Администрация Томской области(Департамент экономики)Администрация г. ТомскаНациональный исследовательскийТомский политехнический университет(Энергетический институт)ОАО Томский международный деловой центр"Технопарк"Энергообеспечениеи энергосбережение –региональный аспекти энергобезопасностьрегионов РоссииXII Всероссийское совещаниеМатериалы докладов9-11 ноября 2011 г.Томск

СОДЕРЖАНИЕI. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И ПОВЫШЕНИЕЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ В ЖКХС.В. АлексеенкоИнститут теплофизики СО РАН………………………………………………………… 6ОБ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНОРГОСНАБЖЕНИЯ РЕГИОНОВВ.Г. КитушинНовосибирский Государственный Технический Университет……………………….. 16ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ В УЧРЕЖДЕНИЯХЗДРАВООХРАНЕНИЯВ.И. ПантелеевСибирский федеральный университет………………………………………………….. 19ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМ ЭЛЕКТРООБОГРЕВА В АПК И ЖКХТ.М. Халина, М.В. Халин, А.Б. ДорошАлтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова……… 25ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНАЯ АНТИОБЛЕДЕНИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА НАОСНОВЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ ЭЛЕКТРООБОГРЕВАТЕЛЕЙМ.В. Халин, Е.И. Востриков, Д.В. БутцевООО «ЭнергоЭффектТехнология», Алтайский государственный техническийуниверситет им. И. И.Ползунова………………………………………………………………………………… 32ЭНЕРГИЯ. СПРОС И ЦЕНА.В.В. Литвак, О.В. БеловаНациональный исследовательский Томский политехнический университет………… 36ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ.ПРОБЛЕМЫ СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕКОНСТРУКЦИИС.Н. Овсянников, Т.Ю. ОвсянниковаТомский государственный архитектурно-строительный университет……………….. 40НОВЫЙ ПОДХОД К АНАЛИЗУ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ В ТЕПЛОВЫХСЕТЯХВ. Ю. ПоловниковНациональный исследовательский Томский политехнический университет………… 44ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ ОТ СОЛНЕЧНЫХВОДОНАГРЕВАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК С ВАКУУМИРОВАННЫМИКОЛЛЕКТОРАМИ В УСЛОВИЯХ КРАСНОЯРСКАА.В. Бастрон, Е.М. Судаев, В.Н. УрсеговКрасноярский государственный аграрный университет………………………………. 48ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В ЖКХГ.В. Кузнецов, И.П. Озерова, В.Ю. Половников, Ю.С. ЦыганковаНациональный исследовательский Томский политехнический университет………… 51ОПЫТ РЕАЛИЗАЦИИ МУНИЦИПАЛЬНОЙ ПРОГРАММЫЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В Г.СТРЕЖЕВОМФ.С. ГилимьяновАдминистрация городского округа Стрежевой…………………………………………. 553

КАЧЕСТВО ЭНЕРГОАУДИТА – ГАРАНТИЯ ЗАКЛЮЧЕНИЯЭНЕРГОСЕРВИСНОГО ДОГОВОРАВ.И. Осокин, Ф.В. НиколаевООО Инженерный Центр «Высокие технологии»……………………………………… 60ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ БУДЖЕТНЫХОРГАНИЗАЦИЙЮ.А. КраснятовНациональный исследовательский Томский политехнический университет………… 66РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ ТОМСКОГОФИЛИАЛА ОАО «ТГК-11»: ДОСТИГНУТЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИПРОБЛЕМНЫЕ ВОПРОСЫР.Т.ПакТомский филиал ОАО «ТГК-11»………………………………………………………… 70ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ СВЕТИЛЬНИКИ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОЯРКИХСВЕТОДИОДОВА.В. Иванов*, А.В. Фёдоров*, С.М. Семёнов***НИИ АЭМ ТУСУР, **Национальный исследовательский Томскийполитехнический университет…………………………………………………………… 74ТИПОВЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХПОТЕРЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА ПРЕДПРИЯТИЯХА.А. БацевНациональный исследовательский Томский политехнический университет………… 78ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ КРИТЕРИЕВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ МЕТОДИКИКЛАССЕФИКАЦИИ МЕДЕЦИНСКИХ УЧРЕЖДЕНИЙ ПОЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИЮ.Н. ВербичНациональный исследовательский Томский политехнический университет………… 82СНИЖЕНИЕ ПОТЕРЬ В МУНИЦИПАЛЬНЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ИТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОСЕТЯХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИКОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИА.В. СинеевООО «Компания ТРИВОНТ», Межрегиональное Объединение СибирскихЭлектротехнических Предприятий……………………………………………………… 85СИСТЕМА СОВМЕЩЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ВЫСОКОЙЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИТ.Г. Коржнева, И.В. ВасильевНациональный исследовательский Томский политехнический университет………… 90ИНФОРМАЦИОННО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА В ОБЛАСТИЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯЛ.В. КуликоваАлтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова………… 96II. НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И МАТЕРИАЛЫОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ ОМСКОГО РЕГИОНАВ СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХВ.М. ЛебедевОмский государственный университет путей сообщения……………………………… 1004

КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ ДЛЯПОЛУЧЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВГ.Г. Волокитин, Н.К. Скрипникова, И.Ю. ЮрьевТомский государственный архитектурно-строительный университет……………….. 105ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЗАМКНУТЫХСЕТЯХ ОТ 0,4 ДО 35 кВ УДАЛЁННЫХ ОТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХСИСТЕМС.В. Горелов, П.А. Дзюба, М.З. Рамазанов, Д.А. ШкитовНовосибирская государственная академия водного транспорта………………………. 108АНАЛИЗ ПРИЧИН ПОВРЕЖДАЕМОСТИ МАСЛОНАПОЛНЕННОГОИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ОАО«ФСК ЕЭС»А.Ю. Хренников, Р.В. МажуринОАО «Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы»…………… 113КОНЦЕПЦИЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИФИКАЦИИСЕВЕРНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХМ.Ю. Денчик, П.А. ДзюбаНовосибирская государственная академия водного транспорта……………………… 118ДЕСТРУКЦИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИЭКСТРУЗИОННОГО ПЕНОПОЛИСТИРОЛАР.А. Назиров, Е.Н. Захарьин, В.Б. ЗакировСибирский федеральный университет………………………………………………….. 121ПРИМЕНЕНИЕ ПЛАЗМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.А.С. Аньшаков*, Г.Г. Волокитин**, Н.К. Скрипникова**, О.Г. Волокитин**,А.А. Никифоров***Институт теплофизики СО РАН, **Томский государственный архитектурностроительныйуниверситет ТГАСУ…………………………………………………….. 125«ТОМСКИЙ БАЗАЛЬТ» - ПРОЕКТ СОЗДАНИЯ В ТОМСКОЙ ОБЛАСТИВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВ БАЗАЛЬТОВОГОНАПРАВЛЕНИЯА.С. Ситников*, В.М. Чистяков**Томский государственный педагогический университет, научно-исследовательскаялаборатория «Промэкология», НП «Томский Атомный Центр», **ООО НПК«РОСБАЗАЛЬТ»………………………………………………………………………….. 131ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОЧИСТКИ ТЕПЛООБМЕННЫХАППАРАТОВГ.Г. Волокитин, С.А. ГлотовТомский государственный архитектурно-строительный университет……………….. 133СИСТЕМА АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С УЛУЧШЕННЫМКАЧЕСТВОМ ВЫХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВЕ.П. БогдановНациональный исследовательский Томский политехнический университет………… 136ПОВЫШЕНИЕ КВАЛИФИКАЦИИ СОТРУДНИКОВ И ПОДГОТОВКАКАДРОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ТРАСЛИА.П. Леонов, В.С. КимНациональный исследовательский Томский политехнический университет………… 139ЭФФЕКТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЗАПАСАМИ НА ТЭЦ С ПРИМЕНЕНИЕМКОГНИТИВНОГО АНАЛИЗАД.В. Баркова, В.И. ПантелеевФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»……………………………….. 1415

I. . ,. , aleks@itp.nsc.ru 261- « » « 2030 .» – , . 2020 . 40 %.. « ». , « » . [1]. ( , Particle Image Velocimetry Laser Induced Fluoresence) (Flow). , 5 , . , , . . 25 ! ( – 100 ) , . 6 . (). [2, 3]. 41 % , 44 % 2030 . (.1).. 1.6

