке и хранении можно отметить низкий уровень использования потенциальной энергии топлива. Также использование органического топлива в подавляющем большинстве технологических установок сопряжено с разносторонним локальным и глобальным воздействием на окружающую среду. Сложившаяся система теплоснабжения является источником загрязнения окружающей среды пылью, окислами серы и углерода.

Это воздействие приводит к возникновению парникового эффекта и является причиной закисления почвы и воды, а также других необратимых процессов. Кроме того, органическое топливо относится к невозобновляемым источникам энергии, поскольку темпы их потребления в настоящее время значительно превышают скорость образования (возобновления).

В то же время учёные констатируют усиление тенденции к потеплению климата. Прогнозируется повышение на 1,3–1,5 °C средней температуры на планете к 2020 году. Спектр пагубных тенденций может быть очень широким: от повышения уровня Мирового океана на 30-100 см до изменения климатических систем перераспределения осадков [3].

Углекислый газ (СО2) является парниковым газом, оказывающим наибольшее влияние на климат (примерно 50 %). Согласно докладу Межправительственной группы экспертов ООН по изменению климата, после 1750 года отмечается рост концентрации СО2 в атмосфере на 35 % [4].

Именно концентрация антропогенных парниковых газов (прежде всего, углекислого газа) в атмосфере существенно изменилась в течение последнего столетия в результате деятельности человека, то есть в век углеводородного топлива, что доказано изотопным и корреляционным анализами [3].

Для оценки тенденции загрязнения окружающей среды определены объемы текущих антропогенных выбросов парниковых газов в Алтайском крае при стационарном сжигании топлива для сектора «Энергетика» и сжигания топлива мобильными источниками сектора «Транспорт». Расчеты произведены в соответствии с утвержденными распоряжением Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 16.04.2015 № 15-р Методическими рекомендациями по проведению добровольной инвентаризации объема выбросов парниковых газов в субъектах Российской Федерации [5].

Для пересчета массовых выбросов индивидуальных газов в СО2-эквивалент использовались специальные пересчетные коэффициенты, отражающие сравнительную интенсивность парникового эффекта, создаваемого этими газами в атмосфере Земли – потенциалы глобального потепления.

При проведении оценки объемов выбросы парниковых газов от сжигания различных видов топлива стационарными источниками рассчитаны по видам экономической деятельности. Расчет выбросов парниковых газов осуществлялся по формуле:

Ei = Ai х EFj, (1)

где Ei – выброс в атмосферу i-ого газа;

Аi – количественная характеристика деятельности за год, приводящая к выбросу;

EFj – коэффициент выброса для j-ого топлива.

Таблица 1 – Совокупный объем выбросов углекислого газа СО2 в 2015 году

Из расчетов видно, что выбросы CO2 в 2015 году составили 16 946,29 тыс. тонн, что составляет 90,8 % к уровню 2007 года (18 668,50 тыс. тонн). В том числе это связано с реализацией в Алтайском крае государственной программы «Энергоэффективность и развитие электроэнергетики» на 2015–2020 годы».

На территории Алтайского края отсутствуют значительные запасы ископаемых видов топлива, при этом стоимость электрической энергии – одна из самых высоких в Сибирском Федеральном округе. С учетом того, что уголь, природный газ и нефтепродукты ввозятся в Алтайский край из других субъектов Российской Федерации, необходимо отметить зависимость энергетики региона от привозного топлива.

В связи с этим стратегическое направление «Использование возобновляемых источников энергии», определенное энергетической стратегией Алтайского края, приобретает особое значение для региона. Основными привлекательными чертами использования возобновляемых источников энергии является их доступность, отсутствие потребности в топливе при эксплуатации таких источников энергии и их экологическая чистота [1].

Использование таких систем энергоснабжения будет способствовать снижению воздействия на окружающую среду и повышению эффективности энергоснабжения сельских населенных пунктов края. Одним из главных условий эффективного, устойчивого ведения сельского хозяйства, закрепления населения является стабильное и надежное энергообеспечение и, прежде всего, устойчивое обеспечение сельских жителей электрической энергией и эффективными системами теплоснабжения взамен традиционных отопительных печей и неэффективных малых котельных [2], оказывающих негативное воздействием на окружающую среду.

