Состояние вопроса. При выполнении технологического расчета водоподготовительных установок для ТЭС и АЭС необходимо определять показатели качества технологических вод после ступеней обработки. Основные трудности при этом возникают при расчете концентраций слабых электролитов, так как они находятся в химическом равновесии со всеми формами диссоциации. В настоящее время для расчета используют для каждого вида обработки либо упрощенные модели, либо методики, сводящиеся к решению сложной вычислительной задачи.

Состояние вопроса. Снижение потерь тепла в окружающую среду для энергетических установок является одним из основных путей энергосбережения, которое относится к приоритетным направлениям развития науки, техники и технологий Российской Федерации. С конденсаторами турбоустановок связаны существенные резервы повышения эффективности работы оборудования, так как с охлаждающей водой может отводиться в окружающую среду более 50 % энергии топлива.

Состояние вопроса. Основным технологическим оборудованием для производства хлеба и кондитерских изделий являются хлебопекарные печи. Широкое распространение получили топливные ротационные печи, в которых источником тепла является теплогенератор. Зачастую тепловые режимы печей характеризуются повышенными затратами топлива и тепловой энергии, которые зависят от эффективности работы теплогенератора.

Состояние вопроса. Осциллирующие течения с возвратно поступательным потоком встречаются в различных инженерных приложениях. На сегодняшний день механизмы осциллирующих течений изучены недостаточно. Осциллирующие течения могут создаваться искусственно для повышения теплообменного оборудования за счет интенсификации теплообмена. В связи с этим представляет интерес исследование характеристик потока и теплообмена пучка труб при осциллирующем потоке.

Состояние вопроса. Ввиду того что манипуляционные роботы могут иметь несколько каналов управления, а их нелинейные взаимосвязи координат приводят к внутренним параметрическим возмущениям, наряду с вариациями механических параметров эффективным способом улучшения качества управления такими объектами представляется применение грамианных методов синтеза робастных систем автоматического управления.

Состояние вопроса. Интенсификация сушки влажных капиллярно-пористых тел и их структурно-деформационные преобразования во многом определяются внутренним механизмом переноса влаги в высушиваемом материале. Исследованию массопроводности различных тел посвящены работы А.В. Лыкова, С.П. Рудобашты, Б.С. Сажина, Э.Н. Очнева, Н.В.

Состояние вопроса. Технология синхронизированных векторных измерений нашла широкое применение в энергосистеме РФ для фиксации параметров установившихся электроэнергетических режимов и регистрации электромеханических переходных процессов. Исследованию аспектов определения места повреждения по данным синхронизированных векторных измерений посвящены главным образом зарубежные публикации.

Состояние вопроса. Импульсная корона имеет существенное влияние на расчеты молниезащиты воздушной линии. Эффектом импульсной короны при расчете переходного процесса во время удара молнии в ВЛ часто пренебрегают из-за сложности ее моделирования. Вопрос влияния импульсной короны на работу нелинейных ограничителей перенапряжения, устанавливаемых на ВЛ, недостаточно изучен. Целью исследования является оценка энергетических характеристик линейных ограничителей перенапряжения с учетом в расчетах импульсной короны на ВЛ.

Состояние вопроса. Организация требуемого нормативными документами качества микроклимата в главном корпусе ТЭС необходима для оптимального ведения технологического процесса и соблюдения требований охраны труда. В связи с этим получение информации о параметрах микроклимата является актуальной задачей.

Материалы и методы. Параметры микроклимата в главном корпусе ТЭЦ получены путем проведения пассивного эксперимента при помощи современных измерительных приборов.

Состояние вопроса. Учеными ИГЭУ были разработаны энергосберегающие конструкции оконных блоков с теплоотражающими экранами, осуществлены их испытания в климатической камере, а также выполнено имитационное моделирование процесса теплопередачи через данные конструкции.

Состояние вопроса. В настоящее время в технике широкое применение находят различные датчики магнитного поля, расположенные на расстоянии от источника сигнала. Разработка и оптимизация конструкций таких датчиков зачастую выполняется при помощи компьютерного моделирования, требующего не только больших вычислительных ресурсов, но и существенных временных затрат. В связи с этим актуальными являются разработка и использование специальных методов по уменьшению временных затрат на моделирование указанных преобразователей.

Состояние вопроса. Известные методы оценки положения в приводах на базе синхронных двигателей с инкорпорированными магнитами имеют существенные ограничения по точности и помехоустойчивости на высоких частотах основной гармоники напряжения.

Состояние вопроса. Высокие потенциальные возможности систем управления с регуляторами состояния могут быть реализованы только при наличии средств автоматической настройки. Так как настройка проводится в режиме реального времени, предъявляющем повышенные требования к быстродействию, для снижения ее длительности предлагается использовать искусственную нейронную сеть. Однако в условиях воздействия помех в каналах измерения качество идентификации параметров объекта управления существенно снижается.

Состояние вопроса. Снижение потерь тепла с уходящими газами энергетических установок является одним из перспективных направлений решения проблемы энергосбережения, которая относится к приоритетным направлениям развития науки, техники и технологий РФ. Конструкции конденсационных теплоутилизаторов в промышленности и энергетике позволяют, наряду со снижением тепловых потерь с уходящими газами, значительно уменьшить и потери влаги в атмосферу.