. 25 %, 2030 . . . 86 %. , , , 60 % . 62 % 28 . ( 50 %). , . – 25 , 565°. “THERMIE" 2015 . 400-1000 600-700°, 35 47-55%. . 30 650° ( 1963) ( 1949). «» : 660 ; 29,4; 610°; 45 %. . «», .). . , . 1000°) , .., 20-50 , ( ) [1, 4]. , , , , . , 15 ,. ( -, , , ) . () [1]. – , , . 439 4,6 . . 15 . . –, . , , . , 7 (. 2).7

. 2. , , – , ( 40 %), . : (60-70 %) 50-70 , (30-40 %), (1%). . , , . ., ), () (). (450-550°), (700-800°) (900-1100°). , , , . – () . - , , , . 1920 – 1940 II . 1958 . 2500 15 . . . . 2007 . 56 , – 417 . 56 %, , , 18 %. – ( , 1926), ( , 1938), ( , 1946), ( , 1970). . , 1888), . , 10 .8

() (). – , , (), . 1981 . 350 () = 43-45 %. , . , , , . . , , . - 50 %. «» . , , ). () [1-5]. 2008 3,5 %, 280 ( 6 % ). 2020 20 % . 28 % (2007 .). . 2,2 2008 22 2020, , , 0,9 % 4,5 %). , , ., , . 2100 70 %. 3 : , . , , . . 50-60 . 2 , 5-7 . . . . . , «». , . () , . , 7 354 . . ), . 2000 260 , 2010 . - 9

17 ! – 10 . 24 %, 17 % – 11% – . . , . 4 000 ./, – 10 000. ( 2011 .) 1 500 . : 15-40 . : ; – ;. , , , , . 130 . , . , , , . 100 12 . , . , . , , . (. 3) , «».. 3. , , . 2002 31,1 . , , 10

, . – 18,8 % (2007 .). . () . 2-6 . . – – , , . , 100°, . 100°, , (.). , . 1970 , 815 , 80°. 17 , – 10 . (12 ) 50 220 . , 39°C, – 85°. . (4–10 ). 4,6 160 , – 17 ( 2008 .). – . , , . 250 . () 812 1 (2000), – 220 . (4200 - 7500) Waste-to-Energy, . . . 10% . 10% , . 125 (1993). 1800 , 72% . . 5 , 2 . – 0,5 . . , . , – , . . 2 . 11

, , . , , (, ). . , – . , , « » . . . , , . 40 , 100 , 100 . . . 200-300 . , . . . . – – . , , , . , – 40 % . – 2-3 , . 40 % 2020 2007. () , , . 60 % +3 +40 . , , , , , , . 40 . . 2020 . 75 % . 70 %. , . . . . «» (. 4). «» «» 12

5 ... 4. 7 , -600 , , (). , . , . : , 1 (); , ; , (); ;. – 2008 200 . , . , () . , , , . . , –, , . 1,3 . 5) Medis Technology . ,, .13

. 5. , – t = 4000-5000°. : , ; , ., , [4]. . , , 500 700°. (). , , , ). ( 22 374°). , ; [4]. , , , . , , ,, . (Multifuel concept) , , , . , , . , , , , ,. , 20 % . , , . , –14

66 % ( – 23%). De Core Science & Technologies Ltd., Noida, 360 . – . , . , , . ; , ,.:1 /. . . – : , 2009. – 404 .2 ., . . - .: ,2011. – 168 .3 . : . - .:2006.4 : . : , 2006. – 200 .5 . . - .: «» - «», 2010.– 702 .15

, [2]: « – ». : – , , . . , , , . , , , . ., . , ,. . . , , . [3]. -. ., , . – . , . , . – [4]. – . . . . () , . , . , , . , 17

, . .: , ;; () . , , , , ., .:1. . ./ «». - .,1997, . 46-63.2. . – ., «»2008. – 912.3. . : / «» - ., 1997, . 3-45.4. ., . ,.2009. 4. . 112-118.18

. ,. , pvi0808@rambler.ru, . . , , , . . , , , , . 23.11.2009 261- , , 3 %. , , , . , . . , . . , , . , . , , , . , ,, , . , , , , . . , , . , , , , 19

. , , 50, 100 % . , . , . , . [1,2]. () (). ( , ,, ) , . . -, . ,» , . . . . 1) 1 2 . , , ( ) () 2 – 2,5 .200,0180,0160,0140,0120,0100,080,060,040,020,00,01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20. 1. , , , (.2).20

4,03,53,02,52,01,51,00,50,0. 2.1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20, , ,. , . . ( ) , . , , . [2]. , . . :k' 22 ( mi m i ) ,'i1m i k – , ; m i –’ i- ; m i. , – ,2= 90,5 9,49, . , . , . n- m- (21

– ), m- ,. :12SW 2 3,m ( n n) S– m . W 0 1, , ., 0,919, . . . 2007,2008, 2009 . 2007, 2008, 2009 . , , . 0 2, – . , . 1. 2009 . 2009 , . 2009 , . % 1 3299,7 3335,0 -1,062 3286,0 3000,0 9,533 801,6 773,2 3,674 676,1 687,4 -1,645 655,3 667,0 -1,756 527,4 541,2 -2,557 485,7 500,0 -2,868 463,2 477,6 -3,029 454,2 466,4 -2,6210 451,9 444,0 1,7811 429,4 424,3 1,2012 413,1 424,2 -2,6213 409,6 418,9 -2,2222

14 409,5 380,4 7,6515 390,2 358,9 8,7216 370,6 340,6 8,8117 358,2 329,0 8,8818 357,7 328,0 9,0519 330,7 303,3 9,0320 311,9 285,8 9,1321 272,8 249,4 9,3822 265,2 242,3 9,4523 232,5 212,0 9,6724 218,2 198,6 9,8725 211,1 192,1 9,8926 210,8 191,9 9,8527 207,6 188,9 9,9028 165,1 150,1 9,9929 160,5 145,4 10,3930 143,1 129,3 10,6731 137,1 125,4 9,3332 136,1 123,3 10,3833 135,6 122,9 10,3334 111,2 100,0 11,2035 110,5 99,5 11,0636 101,1 92,6 9,1837 98,3 89,2 10,2038 87,8 81,5 7,7339 81,5 74,8 8,9640 48,9 45,3 7,95, , 2009 , 3,9 %. (.1) , 10 %. .., [2], ( ), .. , .23

, . .:1. . : / - . : , 2005.- 672 .2. . . – 29. . – .: – , 2005. – 384 .24

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМ ЭЛЕКТРООБОГРЕВА В АПК И ЖКХТ.М. Халина, М.В. Халин, А.Б. ДорошАлтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова,г. Барнаул, Россияtemf@yandex.ruОдним из основных направлений инновационного развития экономики являетсясоздание энергоэффективных электротехнологий, обеспеспечивающих значительныйэкономический эффект. Исключительную значимость для повышенияэнергоэффективности потребления электроэнергии приобретают разработка ивнедрение современных систем, обеспечивающих высокотехнологичныйповерхностно-распределенный обогрев; использование схем комбинированногообогрева в сельском и жилищно-коммунальном хозяйстве.Применение комбинированного обогрева позволяет до 40 % уменьшить расходтепловой энергии на поддержание требуемой температуры в помещениях, в том числедо 20-25 % – за счет допустимого зоотехническими нормами снижениятехнологической температуры и до 15-20 % – за счет дополнительного локальногоэлектрообогрева. Установлено, что наибольший эффект от местного электрообогревамолодняка животных достигается сочетанием обогрева сверху (электрические лампы,инфракрасные излучатели) и снизу – напольными электрообогревателями [1].Известные средства поверхностно-распределенного обогрева, применяемые всельскохозяйственном производстве, наряду с несомненными достоинствами обладаюти определенными недостатками. Так конструкции ЦНИПТИМЭЖ, ВИЭСХ имеютнедостаточно равномерное распределение температуры по поверхности, значительныйвес и габариты бетонных изделий, низкую ремонтно-восстановительность установок,повышенную металлоемкость и расход дефицитных сплавов. Кроме того, при нагревебетонных полов активизируются процессы выделения влаги и вредных газов, чтоухудшает микроклимат сельскохозяйственных помещений.Несовершенство традиционных способов локального обогрева предопределилоширокое использование различных конструкций на основе композиционныхэлектропроводящих материалов. Ведущими фирмами и организациями –патентообладателями в области электропроводящих материалов иэлектрообогревателей на их основе являются: TDK Electronics Co. Ltd (Германия),Sunbeam Crop (Франция), Raychem, Thermon (США), HeatTrace (Великобритания),Isopad (Голландия), Alcatel (Норвегия, Франция), БИМЭСХ (Белоруссия), ВНИИЭТО,СибИМЭ, АлтГТУ (Россия).Пленочные электрообогреватели на основе стекловидных изоляционных иметаллонаполненных покрытий разработок БИМЭСХ, изготовленные аналогичнотехнологии шликерного эмалирования, имеют недостаточные физико-механические идиэлектрические характеристики, обусловленные макронеоднородностью стеклоэмали.В связи с этим, сопротивление основной изоляции между токоведущими частями икорпусом не превышает 2 МОм, ток утечки от пленочного нагревательного элемента(ПЭН) к допустимым металлическим частям при установившемся тепловом состояниисоставляет 0,5 мА. Кроме того, ПЭН-элементы имеют достаточно сложную технологиюизготовления с обязательным контролем параметров на отдельных стадияхтехнологического процесса [2].Системно-аналитическая оценка состояния поверхностно-распределенногоэлектрообогрева в агропромышленном производстве выявила необходимостьустановления взаимосвязи комплекса электро-, теплофизических характеристик с25