Перспективными для использования на территории края являются энергия ветра, солнца, малых рек и переработка отходов сельского хозяйства.

Таблица 2 – Ресурсы возобновляемых источников энергии Алтайского края, млн. т у.т./год [2]

Алтайский край традиционно занимает высокие позиции среди субъектов Российской Федерации по объему производства продуктов животноводства и 1-ое место в Российской Федерации по посевной площади зерновых и зернобобовых культур. Поэтому перспективным направлением может стать использование биомассы для производства тепловой и электрической энергии, а также экологически чистых минеральных удобрений.

Уже сегодня в крае котельные ряда предприятий используют биотопливо:

Поспелихинский район – 10 котельных общей тепловой мощностью 25,3 Гкал/ч используют биотопливо с 2013–2014 годов, годовая потребность древесного топлива 7701,8 т.у.т. или 28954 куб. м;

Угловский район – котельная общей тепловой мощностью 1,29 Гкал/ч использует биотопливо с 2010 года, годовая потребность древесного топлива 448 т.у.т. или 1684 куб. м;

Рубцовский район – 5 котельных общей тепловой мощностью 15,7 Гкал/ч используют биотопливо с 2013 года, годовая потребность древесного топлива 13319,6 т.у.т. или 50073 куб. м;

Тальменский район – котельная общей тепловой мощностью 2,4 Гкал/ч использует биотопливо с 2009 года, годовая потребность древесного топлива 975,3 т.у.т. или 3667 куб. м.

Стоит отметить, что для указанных котельных в качестве основного топлива используется древесная щепа. Как правило, вблизи таких котельных находятся деревоперерабатывающие предприятия, для которых древесная щепа является отходами производства.

Ряд предприятий в Алтайском крае производит топливные гранулы, топливные брикеты, пеллеты:

ОАО «Бийская льняная компания», г. Бийск, с 2009 года производит топливные брикеты из костры (отходы льняного производства). В 2015 году было произведено 2 122 тонн топливных брикетов, из которых около 60 % было использовано котельной ОАО «Бийская льняная компания» для отопления административного и производственного корпусов предприятия. Оставшаяся часть топливных брикетов приобретена потребителями г. Бийска.

ООО «Алтай-Форест», Тальменский район, с. Ларичиха, с 2010 года производит пеллеты из древесных опилок и стружки. В 2015 году было произведено 9 345 тонн пеллет, из которых основную часть приобрели компании Алтайского края, Новосибирской, Омской, Томской областей, около 1 % реализовано потребителям Республики Казахстан.

Основным фактором, способствующим использованию биотоплива в качестве альтернативы традиционным видам (уголь, газ), является наличие на предприятиях большого количества собственных отходов крупяного, древесно-стружечного, льняного и иного производства. В таком случае предприятиям становится выгодно не утилизировать отходы, а перерабатывать в топливные брикеты, пеллеты и др. как для собственных нужд, так и для реализации.

Также важно отметить, что в крае реализовано несколько проектов теплоснабжения жилых домов с применением тепловых насосов, использующих низкопотенциальное тепло поверхностных слоев Земли. Модернизация систем теплоснабжения с применением тепловых насосов позволит существенно улучшить показатели их эффективности и снизить антропогенную нагрузку на окружающую среду.

Использование в Алтайском крае возобновляемых источники энергии способно обеспечить решение энергетических и социальных проблем региона. Кроме того, их применение обеспечит сокращение выбросов углекислого газа и продуктов горения в окружающую среду.

Современные установки, на базе возобновляемых источников энергии, могут повысить надежность систем электроснабжения на основе радиальных линий электропередачи 0,4/10 кВ, снизить величину потерь электрической энергии, за счет снижения величины ее перетока из энергосистемы. При этом реализацию проектов энергоснабжения, использующих возобновляемых источники энергии, целесообразно осуществлять с учетом расчёта экономической эффективности тех или иных технических решений.

Список использованных источников:

1. Энергетическая стратегия Алтайского края на период до 2020 года: цели, приоритеты и задачи развития ТЭК [Текст] / А.М. Карасевич, А.Б. Карлин и др. – М: Страховое ревю, 2009. – 136 с.