Состояние вопроса. Известна скалярная постановка задачи регуляризации материальных потоков применительно к газотурбинным установкам, позволяющая учитывать предельно допустимую суммарную невязку балансов по массе и энергии, а также максимальное отклонение скорректированных по результатам балансировки значений параметров от их исходных значений. При этом отсутствует возможность учета индивидуальных нормируемых метрологических характеристик средств измерения, используемых для получения исходных значений контролируемых параметров.

Состояние вопроса. В последнее время все более очевидны преимущества и перспективы применения поршневых газовых двигателей внутреннего сгорания для комбинированной выработки электрической и тепловой энергии. Диапазон единичных мощностей ГПУ составляет от 0,1 до десятков МВт, что делает их более привлекательными при проектировании различных энергообъектов. Большинство марок ГПУ может работать в режиме когенерации, то есть как теплоэлектроцентраль, вырабатывающая одновременно электрическую и тепловую энергию.

Состояние вопроса. Гранулирование становится все более привлекательной технологией для энергетического использования биомассы. Проблема поиска подходящего метода уплотнения различных видов биомассы существует на протяжении десятилетий. Целью исследования является подбор оптимального режима производства гранул из торфяного топлива.

Состояние вопроса. Сжигание биотоплива в кипящем слое является привлекательной технологией утилизации биомассы. Однако технология сжигания биомассы в кипящих слоях характеризуется рядом проблем, связанных с агломерацией материала слоя.

Состояние вопроса. В настоящее время в нашей стране твердое топливо на промышленных ТЭЦ, как правило, сжигается слоевым или факельным способом в котлах с выработкой пара, который направляется в паровую турбину. Данная технология выработки тепловой и электрической энергий характеризуется относительно низким КПД и значительными выбросами загрязняющих веществ в атмосферу.

Состояние вопроса. К приоритетным направлениям научно-технической политики Российской Федерации относятся исследования в области энерго- и ресурсосберегающих технологий при производстве тепловой и электрической энергии. Одним из возможных путей реализации данного направления на тепловых и атомных электростанциях является повышение эффективности функционирования систем оборотного охлаждения.

Состояние вопроса. На оконные блоки приходятся самые большие удельные трансмиссионные тепловые потери в зданиях. Среди существующих технологий по повышению тепловой защиты окон особый интерес представляет применение перемещаемых теплоотражающих экранов и фотоэлектрических солнечных батарей.

Состояние вопроса. В настоящее время для мощных регулируемых электроприводов переменного тока с частыми динамическими режимами стандартным решением стало применение преобразователей частоты с активными выпрямителями. К достоинствам данных преобразователей относят возможность рекуперации энергии торможения в питающую сеть, а также, как заявлено производителями преобразовательной техники, лучшую электромагнитную совместимость с питающей сетью.

Состояние вопроса. Существующие тепловые модели асинхронных двигателей либо требуют большого количества вычислений и исходных данных, либо обладают недостаточной точностью. В связи с этим актуальным является создание методик теплового расчета электрических двигателей, обладающих достаточной точностью при небольшом количестве вычислений.

Состояние вопроса. Перспективным вариантом оптимизации технико-экономических характеристик электропривода переменного тока является его построение на основе исполнительного синхронного двигателя с увеличенным числом фаз статорной обмотки. Однако специфика m-фазного (m > 3) синхронного двигателя, определяемая переносом энергии целым спектром пространственных гармоник поля, ставит задачу построения электромеханической системы, учитывающей эту особенность.

Состояние вопроса. АЭС, как источники энергоснабжения, характеризуются низкой маневренностью. Данный факт обостряет проблему баланса генерируемой и потребляемой мощности в энергосистеме при использовании АЭС в качестве источника энергии. Данная проблема особенно актуальна для изолированных энергосистем. Одним из способов повышения маневренности АЭС является использование аккумуляторов теплоты непосредственно в схеме АЭС.

Состояние вопроса. Получение точных аналитических решений задач теплопроводности с переменным начальным условием представляет большие математические трудности. Известные решения выражаются громоздкими функциональными рядами, плохо сходящимися в области малых значений временной и пространственной переменных. В связи с этим получение более простых и эффективных решений указанных задач является актуальной проблемой.

Состояние вопроса. Участие выпускников вузов в проектировании электроприводов подразумевает наличие у них знаний и навыков по разработке программного обеспечения микроконтроллеров, используемых в современных системах управления электроприводами. Публикации на эту тему затрагивают вопросы отдельных учебных курсов или методов обучения, а под лабораторными стендами подразумеваются отладочные платы. Зачастую также фрагментарно строится и учебный процесс.

Состояние вопроса. Значительное отклонение кривой напряжения от синусоидальной в некоторых действующих линиях электропередачи энергосистемы Иркутской области является проблемой для обеспечения качества электроэнергии и надежности сети. Целью настоящего исследования является разработка организационно-технических мероприятий по устранению резонансных явлений на частотах высших гармоник в действующей электрической сети 35 кВ, подключенной к тяговой подстанции.

Состояние вопроса. Карьерные самосвалы грузоподъемностью 90 тонн и более оснащают электромеханической трансмиссией, управляющей тяговыми электродвигателями ведущих колес. Неблагоприятные условия работы самосвалов предъявляют повышенные требования к безопасности движения по грунтовым технологическим дорогам разрезов. Результаты испытаний и опыт сопровождения карьерных самосвалов БЕЛАЗ показали, что система активной безопасности особенно востребована и оказывает существенную помощь водителю.