важнейшими эксплуатационными параметрами: надежностью, скойкостью кагрессивным средам, электробезопасностью и позволила выделить основные факторы,определяющие интенсификацию процесса низкотемпературного поверхностнораспределеннногообогрева, обеспечивающие повышение сохранности и улучшениекачества сельскохозяйственной продукции при снижении энергоматериальных итрудовых затрат. Это позволило сформулировать требования к системам обогрева (СО),разработать и создать многоэлектродные композиционные электрообогреватели (МКЭ)на базе оценки особенностей формирования структуры электрических и тепловыхполей в резистивном материале [3, 4] (табл.1).Таблица 1. Системы обогрева, обеспечивающие поверхностно-распределенныйобогревТип системыХарактеристики используемых МКЭэлектрообогрева1.Системынапольного обогревамолодняка животныхи птицы2.Система обогревабытовых помещений,грунта теплиц3.Система обогреваиндукционныхсчетчиков в щитахучета электроэнергиии оборудованиятелекоммуникаций4.Система обогревасливов кровельзданий и сооружений(антиобледенительнаясистема)ТипМКЭМКЭ-1/2МКЭ-1/5МКЭ-1/4МКЭ-1/5МКЭ-1/1МКЭ-1/1Длина х ширина хтолщина, ммДлина х внутреннийдиаметр хтолщина, мм570х400х10±5%900х600х10±5%1500х1000х10±5%900х600х10±5%Температура на поверхности при t+18°C30÷36±5%30÷36±5%40÷60±5%40÷60±5%200х135х10±5% 30÷60±5%200х135х10±5% 30÷40±5%Алгоритм решения задачи в области энергосбережения с нахождениемпараметров системы напольного обогрева молодняка животных и птицыпредусматривает:• определение энергетических потоков животноводческого помещения;• определение на основании полученного уравнения теплового балансатребуемой мощности электрообогревателя МКЭ;• установление из условий эксплуатации необходимых значений питающегонапряжения и геометрических размеров МКЭ;26Номинальная мощность, Вт40÷55130÷155300÷400130÷18015÷3515÷25Номинальное напряжение, В220±10%220±10%220±10%220±10%Сопротивление изоляции, не менееМОм1000Ток утечки, не более, А25·10 -625·10 -625·10 -625·10 -6Диэлектрическая проницаемостьизоляционного слоя при f=1кГц2,0+3,52,0+3,52,0+3,52,0+3,5Тангенс угла диэлектрических потерь(1,4÷1,6)10 -3(1,4÷1,6)10 -3(1,4÷1,6)10 -3(1,4÷1,6)10 -3Наработка на отказ, не менее, ч50000500005000050000

• расчет электрической проводимости МКЭ точными или приближеннымиметодами;• расчет необходимого значения удельной проводимости резистивного слояМКЭ, обеспечивающей заданную температуру на поверхности;• выбор режима саморегулирования или самостабилизации температуры;• подбор ингредиентов композиции полимерного слоя, технологииизготовления МКЭ, позволяющих обеспечить положительный илиотрицательный температурный коэффициент.Для обеспечения работы МКЭ в технологических режимах самостабилизации илисаморегулирования и регулирования расхода электроэнергии на местный обогревмолодняка животных в зависимости от условий теплообмена направленнымизменением композиции электропроводного слоя МКЭ и параметров технологическогорежима их изготовления можно получить полимерные электрообогреватели сположительным или отрицательным температурным коэффициентом.Наиболее энергоэффективным является режим с саморегулированиемтемпературы на поверхности МКЭ за счет уменьшенного расхода электрическойэнергии, поскольку для создания минимальной температуры, привлекающей молоднякживотных, необходима незначительная мощность, а основной расход электрическойэнергии определяется временем нахождения их на МКЭ. В связи с тем, что процессрегулирования происходит за счет самоорганизации структуры резистивного слоя сизменением условий теплообмена отпадает необходимость в дополнительныхэлементах автоматики, линий связи для регулирования температуры. МКЭ этого типаобладают отрицательным температурным коэффициентом, присущем полимернымполупроводниковым материалам, что показывает преобладание связей проводящийнаполнитель – проводящий наполнитель по отношению к связям полимер –проводящий наполнитель в резистивной фазе композиционного материала (КМ),сложившееся в результате усиления тепловой эмиссии электронов в бутилкаучуковойматрице, увеличения их подвижности и осуществления перемещения зарядов в местахразрыва токопроводящих цепочек за счет туннельного эффекта. Это обстоятельство иделает возможным работу МКЭ в энергоэффективном режиме саморегулирования. Вданном случае рецептура композиции в отличие от высоконаполненных полимеров,обеспечивающих режим самостабилизации температуры, содержит: 30-35 м.ч. ТУ,уменьшенное количество жирных органических кислот, например, стеариновойкислоты (до 2,5 массовых частей); вследствие этого при изготовлении следуетувеличить время смешения до 9 мин., температуру вулканизации снизить до 165 0 С придавлении 11 МПа, время вулканизации установить 30 мин., температуру выгрузкисмеси довести до 180 0 С [3].Предлагаемая система напольного обогрева молодняка животных и птицыобеспечивает наработку на отказ, не менее 50 тыс. часов; отвечает требованиямэлектробезопасности, экологической чистоты, позволяет снизить энергоматериальныезатраты по сравнению с традиционными вариантами обогрева от 20 до 35 %.Разработка эффективной системы электрообогрева индукционных счетчиков вщитах учета (ЩУ) в холодное время года продолжает оставаться актуальной длярегионов Сибири, где до 60 % щитов учета устанавливаются в открытых инеотапливаемых помещениях, а доля использования индукционных счетчиков в РФсоставляет около 40 %, на предприятиях агропромышленного комплекса РФ - до 70 %.Практика эксплуатации ЩУ электроэнергии на предприятияхагропромышленного комплекса выявила необходимость создания эффективнойрегулируемой системы электрообогрева счетчиков электроэнергии для поддержаниязаданной температуры в зоне расположения счетчика, включающей тип и мощность27

электрообогревателя, место его расположения в щите, а также необходимостьавтоматического регулирования температуры в требуемом диапазоне.Неэффективность известных способов обогрева, в том числе на основе резисторовПЭВ и ламп накаливания объясняется рядом причин: использованием значительноймощности для электрообогрева, неравномерностью обогрева поверхности счетчика,малой наработкой на отказ элементов нагрева.Предлагаемая система электрообогрева однофазных и трехфазных счетчиковиндукционного типа в щитах раздельного учета электроэнергии (рис.1) основана наиспользовании МКЭ пластинчатого типа, размещенного внутри щита раздельногоучета электроэнергии (на чертеже не показан) плотно прилегающим к несущейповерхности 2 карболитового корпуса 3 трехфазного индукционного счетчика, исодержит регулятор температуры 4 [5].Рис. 1. Система обогрева трехфазного индукционного счетчика в щитераздельного учета электроэнергииРегулятор температуры 4 выполнен в виде механического термореле ТРМ-11,предназначенного для применения при контроле температуры неагрессивной жидкойили газовой среды и коммутации цепей постоянного и переменного тока, частотой 50 и60 Гц, номинальным напряжением 220 В; погрешность срабатывания – ±4°С,дифференциал - 2-10 °С. Регулятор температуры 4 установлен внутри автоматическоговыключателя 8 и связан через него с многоэлектродным композиционнымэлектрообогревателем 1. Многоэлектродный композиционный электрообогреватель 1через автоматический выключатель 8 подключен к источнику переменного тока снапряжением 220 В.Для монтажа устройства в щите раздельного учета электроэнергиимногоэлектродный композиционный электрообогреватель 1 размещается плотноприлегающим к несущей поверхности 2 карболитового корпуса 3 трехфазногоиндукционного счетчика в вертикальном его положении между ней и корпусом щитараздельного учета электроэнергии и прикрепляется вместе с карболитовым корпусом 3тремя парами скоб 5, имеющих соединительные элементы 6, к щиту раздельного учетаэлектроэнергии. Регулятор температуры 4 устанавливается внизу трехфазногоиндукционного счетчика внутри автоматического выключателя 8, которыйподсоединяется к источнику переменного тока и многоэлектродному композиционномуэлектрообогревателю 1.28