2. Федянин В. Я. Инновационные технологии для повышения эффективности Алтайской энергетики [Текст]: монография / В. Я. Федянин, В.А. Мещеряков. – Барнаул: Изд-во ААЭП, 2010. – 192 с.

3. Белоусов В. Н., Смородин С. Н., Лакомкин В. Ю. Энергосбережение и выбросы парниковых газов (СО2): учебное пособие/ СПбГТУРП. – СПб., 2014. – 52 с.

4. МГЭИК, 2007: Изменение климата, 2007 г. Обобщающий доклад. Вклад рабочих групп I, II, III в Четвёртый доклад об оценке 52 Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Пачаури Р.К, Райзингер А. и основная группа авторов (ред.)]. МГЭИК, Женева, Швейцария. – 104 с.

5. Распоряжение Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 16.04.2015 № 15-р [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.altstu.ru/media/f/ Rasporyazhenie-Pr-va-RF-15-r-ot-16-04-2015-_utv-metod-rekomend.pdf – Загл. с экрана.

Вентиляционные агрегаты метрополитена

Логутенко Н. С. – студент группы ЭММ-63, Бирюков В. В. – к.т.н., доцент РФ, Новосибирская область, г. Новосибирск, ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный технический университет»

Современный метрополитен – это сложный транспортный комплекс, который оснащен различным электротехническим оборудованием.

С развитием метрополитена:

− увеличивается протяженность тоннелей;

− растет количество станций;

− увеличивается нагрузка на транспортировку пассажиров.

Все оборудование подстанции выделяет вредные вещества и ухудшает состояние внутренней атмосферы. Состояние микроклимата оказывает влияние на:

− самочувствие пассажиров;

− здоровье и работоспособность сотрудников метрополитена.

Поэтому возникает необходимость в надежной и бесперебойной работе системы вентиляции.

Вентиляция – это важнейший объект жизнеобеспечения подземных сооружений. Она необходима для обеспечения регламентированных параметров воздушной среды. И выполняет две основные задачи: подает свежий и извлекает отработанный воздух.

Проветривание станций метрополитена может осуществляться с помощью:

− сквозной вентиляцией при открывании и закрывании дверей и перемещении пассажиропотока;

− поршневого эффекта, который достигается при движении поездов по перегонам;

− принудительной вентиляции – вентиляционными агрегатами.

В состав вентиляционной установки входят:

− вентилятор;

− электрический привод;

− система автоматического управления;

− контрольно-измерительная аппаратура.

Общий вид вентилятора метрополитена представлен на рисунке 1.

а)

б)

Рисунок 1 – Вентилятор ВОМД-24: а) общий вид; б) ротор

Вентиляционные агрегаты являются крупными потребителями электрической энергии на метрополитене.

Энергия, которую потребляют электроприемники, содержит активную P и реактивную Q составляющие.

Активная составляющая энергии расходуется на совершение полезной работы. Она преобразуется в необходимые формы энергии.

А реактивная составляющая энергии необходима для создания электромагнитного поля. Оно обеспечивает нормальный режим работы приёмников. Приемники в свою очередь обладают реактивной составляющей электрического сопротивления цепей.

Соотношение между активной Р и полной S мощностями потребляемой энергии характеризуется величиной, которая называется коэффициентом мощности.

На рисунке 2 показан треугольник мощностей

Рисунок 2 – Треугольник мощностей

Коэффициент мощности более известен как cosφ и вычисляется по формуле [1]:

 (1)

где P – активная мощность потребителя, Вт;

Q – реактивная мощность потребителя, Вар;

S – полная мощности потребителя, ВА.

Циркуляция реактивной составляющей энергии между источником и потребителем приводит к возрастанию потерь в питающей сети. Увеличение реактивной энергии ведет к снижению коэффициента мощности. А это дополнительно нагружает все элементы цепи.

Функционирование вентиляционных агрегатов оказывает влияние на качество потребляемой электрической энергии. Требования к качеству электрической энергии, которые сформулированны соответствующим ГОСТом, довольно жёсткие.