Состояние вопроса. При регулировании газотурбинных установок необходимо быть уверенным в стабильном процессе горения в камерах сгорания с учетом динамики процессов и изменений внешних климатических факторов.

Состояние вопроса. В настоящее время существуют различные методики для определения температуры точки росы для влажного воздуха и продуктов сгорания отдельных видов топлива, что особенно важно при проектировании систем глубокого охлаждения дымовых газов на котельных установках, которые не учитывают состав конкретного вида топлива. В связи с этим актуальной является разработка простой методики расчета этой величины, в частности, при использовании природного газа в качестве топлива.

Состояние вопроса. Существующие имитационные модели силовых трансформаторов, функционирующие, например, в среде MATLAM Simulink SimPowerSystem, строятся на основе модели идеального трансформатора, что позволяет использовать данную модель в качестве автономного звена сложной электрической цепи. Главный недостаток таких моделей состоит в сложности учета при моделировании нетиповых исполнений магнитопровода и специальных схем соединения элементов обмотки.

Состояние вопроса. В настоящее время при разработке моделей автоматического распознавания речи для специализированных предметных областей, в частности для объектов энергетики, используются архитектуры глубоких нейронных сетей, которые требуют большого объема обучающих данных. При этом модели часто оказываются слабо пригодными для эксплуатации в конкретных информационных системах из-за некачественного распознавания специализированной предметной лексики.

Состояние вопроса. Для повышения надежности и экономичности функционирования электроэнергетических систем важно использовать актуальные значения параметров моделей их элементов, в частности синхронных генераторов. Технология синхронизированных векторных измерений потенциально предоставляет возможность идентифицировать фактические параметры моделей синхронных генераторов с помощью измерений в установившихся и переходных режимах электроэнергетических систем без отключения генераторов от сети и проведения специализированных испытаний.

Состояние вопроса. Одним из основных средств автоматизации объектов электроэнергетики является определение места повреждения на воздушных линиях электропередачи. Своевременное устранение и организация ремонтно-восстановительных работ для ввода линий электропередачи в работу требуют высокой точности определения места повреждения. В ИГЭУ разработаны методы определения места повреждения по параметрам аварийного режима, использующие данные от электронных (цифровых комбинированных или оптических) измерительных трансформаторов.

Состояние вопроса. Сложные модели при высоком качестве получаемых результатов являются, как правило, более затратными с точки зрения квалификации разработчиков и вычислительных ресурсов. При выполнении технологических расчетов часто не требуется подробного и чрезмерного детального описания объекта, а точность получаемых результатов не должна быть выше точности используемых измерительных приборов.

Состояние вопроса. Вопросы переработки сыпучих материалов в энергетике, фармакологии и химической индустрии занимают важное место. Новые технологии зачастую формируют новые требования к гранулометрическим характеристикам отдельных компонентов порошков и их смесям. Часто компоненты смеси различаются по своим свойствам и размерам зерен, в связи с чем для получения порошков с заданными технологическими свойствами требуется многостадийная переработка данных смесей.

Состояние вопроса. Во время работы энергетического оборудования происходит его износ, который становится причиной снижения надежности и эффективности, неплановых остановов и аварий. На данный момент одним из перспективных направлений, позволяющих контролировать и анализировать техническое состояние энергетического оборудования, является предиктивная аналитика. В рамках предиктивной аналитики последовательно решаются задачи локализации отклонений технологических параметров и идентификации аномалий в эксплуатации энергетического оборудования.

Состояние вопроса. Электромеханические датчики положения, в том числе синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы, по сравнению с датчиками, основанными на других физических принципах, обладают большей надежностью, простотой конструкции и устойчивостью к сложным условиям эксплуатации. Это делает их привлекательными для применения в различных системах управления движением, в которых требуется измерение положения вала исполнительного механизма.

Состояние вопроса. Метод анализа растворенных в масле газов относится к одному из наиболее информативных методов раннего обнаружения дефектов в силовых маслонаполненных трансформаторах. На текущий момент заключение о состоянии трансформаторов составляется на основе методик интерпретации результатов газохроматографического анализа по РД 153-34.0-46.302-00. При этом существуют ситуации, когда данный документ не дает точных результатов анализа.

Состояние вопроса. Имеется значительный практический и научный интерес к синхронным реактивным двигателям с TLA-ротором. Сердечник TLA-ротора имеет поперечную шихтовку, внутренние пазы и сильно насыщенные участки. Конфигурация пазов ротора сложная и разнообразная. Актуальной является задача разработки параметрической модели синхронного реактивного двигателя с TLA-ротором, предназначенной для расчета установившихся и переходных режимов работы двигателя.

Состояние вопроса. Электромеханическая трансмиссия карьерного самосвала представляет собой комплекс электрооборудования, обладающего набором параметров для настройки и мониторинга состояния. Для повышения качества, снижения сроков и издержек сервисного обслуживания карьерных самосвалов организована система передачи данных, обеспечивающая удаленную работу с блоками системы управления.