чем на 56000 кВт*ч. Диаграмма потребления электрической энергии на обогревоборудования электронной связи для ряда районов Алтайского края представленана (рис. 3).W, кВт*ч1900170015001300Курьинский р-н, 2010г. - до установки СО с МКЭКурьинский р-н, 2011г. - после установки СО с МКЭКрасногорский р-н, 2010г. - до установки СО с МКЭКрасногорский р-н, 2011г. - после установки СО с МКЭМихайловский р-н, 2010г. - до установки СО с МКЭМихайловский р-н, 2011г. - после установки СО с МКЭ1100900700500300100Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Т, месяцРис 3. Диаграмма потребления электрической энергии на обогрев оборудованияэлектронной связи до и после установки систем обогрева с МКЭПроблема обогрева сливов кровель и создания антиобледенительных системнеизменно остается актуальной вследствие решения важной социальной задачиобеспечения безопасности при эксплуатации жилищного фонда и необходимостиснижения энергоматериальных затрат при его эксплуатации.Решение вышеназванной проблемы состоит в обогреве участков кровли,подверженных обледенению, с помощью кабельных систем обогрева или системобогрева на основе МКЭ, что обеспечит нормальное функционирование системыорганизованного водостока.По сравнению с известными техническими решениями предлагаемая система дляудаления льда с водостоков крыш зданий и сооружений на базе МКЭ пластинчатоготипа обеспечивает энергосберегающую технологию обогрева при сниженииэнергозатрат в 2 раза, автоматическое управление процессами подогрева, уменьшениеметаллоемкости и упрощение конструкции устройства.Система обогрева водостоков крыш зданий и сооружений реализуетсяследующим образом [6]. Предварительно внутри каждого пристенного трубчатоговодостока 1 по всей длине закрепляют многоэлектродные композиционныеэлектрообогреватели 2, располагая их на расстоянии друг от друга (рис. 4). МКЭ-1/1подключают параллельно. Устанавливают датчики 3 температуры наружного воздуха идатчики 4 наличия воды на входе 5 в каждый пристенный трубчатый водосток. Черезблок управления 6 датчики включают в общую электрическую цепь. В зависимости отвнутреннего объема пристенного трубчатого водостока 1, температуры окружающего30

воздуха и расположения коврика 2 в пристенном трубчатом водостоке 1 рассчитываютмощность для каждого из них, причем мощность МКЭ-1/1, расположенных на входе 5 ивыходе 7 пристенного трубчатого водостока 1, устанавливают большей по отношениюк внутренним.Рис. 4. Система обогрева водостоков с использованием МКЭЭлектрообогрев внутреннего объема каждого пристенного трубчатого водостокаосуществляли отдельными МКЭ в диапазоне температур окружающего воздуха от -5 o Сдо +5 o С при наличии воды на входе в пристенный трубчатый водосток, причеммощность электрообогрева участков, расположенных на входе и выходе пристенноготрубчатого водостока, устанавливали большей по отношению к внутренним.Вышеуказанная система реализована для электрообогрева сливов кровель двухжилых домов г.Барнаула.Список литературы:1. Растимешин, С.А. Обоснование параметров локальных электрообогревателей длямолодняка сельскохозяйственных животных: автореф. дис... докт. техн. наук /С.А. Растимешин; ВИЭСХ. - М., 1996. - 45 с.2. Герасимович, Л.С. Низкотемпературные электрообогреватели в сельском хозяйстве/ Л.С. Герасимович, В.П. Степанцов, В.А. Коротинский и др.; Под общ. ред. Л.С.Герасимовича / Минск: Ураджай, 1984. – 118 с.3. Халина, Т.М. Многоэлектродные системы низкотемпературных композиционныхэлектрообогревателей для агропромышленного комплекса: дис... докт. техн. наук /Т.М. Халина - Барнаул, 2005. - 445с.4. Халина, Т.М. Теоретический анализ и расчет электрической проводимостимногоэлектродных низкотемпературных композиционных электрообогревателей /Т.М. Халина // Электротехника. - 2001. - №8. - С. 57 - 62.5. Пат. №2284541 РФ, МПК G 01 R35/02. Устройство для обогрева трехфазногоиндукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии/ Т. М. Халина,М.В. Халин, Е.И. Востриков - №2005115418/28; заявл. 20.05.2005; опубл.27.09.2006, Бюл. № 27.6. Пат. № 2209904 РФ, МПК Е 04 Д 13/00. Устройство для удаления льда сводостоков крыш зданий и сооружений / Т.М. Халина, М.В. Халин, и др.. – №2002102526/03; Заявл. 28.01.2002; Опубл. 10.08.2003, Бюл. №22.31

. , . , . «», . . . ,. , enefftech@yandex.ru, , . , , . ( ) , . , . ( ), – -, . : , , , " (), THERMO, KIMAHeating Cable (), CEILHIT (), ENSTO, TASH (), NEXANSNorway, AS ALCATEL (/ ), DEVI () [1-3]. (. 1), : , , , ; 1. ,, 1234 5 30,,, 20 4515 708 903210 – 200 1 – 2 , 150 , 150 10÷100,,150÷300200÷400300÷700

, ; ., : , . , . : - () ; -, ; , : ; ; ; , ; ; . [4] (. 1).. 1.-1 3 – , 4 N-330, N-220. 2 1 , 1,5 2 .33

.2.-1 [5]. (. 2). 1 2 3, . 1 4, 3 5. 6. - 1 3. 7 8 9.: , ;; – (, ). –, -1, : ; -, , , - , ; , ,, ; 34

; .:1. //. – 2001. – 5. – . 28 – 33.2. . 6057531 , 05 3/44. / MCX, Inc., Jones Thaddeus – 09/OSSS36; .11.02.98; . 02.05.2000.3. . 19836148 , 05 3/28. / Elsaaser Manfred. – 198361483; . 10.08.98; .20.03.2000.4. / . , . , . , . –: , 2001. – 168 .5. . 2209906 , 04 13/076. / . , . , . – 2002118385/03;. 08.07.2002; . 10.08.2003, . 22.35

. .. , . ,. , litvak2002@mail.ru . , « ». : [1]. ,. : ; ; ; ; . , . . 10–15 . . [2]: «- – – . ,. . , . , ». . (. 1) 1998 2008 , . 190 2,52 %.36

. 1. 1993-2010 . (. 2) .. 2..37

6,1 ./100 9,1 %. , , . . . – 0,28. . . , 0,861., , . ,, , . , . (. 3) .. 3.. . , – 0,56. . . , – 1,6. – . 13,3 %, – 7,3 %. .38

: 2020 ..1. ) , , , . , 1993–2010 2,52 %. 1995 2010 7,3 % .2. . – 0,28. .:1. ., . . – , 1997, 65 .2. . . . 2-. –, 1993, 744 .39

.. , . ,. , ovssn@tsuab.ru 261- « …», , . 23-02-2003 « » 23-102-2004 « » ,, – ./( 2 ). , /( 2 . ), , :» «» – 0,223 /( 2 . ). «D» «E» 23-02-2003 . (. ) 23-02-2003, , . . , , . . 0,18 0,48 /( 2 . ), 0,33 /( 2 . ). 88,4 % 1995 ., . . , 1995 , . 72,3 % , . 17–20 % . , (. ) 42,5 %, 23,5 %. , 40

«», , «D» «E». , , 15 – . : , 23-02-2003 , , . – . , ., «» «» , 23-02-2003 . , RR R 0,633,83 2,41 2 , min 0,63 req R 0,85,03 4,02 2 , – R 0,65 2 .min 0,8 req «» «» Rreq 3,83 2 , Rreq 5,03 2 , , , , . - . , , . – . , . , , 30–50%, , Ro 0,55req 2 , , , , . , , , , , , . 770 . , 41