В качестве электропривода осевых двухступенчатых вентиляторов используются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Одним из недостатков таких двигателей является низкое значение cosφ в неноминальном режиме работы. Помимо этого, асинхронные двигатели чувствительны к колебаниям питающего напряжения. Такие колебания вызывают дополнительный нагрев двигателей[3].

Высшие гармоники вызваны обусловленной работой питающих двигатели преобразователей. Гармоники являются причиной таких колебаний и негативным образом сказываются на качестве электроэнергии.

Например, действующее эксплуатационное значение КПД тоннельных вентиляторов находится в пределах 0,22-0,33. Иначе говоря, 75 % потребляемой метрополитеном электрической энергии тратится нерационально. Что свидетельствует о неэкономичной работе установок. Из этого можно сделать вывод о том, что питающие вентиляционные агрегаты трансформаторы также недогружены. И в силу специфики их характеристик потребляют большое количество реактивной энергии. Что вызывает снижение общего коэффициента мощности.

Низкое значение cosφ сопровождается:

– искажением кривых токов и напряжений;

– увеличением протекающего в цепях тока, потерь и потребляемой энергии;

– снижением уровня питающего напряжения сторонних потребителей.

Возможные пути решения данных проблем:

– установка модернизированных вентиляторов.

Целесообразно при проектировании новых станций метрополитена. Отличительная особенность таких вентиляторов заключается в более простом конструктивном исполнении:

– наличие одного рабочего колеса;

– отсутствие входных и выходных направляющих аппаратов;

– исключение вала (рабочее колесо крепится на вал электродвигателя специального исполнения);

– оригинальное исполнение крепления лопаток рабочего колеса, позволяющего исключить риск соморазворота при работе.

– установка менее мощного двигателя на существующих вентиляторах;

Неправильный выбор мощности двигателя может привести к быстрому выходу установки из строя вследствие работы на предельных режимах.

– использование активных компенсаторов реактивной энергии.

Такое решение позволит существенно уменьшить не только сдвиг по фазе между током и напряжением. Но и подавить высшие гармоники [2].

Данное устройство состоит из конденсаторных батарей и ключевых элементов. Конденсаторные батареи являются источником реактивной энергии. В таких устройствах в качестве ключевых элементов используются IGBT-транзисторы. Транзисторы управляются микроконтроллером. Микроконтроллер обрабатывает информацию о режиме работы вентиляционного агрегата на основе сигналов, которые получены с датчиков.

Главным функциональным назначением компенсатора является:

– повышение коэффициента мощности и поддержание его на заданном уровне;

– улучшение формы кривой тока;

– снижение полной потребляемой мощности;

– снижение потерь в электрических цепях, которые питают вентиляционный агрегат.

Значение cosφ системы с компенсатором реактивной мощности может достигать величины 0,97…0,98 [1].

Величина мощности, которая развивается вентиляционными агрегатами метрополитена, зависит от его производительности. Производительность в конечном итоге определяется пассажиропотоком.

На рисунке 3 приведены кривые мощности (S) и пассажиропотока (ПП), которые характерны для новосибирского метрополитена.

Рисунок 3 – Кривые развиваемой агрегатами мощности и пассажиропотока

В заключении хотелось бы добавить, что повысить энергоэффективность вентиляционной системы можно с помощью автоматизированной системы управления.

Такая система позволяет:

– быстро и качественно оценивать ситуацию на подстанциях (микроклимат на станции, пассажиропоток, сезонность, время суток);

– регулировать работу вентиляционных агрегатов.

Кроме того, аналогичные мероприятия могут использоваться и в горнодобывающей промышленности.

Список использованных источников:

1. Нос О. В. Методы анализа и синтеза трехфазных систем с активными силовыми фильтрами в гиперкомплексном пространстве: дисс. докт. техн. наук: 05.09.03. [Текст] – Новосибирск, 2015. – 385 с.

2. Мельников М. А. Электроснабжение промышленных предприятий: учеб. пособие. [Текст] – Томск: Изд. ТПУ, 2000. – 144 с.

3. Тимофеев А. С. Компенсация реактивной мощности: учеб. пособие. [Текст] – Новокузнецк: Изд. СибГИУ, 2010. – 66 с.