Состояние вопроса. Системы управления транспортированием материала входят в состав большого числа автоматизированных технологических комплексов непрерывно-поточного производства в разнообразных отраслях промышленности. Для согласованной работы агрегированных машин требуется обеспечить заданное качество управления натяжением транспортируемого материала в условиях исходной неопределенности и возможных вариаций внутренних параметров САУ, прежде всего инерции вращения измерительного ролика и изменений геометрии зоны деформации материала, т.

Состояние вопроса. Главное требование, предъявляемое к автономным системам электроснабжения, – улучшенные массогабаритные и энергетические показатели. Перспективным направлением решения данной проблемы является применение преобразователей постоянного напряжения на основе резонансных структур с переключаемыми конденсаторами.

Состояние вопроса: Для химических очисток внутренних поверхностей пароводяных трактов котлов используются традиционные и новые моющие кислотные реагенты. В ранее проведённых авторами исследованиях получены скорости удаления бугорчатых и равномерных отложений в испарительных трубах паровых котлов высокого давления в зависимости от вида моющего раствора и длительности очистки. Однако, во время проведения химических очисток, помимо удаления отложений, протекают процессы коррозии металла труб, которые ведут к его потере.

Состояние вопроса: На ТЭС эксплуатируются технологические системы возврата конденсата пара отдаленных внешних потребителей, в которых необходимо обеспечить защиту металла от коррозии и за счет этого выполнить нормативные требования по концентрации соединений железа в поступающем на электростанцию конденсате. В таких системах отсутствует возможность применения эффективных термических деаэраторов, но является перспективным использование деаэраторов перегретой воды, например кавитационно-струйных.

Авторское резюме

Состояние вопроса: Аппараты с кипящим слоем достаточно широко используются в твердотопливной энергетике, химической промышленности и других отраслях. В частности, в энергетике топки кипящего слоя играют возрастающую роль для термохимической переработки и сжигания твердых видов топлива, включая биотопливо. Одним из возможных путей интенсификации процессов взаимодействия твердых частиц с газом является использование пульсирующих потоков газа.

Состояние вопроса: Существуют кавитационно-струйные деаэраторы, в которых процесс десорбции растворенных газов протекает при вскипании перегретой воды, направляемой в виде закрученного вихревого потока в зону разрежения, а выпар отводится из образующейся при этом вдоль оси потока кавитационной полости. Такие деаэраторы, как и другие прямоточные деаэрационные устройства, характеризуются сравнительно не высокой эффективностью.

Состояние вопроса: В распределительных сетях напряжением 6–10 кВ, работающих с изолированной нейтралью, для защиты от замыканий на землю широкое применение получили токовые направленные защиты нулевой последовательности (ТНЗНП). По данным эксплуатации основным недостатком ТНЗНП является не всегда достаточная динамическая устойчивость функционирования в условиях влияния на работу защиты переходных процессов при наиболее опасных для сети замыканиях через перемежающуюся дугу.

Состояние вопроса: На ЛЭП 110-220 кВ в качестве резервной защиты от междуфазных коротких замыканий используется третья ступень дистанционной защиты. Основной проблемой ее использования при наличии на линии нескольких ответвлений является обеспечение эффективности дальнего резервирования при коротких замыканиях за трансформаторами ответвлений. Решение проблемы дальнего резервирования возможно при расширении информационной базы защиты.

Состояние вопроса. Широкий спектр технологических преимуществ индукционных тигельных плавильных печей делает актуальным их использование в различных отраслях металлургического производства. Однако тяжелые условия работы огнеупорной футеровки таких печей обусловливают необходимость осуществления постоянного контроля за ее состоянием, ориентированного на продление срока службы тигля и предотвращение возникновения аварийных ситуаций.

Состояние вопроса. Развитие технологий энергосбережения открывает широкие возможности для варьирования способов энергоснабжения зданий за счет использования альтернативных видов энергоносителей и энергетических сетей. Исследования в области энергосбережения в основном направлены на поиск решений по экономии энергии у потребителей и на объектах   отдельных отраслей энергетики.

Состояние вопроса: Нестационарный перенос теплоты в твердых телах описывается уравнениями параболического и гиперболического типов. В настоящее время распространение получили численные методы исследования процессов тепломассопереноса в потоках жидкостей и газов. Современные программы позволяют в автоматическом режиме выполнять построение расчетных сеток, решать системы уравнений, предлагают широкий набор инструментов для анализа. Приближенные аналитические решения обладают существенными преимуществами в сравнении с численными.

Состояние вопроса. В настоящее время актуальным является вопрос определения узлов-концентраторов гидравлических потерь, возникающих при работе оборудования электрических станций. Выявление подобных точек непосредственно измерительными приборами на действующем оборудовании невозможно в силу затрудненного доступа ко многим элементам проточной части агрегатов. Разработка цифровых моделей оборудования позволяет моделировать данные процессы и с высокой степенью точности определять места повышенных гидравлических потерь.

Состояние вопроса. Магнитожидкостные герметизаторы начинают применяться для уплотнения вращающихся валов в электродвигателях, работающих при повышенной влажности, запыленности и загрязненности. Момент трения и нагрев – важнейшие эксплуатационные показатели магнитожидкостных герметизаторов, на которые влияют конструктивные и режимные параметры: частота вращения; время работы; температура; зазор с учетом шероховатости и волнистости.