, 0,4...0,6 2 , 4 Rmin 1,75 2 , ttint int=4 . . 8–10% ( ) 30–55% ( ) . . 640 ( – 447) , , , , . , . , , . . , (), , , (, , ), , , . ( 23-02-2003 – 350 ) . , 0,5 2 , 10 . . . , , . . , , . 261- 11 . .10 : «, ,, () , , , , 42

». : , «» . ., , , «D» , , . , «E», .», . 2007 . », , 120 «». – 464 2858,4 . . , 121 . . () Q, 1268 , «» Q,Q 378 , 1646 . 1 2 Q. Q, S= 1268 2858,4 =0,44 /( 2 . )., , Q 429 . Q 839. Q 210 . Q Q Q1049 . 1 . Q. QS0,312 /( 2 ). 1 . Q , . 0,127/( 2 ), «» «»., , , : , ,, , . , , . .43

. . ,. , polov@tpu.ru – [1]. , , . – ), . « – ». :2 2T4 T4 T4 T4c w xw y 2 2 , (1) x y x y2 2 w x w x1 p w wx xwxwy 2 2 , x y x x y(2)2 2wy wy 1 p wy w ywxwy g2 2 T4 T7,x y y x y(3)w xw y0, xy(4)2 2 Ti 1 Ti 1 Ti 0, 2 2 2x x x x i=2, 3, (5)2 2 Ti 1 Ti 1 Ti 0, 2 2 2x x x x i=2, 3, (6)2 2 Ti Ti 0, 2 2xyi=5, 6, (7)T2, T const , (8)T2, T const , (9)T66 T6T7,y(10)TTiji j, Ti Tj, xxi, j=4, 5, 6, ij, (11)TTiji j, Ti Tj, yyi, j=4, 5, 6, ij, (12)44

TiTji j, Ti Tj, i, j=2, 3, ij,xx(13)TiTji j, Ti Tj, i, j=2, 3, ij,yy(14)TiTji j, Ti Tj, i, j=2, 3, ij,xx(15)TiTji j, Ti Tj, i, j=2, 3, ij,yy(16) TT3, 4, 3 4 T4, T5 ,T3, T4,x x , (17) TT3, 4, 3 4 T4, T5 ,T3, T4,x x , (18)T i 0, i=2, 3, (19)T i 0 ,i=2, 3, (20)T 6 0,xx , (21)T 6 0,yy , (22)w w 0 . (23)xy: – , ; x, y, – ; – , /(); – , /(); – , 3 ; p –, ; w x , w – , ; – , 2 ; g – , 2 ; – , –1 ; – , /( 2 ); – ; =5.6710 -8 /( 2 4 ) – – ; 1 – ;2 – ; 3 – ; 4 – ; 5 –; 6 – ; 7 – ; , – , – . (1)–(23) [2] [2]. -, 112993 19484 . 73898 16163 . 600 , ( 70 ) [3]. – 20 [3]. 210-210 [3] 135 . 90 %. 1 . T =363 T =323 – 150/70 °. 45

– T 7 =264,2 . =5 /( 2 ). (. 1) , , , .,/(),/(),3 1. . 42 %0,059 0,87 1,54 1.1 1.3 2.3 3.7 1.5670 837 887 1231 959 1486 1005 1150206 1750 2200 1700 1700 2000 2000 1960 – 0,8 0,85 – – – – – (. 2) Q 2 Q 1 . (. 2) Q [4] . 2..Q 1 , Q 2 , Q2 Q1Q2 Q100%100%Q , QQ 158.90 165.84 4.18 10.77 147.98 168.12 175.30 4.09 9.82 158.09 195.69 203.44 3.81 7.13 188.94 213.36 221.34 3.60 5.57 209.01175.64 183.01 4.03 9.06 166.42 42 %, (. 2), , 3,60–4.18 % . Q 2 Q 10.77 %, [4] , ., Q 2 Q (. 2) , 4622

, [4] , . ( -1284.2011.8).:1. . //. 2009. 5. . 25–28.2. . ., . . . .:, 2000. 316 .3. . . / . . .. : , 2010. 357 .4. 41-103-2000. . .: , 2001. 42 .47

. , . , . ,. , abastron@yandex.ru () [1-5]. (), , , , - . 2010 «» . , 75, HM-16x18/58 16- (. 1) [2]. . () 1,5 . 16- 180058 127 . : KTZ011, . (. 1) [2].. 1. HM-16x18/5848

1. HM-16x18/58, 58, 1800 16, 2 2, 127, 1.5, 56 SUS304 2011 (). 4, 14,15 27 2011 . (. 2)..).).). 2. (100 % , ) HM-16x18/58:) - 04 2011 ., –9 –5 , ;) - 14 2011 ., –4 + 4 , ;) - 15 2011 ., –4 +4 , ;) - 27 2011 ., +15 +17 , ., W ,49.)

, W m cm T , (2) m – , ; m – ( 4,19 /()); , – - , . (. 2). 2. h , /( 2 ) I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII/ 2 )3,34 8,04 14,94 22,93 31,25 33,69 31,53 25,56 17,42 10,19 4,54 2,63 W / (3)CCC. , : 1 – 0,67; 2 – 0,64; 3 – 0,11, 4 – 0,26.h:1. : / . , ., . , . ; . . . – .:, 2008. – 276 .2. // / . . . URL:http://econom24.ru/solnechnaya-energiya-2/vodonagrevateli 18.03.2011).3. Collector test according to EN 12975-1,2:2006 for: Beijing Sunda Solar EnergyTechnology Co. ltd., China. URL: http://www.kollektortest.de ( 18.03.2011).4. Incidence Angle Modifier (IAM) // Solar panels plus. URL:http://www.solarpanelsplus.com/thermal-how-it-works/ ( 22.03.2011).5. Sunda Solar Water Heaters // Beijing Sunda Solar Energy Tehnology Co., Ltd. URL:http://sundasolar.com/product_waterheaters.html ( 12.10.2010).50

. , . , . , . ,. , tsygankovays@nipineft.tomsk.ru 60—80- . XX . 1991 . , , . , . . , , . . (, , , , ). , , , . [1] . [2]. . , . (.1).. 1. . : L1–L16 –, 1–4– 1-4, – .51

() [3], – . . 150-70. : 273 , (8 ) 278 . , , ,. , [4-6], (.1).- 1. , , , 1 1700 400 560 2 300 400 560 50 %3 150 400 560 70 %4 200 400 560 100 %5 230 300 450 100 %6 1240 300 450 7 440 300 450 8 100 50 125 9 100 150 250 10 510 250 400 11 250 100 180 10 %12 390 100 180 13 310 100 180 40 %14 100 100 180 15 180 100 180 16 420 100 180 [7-9]. . 2). (Q ) (Q ), [1], (Q ) [10]. 2. , (Q -, Q )/Q , %(Q -Q )/Q , %Q Q Q 1 5160 460,08 330,72 472,74 39 432 5160 440,98 331,98 475,04 33 433 4300 371,65 276,46 378,95 34 374 4670 414,01 287,93 397,45 44 3852

(. 2) , [4-6], , , [1]. , , . 30–40 % . [1]. , . , 1, 2, 3 , 30…40 %, [10] (.2). , , . , , . , . 30 % [10] . .:1. 41–103–2000 . .: .– 2001.– 42 .2. : 34.09.255-97..: , 1988.- 18 .3. ., . // .- 2002.- 4.- . 35-38.4. ., . // . – 2002. – 3. – . 60–62.5. ., ., . // .– 2002.– 6.– . 18 –23.6. ., . // .– 2002.– 4.– . 35–38.7. . // :53

. XVII . . . , .– , 2011.– .3.– . 257–258.8. ., . //.–2008.–.81,–2.–.303–311.9. ., . // .-2009.– 2 (58).– .37–40.10. « », 3:153–34.20.523–2003..:,2003.–28.54

. ,. , gilimyanov@admstrj.tomsk.ru 21.03.2011 163 « 2011 . 2011 32 193 . , : – 97 . (50 %); – 45,5 . (23,9%); – 50,3. (26%); – 230 . 0,1 %). 01.10.2011 69 %. 9- 71,1 . , 68,9%. 4 , . 3,5 . 4 , 60-70%. - 104 . . 8%. 2010 2011 1,9 . ., , 71,5 . . 1- – , «» . , , . », , . 2- , . , , 19,8 . . 16,4 55