Состояние вопроса. Практическая реализация процесса термической утилизации отходов, в том числе коммунальных, и эффективность переработки в значительной мере зависят от конструкции установки и режимов ее работы. В работах P. Basu, Сафина Р.Г., Шантарина В.Д. и др. предложены конструкции установок для переработки углеродосодержащих отходов, основным недостатком которых является использование только определенного вида отходов (древесины, биомассы, пластика). Установки работают при малой влажности сырья, что вызывает ухудшение качества получаемого газа.

Состояние вопроса. В распределительных кабельных сетях напряжением 6–10 кВ, работающих с изолированной нейтралью, наиболее широкое применение для защиты от однофазных замыканий на землю получили простые и надежные токовые защиты нулевой последовательности. Однако защиты данного типа во многих случаях не обеспечивают требуемую чувствительность при внутренних (в зоне действия) замыканиях из-за необходимости отстройки по току срабатывания от бросков переходных токов при внешних замыканиях через перемежающуюся дугу.

Состояние вопроса. На сегодняшний день одной из основных задач является повышение безопасности ядерных энергетических установок. Выявить возможные недостатки реакторной установки можно созданием моделей-прототипов, натурных, либо масштабных, для проведения на них испытаний. Возникает острая потребность в создании моделей для более детального исследования некоторых сложных процессов (смешение потоков, тепломассоперенос, смешения потоков под действием динамических сил).

Состояние вопроса. Существующие методы определения места повреждения на линиях электропередачи зачастую не обеспечивают требуемую точность (погрешность не более 10 % на ЛЭП длиной до 100 км) и оказываются неустойчивыми к влиянию искажающих замер факторов. Основной источник погрешностей устройств определения места повреждения – первичные преобразователи тока и напряжения.

Состояние вопроса. В настоящее время на линиях электропередачи 110–220 кВ для действия при междуфазных коротких замыканиях в зоне дальнего резервирования в большинстве случаев используется резервная ступень токовой или дистанционной защиты.

Состояние вопроса. В настоящее время в электроприводах прокатных станов применяются преобразователи частоты с активными выпрямителями. Современные системы управления активными выпрямителями не адаптированы к провалам питающего напряжения, вследствие чего возникают отключения преобразователей. Известные способы обеспечения устойчивости, такие как кинетическое буферирование, корректирующие сигналы по напряжению обратной последовательности и др., не исключают данные аварийные отключения.

Состояние вопроса. В настоящее время для определения местоположения трансформаторных подстанций при проектировании развития распределительных электрических сетей низкого напряжения используются аналитические методы, предполагающие определение длин будущих ЛЭП по евклидовому расстоянию, либо методы сравнения нескольких альтернативных вариантов размещения с учетом маршрутов прокладки ЛЭП.

Состояние вопроса. С повышением наблюдаемости и управляемости режимов все более актуальным является разработка методов управления распределенными объектами электрической сети.

Состояние вопроса. Анализ применения термогидравлического распределителя в схемах централизованного теплоснабжения показал недостаточную изученность процесса взаимного влияния подключенных контуров, от которого зависит коэффициент гидравлической устойчивости тепловой сети. Кроме того, отсутствует сравнительный анализ эффективности теплоснабжения при использовании схемы с термогидравлическим распределителем и широко применяемой схемы присоединения абонентов.

Состояние вопроса. Основным звеном металлообрабатывающей, машиностроительной и других отраслей промышленности являются нагревательные и термические печи. Массив заготовок, загружаемых в печь, представляет собой насыпные садки, характеризуемые различными параметрами. Существующие конструкции нагревательных печей имеют ряд недостатков, одним из которых является отсутствие фильтрации теплоносителя в вертикальном направлении. Такой особенностью обладает разработанная конструкция садочной печи с подовыми каналами.

Состояние вопроса. Для обеспечения надежной работы парового котла периодически проводят эксплуатационные очистки внутренних поверхностей пароводяного тракта. Для таких очисток могут быть использованы традиционные и новые моющие кислотные реагенты. Для разработки программы эффективной химической очистки требуется прогнозировать ее необходимую длительность с учетом свойств используемого моющего реагента и загрязненности поверхности металла.

Состояние вопроса. Трубчатые теплообменные аппараты широко применяются в различных отраслях промышленности. Даже небольшое повышение эффективности кожухотрубных аппаратов может привести к значительному энергосбережению. Одним из способов повышения эффективности работы кожухотрубных аппаратов является применение пульсаций потока для интенсификации теплообмена.

Состояние вопроса. Основной особенностью технологических объектов управления, в которых в результате гидромеханических, физических, химических воздействий на потоки исходных веществ происходит изменение их физических свойств, агрегатного состояния и состава, является их многомерность, нелинейность, многосвязность, а также параметрическая неопределенность математической модели на стадии проектирования.

Состояние вопроса. Перспективным методом контроля состояния обмоток роторов асинхронных электродвигателей, позволяющим повысить безотказность их работы, является спектральный анализ сигнала внешнего магнитного поля.

Состояние вопроса. Разработка нормативных энергетических характеристик оборудования ТЭС является обязательной и ресурсоемкой процедурой. В рамках методологии матричной формализации расчета энергомассообменных установок ранее разработана математическая модель турбоустановки – собственно турбоагрегата и системы регенеративного подогрева питательной воды.

Состояние вопроса. Подавляющее большинство теплоэнергетических процессов включает в себя перемещение значительных количеств газов и жидкостей. Поэтому важной и актуальной задачей следует считать разработку подходов для компьютерной имитации и визуализации потоков сплошной среды в технологических аппаратах и трубопроводах. В последнее время появилась целая группа новых подходов к математическому моделированию потоков сплошных сред, прежде всего использование для данных целей дискретных математических объектов.

Состояние вопроса. Эффект магнитной пружины проявляется в электромеханических устройствах с ограниченными размерами полюсов. Изменение магнитной проводимости системы при относительном перемещении полюсов вызывает появление сил магнитного тяжения. Проявление этих сил в электромеханических магнитожидкостных демпферах имеет свои особенности и к настоящему моменту не изучено.

Состояние вопроса. Высокая перегрузочная способность и возможность регулирования скорости в широком диапазоне являются важными требованиями, предъявляемыми к современным электроприводам. Внедрение регулируемого двухфазного электропривода небольшой мощности, обладающего этими свойствами, в средства малой механизации ограничено необходимостью преобразователя частоты обеспечивать функцию конверсии трехфазной сети в двухфазную, возникающую при возрастании единичной мощности таких механизмов.

Состояние вопроса. Для предотвращения накипеобразования на внутренних поверхностях конденсатора и теплообменного оборудования в настоящее время на ТЭС с системами оборотного охлаждения часто применяется коррекционная обработка с добавлением серной кислоты, для подкисления подпиточной воды и снижения ее щелочности и щелочности оборотной воды, а также с дозированием оксиэтилидендифосфоновой кислоты для предотвращения образования накипных отложений.

Состояние вопроса: Использование аморфных ферромагнитных сплавов в трансформаторостроении позволяет снизить потери холостого хода в 4 и более раз. В то же время кривая намагничивания аморфной стали имеет форму, близкую к прямоугольной, что существенно искажает форму кривой тока холостого хода. При этом растут броски тока при включении насыщенного трансформатора. В периодической литературе отсутствуют публикации, посвященные этому вопросу.

Состояние вопроса. Системы тепловой самодиагностики измерительных трансформаторов, работающие в режиме реального времени, в отличие от силовых, отсутствуют, а тепловое обследование часто проводится по графику обслуживания, что сказывается на надежности работы электрооборудования. Следовательно, создание таких систем для цифровых измерительных комбинированных трансформаторов тока и напряжения на основе резистивных делителей, выдающих значения температуры по нескольким точкам, в том числе и по наиболее разогретому элементу, является важной задачей.

Состояние вопроса. Одним из эффективных способов интенсификации процессов теплообмена в насыпной садке является организация фильтрации газов через садку. Однако необходимо сопоставлять получаемый положительный эффект при уменьшении времени нагрева, а следовательно, и необходимого количества подводимой тепловой энергии, с сопротивлением насыпной садки, которое влияет на выбор оборудования. Существующие формулы для определения сопротивления слоя садки имеют ограничения к применению по ряду, как правило, структурных показателей.

Состояние вопроса. В современных отечественных и зарубежных работах при моделирования систем переменного тока с несинусоидальной формой питающего напряжения предлагается использовать метод частотного анализа с применением преобразований Фурье. При использовании вышеуказанного метода для расчета установившихся режимов электротехнического комплекса повышенной частоты были выявлены расхождения расчетных и экспериментальных результатов, а также зафиксировано длительное время просчета модели.

Состояние вопроса. Ранее нами получено решение задачи матричного описания многоступенчатых двухпоточных систем теплообменных аппаратов, каждая ступень которых представлена в виде четырехполюсника с двумя входными и двумя выходными потоками. Однако на практике в теплообменные аппараты помимо двух основных потоков холодного и горячего теплоносителей часто направляются дополнительные потоки, обусловленные дренированием, продувкой или аварийными режимами системы.

Состояние вопроса. Получение аналитических решений задач теплопроводности с переменными физическими свойствами среды с помощью классических аналитических методов представляет большие математические трудности. Известные выражения, представленные сложными бесконечными рядами, включающими одновременно функции Бесселя двух родов и гамма-функции, являются по сути численными ввиду необходимости численного решения сложных трансцендентных уравнений относительно собственных чисел краевой задачи.

Состояние вопроса. При возрастании числа фаз двигателя уменьшается величина фазного тока и снижается уровень вибраций электромагнитного происхождения. Существуют работы, в которых приводится анализ спектра пространственно-временных гармоник результирующего тока четырехфазной, а также пятифазной и трехфазной обмоток. Вопрос влияния  временных гармоник фазных токов симметричной семифазной обмотки на формирование пространственно-временных гармоник  токов прямого и обратного следования не исследован.

Состояние вопроса. Параметры высоковольтных воздушных линий электропередачи могут существенно варьироваться в зависимости от погодных условий и уровня токов нагрузки. Внедрение устройств синхронизированных векторных измерений обусловливает потенциальную возможность актуализации параметров линий электропередачи.

Состояние вопроса. Своевременная диагностика работоспособности синхронных генераторов снижает ущерб электростанций от их отказов. Внешние электромагнитные поля синхронных генераторов создаются электромагнитными процессами в элементах синхронных генераторов. Поэтому повреждения в синхронных генераторах будут вызывать изменение внешних электромагнитных полей.