2011 , 2012 . , , . – , , , . . , , ,, . , . 2011 19,2 . 5- , , , , 18 28 . . , . , 313 , 5%, – 10% . 60 . . 2-, . 30 %, , , , 10 2011 6,9 6,5. . : 14 104 . , , , . 3 5 % . , , , . , , 22.12.2010 262, . , , , . , , 56

, , . , : . ,, 2011. 0,01 , , , – . , , . , ,, , , , , , ., . « «-», , . . 40 . (!) – , 2011 50,3 . , 44 . , , 4,5 . 1,8 . . , . 100 % , 80 % . , , ). . 2011 30 , .57

, 2010 2009 : 1,5 % , , . ; 7 %; 1,5 %. 2011 , , . , . , , , , , , . , 2012-2014 , , , 2-, : « – ». 2011 100 . ,, , , .. 2, 70- . . 25 . , . , -, -, . , 100 , , – , . , 01.10.2011, 2 », 10 % . 31.12.2011 58

8- , 19 2012 . , . 2020 ( 10.06.2011 382.). 07.06.2010 273 « , »., . . . .. , , , . «», , ,. , , ., , . , , , , , .59

– . , . «»,. , visokie.texnologii@gmail.com 23 2009 . 261- « », . . — , . , . » , . «» . , . , — , , , . , ., , , , , . .1. — !.. , ! — , —. , , «», ! , , , ! ,. . , , ., ZOND, 150 ,60

«». , «», . , , .: ( ), . , , , , , . «» , , , . 60-80 % , - , . !? . : « !». , , , . :1. . 72, . ,! . , . , .2. . . ( ) - , , . . . , . , , , ., , , , , 61

. 2. !. «» , . « « ». , — . , — . , . , . , , — , «». , . !: , , . , . , , . , . , . , . — . 23 , , , ., , , . , , !? , . , , , -. 10% . !, , . ! 62

. . – , ! . - ! . . — « », . ! , , , , , «» ! . . , ( 80 12 ) . , «». 6 . . , 2500 . . , ! ! – 100, – 2500, – , – , , . , , , ., , , ,. «». 94-., . — .3. , . . , . , , . —, . , . . 63

., , , . – . , : , , . . , , ., , , , . .:1. .2. , , .3. ( ) , , , , , .4. .5. , 6. .7. , .8. , . .9. .10. « », «», .11. , . .12. , . .13. .64

14. , », . , , . . . , ! , , , , , , . , " "; » - .660062 . , . , 4, . 2, 3 : (391) 290-10-76: (391) 290-16-14E-mail: sibests@mail.ru65

ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ БУДЖЕТНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙЮ.А. КраснятовНациональный исследовательский Томский политехнический университет,kras@elti.tpu.ruПроблемы энергосбережения и энергоэффективности являются одними изнаиболее актуальных в Российской экономике. Суммарное энергопотребление России в2007 году составило 990 млн. т.у.т. и продолжает увеличиваться, при этомэффективность использования энергоресурсов находится на низком уровне. В связи сэтим вопросам энергосбережения и энергоэффективности в России стало уделятьсязначительно больше внимания, в том числе и в таких основополагающих документахразвития ТЭК, как «Энергетическая стратегия России до 2030 года», Закон Российскойфедерации №261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетическойэффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российскойфедерации» принятый ГД РФ 29.11.09 и др.Промышленно развитые страны Европы, США, Япония еще после первогонефтяного кризиса семидесятых годов прошлого столетия приняли жесткие меры поповышению эффективности потребления энергоресурсов, которые привели кснижению энергоемкости валового национального продукта на 33-35% [1]. Послевторого энергетического кризиса восьмидесятых годов промышленно развитые страныеще больше ужесточили меры против расточительного использования энергоресурсов.Если страны Восточной Европы за последние годы сделали рывок в вопросеэффективности использования энергоресурсов (Польша увеличилаэнергоэффективность в 2,3 раза, Венгрия, Чехия, Словакия - в 1,5 раза) [2], то в Россиипока видимых успехов нет. Несмотря на существенный прогресс в повышенииэнергоэффективности экономики всех развитых стран Россия все еще находится вгруппе стран с очень высокой энергоемкостью ВВП [3].В 2010 году в России был своеобразный юбилей – 15 лет официальномуэнергосбережению. В 1995 году энергосбережение было принято за основуэнергетической стратегии и энергетической политики России на длительнуюперспективу. Одним из факторов, повлиявшим на такое решение правительства былото, что Россия по энергоэффективности в 1995 году заняла 118 место из 128, обогнавнесколько развивающихся стран и стран бывшего СССР.По различным данным, в том числе и зарубежных экспертов, [2, 3] общийпотенциал энергосбережения Российской экономики составляет 40-45% от всехпотребляемых энергоресурсов. Этот потенциал можно и необходимо использовать.Экономические расчеты и практика энергосбережения показывает, что затраты нареализацию мероприятий по повышению эффективности использованияэнергоресурсов часто бывают значительно меньшими чем затраты на их добычу. Нодля того, чтобы начать использовать имеющийся потенциал энергосбережения,необходимо преодолеть ряд барьеров. Основными из которых являются:• несовершенство нормативно-правовой базы, которое проявляется внедостаточной мотивации и заинтересованности во внедренииэнергосберегающих технологий, отсутствии на предприятиях и ворганизациях органов и лиц, ответственных за реализациюэнергосберегающих мероприятий;• отсутствие государственных органов, устанавливающих передовыенормативы потребления энергоресурсов и контролирующих ихсоблюдение, особенно в системе ЖКХ и организациях бюджетной сферы;66

• несовершенство или отсутствие систем учета потребления энергоресурсовв жилом фонде;• отсутствие статистической отчетности предприятий ЖКХ в рациональномиспользовании энергоресурсов и соответствие потребления ихнормативным значения;• недостаток опыта и заинтересованности в финансированииэнергосберегающих проектов со стороны инвестиционных банков;• - недостаток кадров, прошедших обучение в области энергосбережения;• отсутствие информации, особенно для населения, о реальной выгоде,которое оно будет иметь реализуя энергосберегающие мероприятия, атакже информации дающей сравнение нормативных общедомовыхвеличин потребления энергоресурсов и этих величин в конкретных домах,а также причин их большой разницы.• отсутствие в большинстве предприятий, особенно ЖКХ, перспективныхпрограмм энергосбережения, подробных отчетных и перспективныхэнергетических балансов;• отсутствие эффективного контроля за разработкой и внедрением программэнергосбережения на всех уровнях экономики.Для реализации этого потенциала необходим поиск и внедрение в производствоэнергетически и экономически эффективных мероприятий в условиях полногоконтроля потоков энергоресурсов.Начальным этапом работ по повышению эффективности использованияэнергоресурсов, разработки программ энергосбережения, составления бизнес-плановвнедрения энергосберегающих мероприятий, является энергоаудит. Энергоаудит,проведенный квалифицированными специалистами, даст точный ответ на вопросы:какой потенциал энергосбережения имеет предприятие, на сколько можно снизитьэнергопотребление в результате внедрения предложенных экономически и техническиобоснованных мероприятий, сколько потребуется инвестиций, за какой срок ониокупятся и т.д.Согласно Федеральному закону №261-ФЗ проведение энергоаудита становитсяобязательным для целого ряда предприятий и в первую очередь организацийфинансируемых из бюджетов всех уровней.Энергоаудит – это методически и инструментально достоверное обследованиеэнергопотребления предприятия, с целью поиска мест нерационального использованияэнергоресурсов, выявления мест их «утечки» составление энергетического балансапредприятия, структурирование потоков энергоресурсов выбор мероприятий поповышению эффективности энергопотребления, разработки бизнес-плана повнедрению этих мероприятий, выбор контролируемых параметровэнергоэффективности с целью мониторинга выполнения бизнес-плана и эффективностивнедренных мероприятий. Наиболее полную картину дает комплексный аудит –финансовый, технический, энергетический. Финансовый и технический аудиты. Онпозволяет выявить виды энергоресурсов и места их нерационального использования,выбрать мероприятия направленные на снижение потребления энергоресурсов безуменьшения объема выполняемых задач и условий их выполнения, показатьинвестиционную привлекательность этих мероприятий.При выборе целей и мероприятий необходимо исходить из следующихпринципов:• в первую очередь необходимо начинать экономить те энергоресурсы, накоторые приходится больше всего финансовых затрат;67