Состояние вопроса. Современным направлением совершенствования технологии производства чугуна в доменных печах является вдувание пылеугольного топлива. При этом оказывается существенное влияние на протекание теплообмена в фурменной зоне. Известна методика для расчета лучистого теплообмена в фурменной зоне доменной печи. Однако в ее рамках учтено только влияние золовых частиц. В связи с этим актуальным является создание методики для определения степени черноты фурменной зоны и исследование влияния различных факторов на эту величину.

Состояние вопроса. Одной из главных проблем при построении математических моделей турбулентных гидродинамических сред остается высокая вычислительная сложность компьютерных расчетов, поскольку требуется получить решение нестационарной задачи с сеткой такого пространственного шага, чтобы он соответствовал размерам самых малых вихревых структур. Существуют рекомендации по использованию разностных вычислительных схем для турбулентной динамики жидкости, полученные при моделировании розлива нефтепродуктов по водной поверхности.

Состояние вопроса. Развитие генерации на базе возобновляемых источников энергии, увеличивающаяся неравномерность графика нагрузки, а также несбалансированность размещения объектов генерации определяют критическую важность развития технологий накопления и хранения энергии в целях исключения необходимости содержания и строительства новых избыточных резервов мощности. Системы накопления электроэнергии и хранения открывают новые возможности для развития электроэнергетики и изменения современной архитектуры рынка электроэнергии и мощности.

Состояние вопроса. Теплообменные аппараты, применяемые в различных отраслях промышленности и на ТЭС, имеют различные режимные, конструктивные характеристики и габаритные размеры, но, несмотря на значительное разнообразие конструкций, их расчет чаще всего выполняется на основе модели идеального вытеснения потоков. В ряде случаев это может привести к заниженному значению поверхности теплопередачи.

Состояние вопроса. Рост мощностей трансформаторов в низковольтных электроустановках переменного тока свыше 2500 кВА и необходимость обеспечивать быстрое отключение удаленных дуговых коротких замыканий требуют уточнения расчета сопротивления электрической дуги в области больших и малых токов. Исследования существующего метода показывают, что диапазон токов его применения ограничен значениями от 0,65 до 42 кА, что не всегда соответствует параметрам электроустановок, для которых производится расчет.

Состояние вопроса. Установка у отдельных потребителей регуляторов теплового потока приводит к появлению дополнительных затрат, связанных с обеспечением переменных теплогидравлических режимов и не снижает отпуска теплоты на источнике. Полная автоматизация тепловых пунктов приводит к нарушению качественного режима регулирования теплосети. Проблема эта актуальна и имеет важное практическое значение.

Состояние вопроса. В целях повышения эффективности дальнего резервирования при междуфазных коротких замыканиях на ЛЭП 110–220 кВ в большинстве случаев применяются дистанционные защиты. На чувствительность резервных ступеней дистанционных защит при несимметричных междуфазных коротких замыканиях за трансформаторами понизительных и ответвительных подстанций оказывает влияние множество факторов, основными из которых являются трансформация «звезда-треугольник» и переходное сопротивление в месте повреждения.

Состояние вопроса. В настоящее время все более популярными становятся экологичные транспортные средства, использующие электропривод. Широкое распространение электротранспорта сдерживается развитием соответствующей инфраструктуры – зарядных станций. Для повышения быстродействия и уменьшения габаритных размеров зарядных станций предлагается использовать высокочастотные преобразовательные системы, основой которых является силовой высокочастотный трансформатор с сердечником из аморфной стали.

Состояние вопроса. Удаление растворенных газов за счет вскипания перегретой воды при ее попадании в зону разрежения, называемое начальным эффектом деаэрации, протекает как сопутствующий процесс в различных типах теплоэнергетического оборудования: расширителях конденсатов и продувочной воды, конденсаторах пара, подогревателях некоторых типов. Существуют также деаэрационные устройства, принцип действия которых основан на начальном эффекте деаэрации: кавитационно-струйные, центробежно-вихревые деаэраторы, капельные деаэраторы перегретой воды.

Состояние вопроса. Мощные электроприводы современных прокатных станов создаются на основе двигателей переменного тока среднего напряжения (асинхронных и синхронных) и преобразователей частоты с активными выпрямителями. Такие электроприводы являются источником высших гармоник, в связи с этим актуальным является вопрос об их электромагнитной совместимости с внутризаводской распределительной сетью.

Состояние вопроса. В настоящее время в электроэнергетике реализуется концепция интеллектуальной электроэнергетической системы, важными элементами которой являются высоковольтные цифровые трансформаторы тока и напряжения. Отсутствие опыта эксплуатации и показателей надежности их работы замедляет внедрение цифровых технологий в электроэнергетику. Одной из основных причин повреждения высоковольтного оборудования является повреждение изоляции.

Состояние вопроса: При проектировании синхронного двигателя с постоянными магнитами (СДПМ) привода лебёдки необходимо учитывать особенности этой машины. Двигатель имеет обращённую конструкцию с ограниченными размерами. Двигатель питается от преобразователя частоты; запускается при номинальной частоте питания и номинальной нагрузке без использования демпферной обмотки и частотного пуска; обеспечивает требуемый диапазон скоростей намотки каната. Специализированная инженерная методика проектирования СДПМ привода лебёдки отсутствует.

Состояние вопроса. Прогнозные модели в упрощенной математической постановке, описывающие только лишь процесс выгорания коксового остатка частиц, являются эффективным научным инструментом для изучения и совершенствования технологий сжигания пылеугольного топлива в энергетических котлах. Для использования таких моделей необходимо задавать время выгорания коксового остатка частиц топлива, которое по сути является разностью между средним временем пребывания частиц в топке и временем задержки воспламенения.

Состояние вопроса. Эффективность централизованного теплоснабжения зависит от технологических потерь, в том числе потери на «перетоп». Эта потеря вызвана необходимостью поддерживать температуру сетевой воды, достаточную для нагрева воды на нужды горячего водоснабжения до нормативных значений, но превышающую температуру теплоносителя на отопление.

Состояние вопроса. В рамках методологии матричной формализации разработаны модели для расчета практически всего оборудования ТЭС, кроме турбоустановки – собственно турбоагрегата и системы регенеративного подогрева питательной воды.

Состояние вопроса: Из литературных источников известны модели многопоточных теплообменных аппаратов без учета возможного в них фазового перехода в теплоносителях. Однако в ряде случаев, например в многопоточных теплообменных аппаратах, предназначенных для утилизации влаги и тепловой энергии дымовых газов тепловых электрических станций, водяные пары при конденсации меняют фазовое состояние. Отсутствие методов расчета таких аппаратов во многом сдерживает разработку и реализацию обоснованных технологических решений.

Состояние вопроса. Во многих современных отечественных и зарубежных работах анализ внутренних коротких замыканий в трансформаторе предлагается реализовать на имитационных моделях, используя громоздкие выражения в матричной форме, требующие точных конструктивных параметров трансформатора, отсутствующих в широком доступе. Актуальной задачей является получение обобщенных упрощенных формульных выражений для аналитических моделей трансформаторов, основывающихся лишь на их паспортных данных.

Состояние вопроса. Современное автоматизированное проектирование электрических машин предполагает наличие этапа параметрической оптимизации, в том числе, с использованием полевых моделей, реализуемых с помощью пакетов инженерных расчетов, таких как ANSYS Maxwell. Однако параметрическая оптимизация не позволяет осуществить выход на новые технические решения, учитывающие особенности распределения неподвижного относительно статора магнитного поля коллекторных машин.

Состояние вопроса. Одним из основных факторов, влияющих на срок службы испарительных труб паровых котлов, является состояние их внутренних поверхностей нагрева. Для предотвращения повреждений испарительных труб проводятся периодические химические очистки этих поверхностей от отложений. В настоящее время для проведения таких очисток предлагается ряд новых моющих реагентов. При этом недостаточно данных о влиянии состава моющего раствора, его температуры и длительности очистки на техническую эффективность очистки, скорость и полноту удаления отложений.

Состояние вопроса. На сегодняшний день исследование процессов смешения потоков водяного теплоносителя является актуальной задачей для ядерной энергетики. Ведущие научные группы на экспериментальных установках ROCOM (Германия), Vattenfall (США), Fortum PTS (Финляндия), ОАО ОКБ «ГИДРОПРЕСС» (Россия) занимаются исследованием этих процессов. Интерес к этим исследованиям связан с появлением новых расчетных кодов, которые позволяют моделировать эти процессы, однако они нуждаются в верификации.

Состояние вопроса. Научная проблема исследования заключается в необходимости прогнозирования электропотребления собственных нужд электростанций с минимальной ошибкой. Решением задач краткосрочного прогнозирования ранее занимались на уровне электроэнергетических систем и промышленных предприятий. Что касается прогнозирования электропотребления собственных нужд электростанций, то в качестве прогнозных значений использовались ретроспективные данные по электропотреблению.

Состояние вопроса. Процессы смешивания дисперсных материалов широко присутствуют в различных отраслях промышленности. Они реализуются как самостоятельные процессы для получения однородных смесей и полуфабрикатов, а также как сопутствующие процессы при переработке дисперсных сред, например, в угольной энергетике. Любое перемешивание состоит из комбинации двух процессов: чисто диффузионного перемешивания, ведущего к выравниванию распределения компонентов по объему смеси, и сегрегации, ведущей к расслоению смеси.

Состояние вопроса. При анализе симметричных трехфазных цепей синусоидального тока уравнение связи между комплексными фазными напряжением и током в обмотках трансформатора представляется в виде закона Ома, при этом значение комплексного сопротивления всех фаз номинального режима можно определить по паспортным данным трансформатора. При нарушении симметрии напряжения и токи ветвей трансформатора будут связаны матричными уравнениями.

Состояние вопроса. Для расчета процесса классификации порошковых материалов по крупности используется кривая разделения Тромпа, представляющая собой зависимость вероятности выделения частицы в мелкий или крупный продукты разделения от размера частицы. Значения этих вероятностей определяются экспериментально по результатам дисперсного анализа продуктов разделения.

Состояние вопроса. Существенная величина потерь тепловой энергии при ее транспортировке в системе теплоснабжения приходится на потери в окружающую среду через тепловую изоляцию трубопроводов. По данным Федеральной службы государственной статистики, потери тепловой энергии в тепловых сетях составляют от 8,5 до 16 % от количества поданной в систему энергии. В работах Р.А. Ильина, В.М. Фокина, А.С.