• экономить энергоресурсы надо там, где потенциал энергосбереженияаномально велик;• внедрение энергосберегающих мероприятий надо начинать с тех, которыепозволяют экономить энергоресурсы при минимальных затратах.Сопоставительный анализ различных видов аудита (энергетического,экологического и финансового) показывает, что у них много общего - цели, задачи итехнологии. Опыт показывает, что проведение энергетического и экологическогоаудита желательно совмещать, а проводить их необходимо на основе данныхфинансового аудита.Энергетические обследования предприятий финансируемых из госбюджетапоказывает, что если в расходной части финансового баланса предприятия затраты напотребленные энергоресурсы составляют менее 10 %, то эффективность использованияэнергоресурсов на достаточно высоком уровне и энергоаудит большой экономииэнергоресурсов не даст.Если эта величина составляет 10–20 %, то энергоаудит проводить необходимо, ион выявит места повышенного расхода энергоресурсов.Если финансовые затраты на потребленные энергоресурсы превышают 20 % отрасходной части баланса необходимо срочно проводить энергоаудит, так как в этойорганизации в системах энергообеспечения явно имеются «энергетические дыры»,через которые происходит значительные потери энергоресурсов.Опыт показывает, что квалифицированный энергоаудит только в договорах наэнергообеспечение выявляет неправомерное завышение оплаты за потребленныеэнергоресурсы на 3–5 %.Внедрение энергосберегающих мероприятий позволяет снизить финансовыерасходы организаций на оплату потребленной электроэнергии на 10–20 %, тепловойэнергии на 10–25%, водоснабжения на 5–30 %. При этом беззатратные илималозатратные знергосберегающие мероприятия могут составить реализациюпотенциала энергосбережения предприятия на 30–50 %. Срок окупаемости этихмероприятий составляет менее одного года. Для определения очередности внедрениясреднезатратных и инвестиционных мероприятий необходимо сделать техникоэкономическоеобоснование их внедрения и на основании его принимать решения овнедрении этих мероприятий.В госбюджетных предприятиях основные расходы энергоресурсов приходятся насодержание зданий и сооружений.В большинстве стран доля расходов на содержание государственных организацийсоставляет около 20 % от ВВП страны. Расходы на коммунальные услуги этихорганизаций равны 5–10 % от суммарных расходов бюджетных учреждений или около1 % от ВВП, причем не все здания госучреждений современные. Так 80 %общественных зданий в США построены до 1980 года по устаревшим проектам срасточительным, по сегодняшним меркам, использованием энергии. Снижением потерьэнергоресурсов в этих зданиях занимаются специализированные энергосервисныекомпании (ЭСКО) [4], которые работают на договорной основе с оплатой по схемегарантированной экономии энергоресурсов или на условиях раздела полученнойэкономии средств за счет снижение потребления энергоресурсов. За 1900 – 2002 годыэти компании инвестировали в энергосберегающие проекты порядка $15-18 млрд.Средний размер стоимости энергосберегающего проекта составил около $2 млн. дляфедеральных учреждений и $1 млн. для остальных объектов. В расчете на 1 м 2 площадиобщественных зданий затраты на проекты составили до $21 для крупных и $33 – длясравнительно малых объектов. Средний срок окупаемости проектов составляет 6–7 лет.68

Этот опыт зарубежных стран начинают внедрять и в российскую экономику.Энергосервисные компании уже созданы во многих городах России, в том числе вЕкатеринбурге, Новосибирске, Томске, Красноярске и других городах. Ожидается, чтообслуживание энергосервисными компаниями госбюджетных организаций и объектовжилищно-коммунального хозяйства, в которых особенно высокий потенциалэнергосбережения, даст значительную экономию бюджетных средств и снизит затратынаселения за услуги ЖКХ.Список литературы:1. Ушаков В.Я. Современная и перспективная энергетика: технологические,социально-экономические и экологические аспекты. - Томск: Изд-во Томскогополитехнического университета, 2008.–46.2. Энергоэффективность в России: скрытый резерв: - Отчет Международнойфинансовой корпорации и Мирового банка реконструкции и развития(International Finance Corporation and The International Bank for Reconstruction andDevelopment), 2008.3. Протокол энергетической Хартии по вопросам энергетической эффективности исоответствующим экологическим аспектам – ПЭЭСЭЛ. Российская Федерация:Регулярный обзор, 2007.4. http://www.tek.ua/article0$t!481$a!379351.htm «Бережливость по-американски»69

РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ ТОМСКОГОФИЛИАЛА ОАО «ТГК-11»: ДОСТИГНУТЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ПРОБЛЕМНЫЕВОПРОСЫР.Т.ПакТомский филиал ОАО «ТГК-11»,г. Томск, РоссияГеография присутствия на совещании представителей регионов достаточнообширна, поэтому позволю себе дать короткую справку по Томской генерации ОАО«ТГК-11». Томский филиал «ТГК-11» имеет в своем составе 5 структурныхподразделений: ГРЭС-2, ТЭЦ-3, пиковая резервная котельная (ПРК), Тепловые сети иТеплоэнергосбыт.Установленная электрическая мощность – 471 мвт. Установленная тепловаямощность – 2335 Гкал. Общая протяженность тепловых сетей в эксплуатации– 508 км.Томская генерация ежегодно вырабатывает свыше 2 млрд. квтч электрической энергиии свыше 5 млн. Гкал тепловой энергии.13,9%48,3%0,7% 14,1%Рис.1. Структура потребления ТЭР23,1%ЭЭТеплоУгольНефтьГаз природныйЕсли взять данные 2010 г. по потребленным Томской областью топливноэнергетическимресурсам, а это 8500 тыс. тут, и посмотреть структуру потребленияТЭР, то доля ТЭР, которые производят, потребляют и транспортируют предприятия ТФОАО «ТГК-11» в общем балансе потребляемых ТЭР Томской областью, составляетпорядка 24 %. Только топлива, а это природный газ и уголь, было потреблено в 2010 г.Томской генерацией в количестве 1 388 тыс.тут.Доля весьма значительная, поэтому вопросы энергосбережения для предприятийТФ ОАО «ТГК-11» всегда были приоритетными и всегда находились на особомконтроле.За последние 5 лет в Томском филиале введено в эксплуатацию новоесовременное основное оборудование с высокими технико-экономическимипоказателями. Это турбогенератор Т-50 на Томской ГРЭС-2 и водогрейный котелКВГМ – 140 на ПРК. В следующем 2012 г. на ПРК предусмотрен ввод в эксплуатациюгазотурбинной установки ГТУ-16 с котлом утилизатором.Все это позволяет рационально распределять базовую тепловую нагрузку междуисточниками с использованием наиболее экономичного основного оборудования смаксимальной загрузкой теплофикационных отборов турбоагрегатов, что обеспечивает70

снижение удельных расходов топлива на отпуск электроэнергии и тепла. Конечно, самопо себе строительство и ввод в эксплуатацию экономичного основного оборудованияна источниках без развития и реконструкции тепловых сетей не может решить задачусокращения топливной составляющей в общих затратах Томской генерации, посколькупо существующим тепломагистралям с определенной пропускной способностьюневозможно подать тепловую мощность в те районы города где возникают новыетепловые нагрузки. Поэтому в 2011 г. были построены: тепломагистраль ТМ-10 встроящийся микрорайон «Солнечная долина» и ведется целенаправленная работа пореконструкции тепломагистрали ТМ-2 с увеличением диаметра по направлениюинтенсивно застраиваемых микрорайонов г. Томска: мкр. Восточный и Солнечный.Только перераспределение тепловых нагрузок между ПРК и ГРЭС-2 в пользуГРЭС-2 с загрузкой теплофикационных отборов и прежде всего новой турбины Т-50дает экономию топлива порядка 10 тыс. тут. С ростом тепловых нагрузок в «Солнечнойдолине», мкр. Восточном, Солнечном этот эффект будет только расти.В целом динамика снижения удельных расходов топлива на отпущенный Квтч иГкал. показан на (Рис.2)350300333319303,9 309,68 316,46 313,07 312,76 316,88 309,8 311,34250200150136,3 131,8 133 134,8 135,19 134,65 135,5 137,18 140,06 139,41005002001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010ГГ.Отпуск эл/энергии г/квтчОтпуск теплоэнергии кг/ГкалРис.2. Удельный расход топлива на отпущенный кВтч. и ГкалСерьезных результатов томская генерация достигла и в части сокращениятепловых потерь при транспорте тепловой энергии.На (рис.3) показана динамика сокращения подпитки теплосети за 10 лет.Сокращение почти на 5млн.м.куб. подпитки в теплосеть, а попросту сокращение утечектеплоносителя на эту величину, дает значительное сокращение потерь тепловойэнергии, на уровне 6 % от годового отпуска тепловой энергии.Уважаемые коллеги, думаю не надо Вас убеждать в том, что технологияпроизводства электрической и тепловой энергии это сложнейший процесс и на каждомего этапе имеется ресурс энергосбережения.71

метры кубич.16 000 00014 000 00014 365 554 14 072 32512 833 07912 000 00010 000 00010 812 81210 724 28010 572 539 10 382 5439700 071 9 875 716 9 744 2928 000 0006 000 0004 000 0002 000 0000Рис.3.2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010Подпитка м³Расход подпитки в теплосеть централизованного теплоснабженияГГ.В Томском филиале «ТГК-11» реализуется средне-срочная программаэнергосбережения на период 2011-2015 гг. В ней большое количество конкретныхмероприятий. Это приоритетная для томской генерации программа и ее реализациянаходится под постоянным контролем.Нет сомнений, что она будет полностью реализована.Мне бы хотелось затронуть конкретные вопросы энергосбережения, решениекоторых зависит не только от «ТГК-11».Проблема ветхих домов (их в г. Томске 800ед, или 16% от всех многоэтажныхдомов), прежде всего состояние их внутренних инженерных систем, в том плане какони влияют и как должны влиять на гидравлические режимы, на температурныеграфики отпуска тепловой энергии, на разработку схем теплоснабжения и ихактуализацию и в конечном счете на энергосбережение.В г. Томске 739 жилых домов с внутренними инженерными системами, которыетребуют капитального ремонта и полной замены. Гидравлическое сопротивление большинствадомов достигает 5-6 м в.ст. вместо положенных 2 м в.ст. Естественно элеваторные системы неработают, и элеваторы попросту «блинят».В условиях, когда такие дома присутствуют по системе теплоснабжения, по всеммагистралям повсеместно, температурный график вынужденно принимается 150/70 °C со срезкой110 °C (просто исходя из условий безопасности). Далее под этот режим рассверливаются соплаэлеваторов, а чтобы не было массовых перетопов при температурах наружного воздуха до срезки,меняется и наклон температурного графика. И вот мы уже работаем не по графику 150/70 °C сосрезкой 110 °C, а по графику 115/65 °C со всеми вытекающими последствиями какположительными, так и отрицательными. И так работаем десятилетиями и будем работать ещедолго, поскольку состояние с ветхими домами улучшается но недостаточными темпами итребует больших затрат, а желание подать в ветхую систему теплоснабжения напрямуютеплоноситель с температурой 130 °C у теплоснабжающих организаций не возникает. А кольскоро это так, то в разрабатываемых схемах теплоснабжения необходимо в обязательном порядкеуказывать в разделе узких мест и проблемных вопросов наличие ветхих домов и оценку состояния72

внутридомовых инженерных систем. В противном случае неизбежно возникнут разногласия ипротиворечия при оценке разработанных инвестиционных программ и по актуализации схемытеплоснабжения в целом между органом тарифного регулирования в субъекте Федерации,муниципалитетом и теплоснабжающими организациями. С точки зрения энергосберегающегоаспекта ветхие дома потребляют тепла на 30 % больше норматива потребления. Все они восновном без приборов учета. В итоге сверхнормативное потребление транформируется всверхнормативные потери теплоснабжающей организации т.е. «ТГК-11». Потенциалэнергосбережения в этом секторе оценивается ежегодно 60млн.руб. или порядка 30тыс.тут.Еще одна проблема касается теплоснабжения населения частного сектора, посколькуименно здесь при относительно малом объеме присоединенной тепловой нагрузки наиболеезначительные утечки теплоносителя, потери тепловой энергии через изоляцию и коммерческиепотери.Прежде всего, приведем цифры по оснащенности коммерческими приборами учетатепловой энергии централизованной системы теплоснабжения г. Томска. Только 157 из 1590Гкал/ч присоединенной нагрузки в Томском филиале ОАО «ТГК-11» не оснащены приборамиучета.Таким образом, по присоединенной нагрузке 90,1 % потребителей оснащеныкоммерческими приборами учета. Из неоснащенных приборами учета объектов с общейнагрузкой 58 Гкал/ч – это потребители с нагрузкой более 0,2 Гкал/ч (всего 115 объектов). По этимобъектам Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетическойэффективности…» четко определил, что до 01.01.2012 г. (в свете новых изменений к указанномузакону – до 01.07.2012 г.) они должны быть оснащены приборами учета. Рано или поздно этопроизойдет.45 Гкал/ч присоединенной нагрузки домов без приборов учета – это жилые дома менее 0,2Гкал/ч в количестве 740 ед., на которых в соответствии с действующим законодательствомнеобязательна установка приборов учета. Помимо всего прочего они являются ветхими со всемивытекающими последствиями, о которых говорилось выше.И, наконец, оставшиеся 54 Гкал/ч – это общая нагрузка 3100 объектов с единичнойнагрузкой менее 0,2 Гкал/ч, из которых порядка 2500 объектов – это жилые дома частного сектораПо земельным участкам частного сектора проложены теплосети общей протяженностью порядка50 км диаметром Ду32, Ду40, Ду50. Никто не платит за потери в этих сетях, поскольку онипрактически являются безхозяйными. Муниципалитет не торопится объявлять их в «бесхоз» споследующим оформлением в собственность, поскольку проходят они по землям, находящимся вчастной собственности. Потери там значительные и сопоставимы с полезным отпуском по этимобъектам. В 2010 г. полезный отпуск по ним составил 76 тыс. Гкал. Значит потери примерно такиеже, а это 1,5 % потерь тепловой энергии от общего отпуска тепла. Потенциал энергосбереженияболее чем значительный. На наш взгляд, решение вопроса могло быть таким.Муниципалитеты активнее должны организовывать процесс оформления в своюсобственность этих сетей, параллельно передавая их в обслуживание теплоснабжающиморганизациям. Надо заходить на эти сети с новыми технологиями прокладки теплосетей длясущественного снижения теплопотерь, но с одновременным оформлением со сторонымуниципалитетов охранных зон теплотрасс и сервитутов (обременений). И тогда вторым этапомможно организовать в частном секторе 100 %-й коммерческий учет с целью ликвидациикоммерческих потерь.Безусловно, решить данный вопрос архисложно. Но что-то с частным сектором надо делатьна законодательном уровне, может быть на региональном уровне; уж больно велик там потенциалэнергосбережения, а в сегодняшней ситуации пока ничего сделать нельзя. Спасибо за внимание.73

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ СВЕТИЛЬНИКИ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОЯРКИХСВЕТОДИОДОВА.В. Иванов*, А.В. Фёдоров*, С.М. Семёнов***НИИ АЭМ ТУСУР г. Томск , Россия,** Национальный исследовательский Томский политехнический университет,г. Томск, РоссияЭлектрическая энергия используется во всех сферах человеческой деятельности. Вэкономике России энергосбережение и энергосберегающие технологии являютсяприоритетными направлениями. Согласно данным международного энергетическогоагентства, на освещение приходиться примерно 16-19 % общего мирового расходаэлектроэнергии. В настоящее время почти во всём мире питаются найти решения исредства для уменьшения потребления и более эффективного расходования природныхресурсов, и не в последнюю очередь - энергии.Стремительный рост энергопотребления приводит к нехватке электрическихмощностей и росту тарифов. Россия по сравнению с другими государствами тратитбольше всех ресурсов (топлива и энергии) на производство единицы валового внутреннегопродукта. Переход к полупроводниковому освещению в России позволит снизитьвоздействие этих факторов на экономику[1].В настоящее время наиболее насущным является энергосбережение в жилищнокоммунальномхозяйстве и в офисных и складских помещениях. Замена традиционныхламп накаливания в быту и сфере ЖКХ на светодиодные позволяет сократить потреблениеими электроэнергии на 80 %. Замена газоразрядных светильников в производственныхпомещениях позволяет сократить потребление электроэнергии на освещение в 2 раза.Помимо очевидного преимущества – экономии электроэнергии применениесветодиодных светильников даёт ряд других полезных качеств. Отсутствие мерцания истробоскопического эффекта очень важно при освещении рабочих помещений, особеннопри работе со станками. Светодиоды не содержат никаких вредных веществ, поэтомупроблем с утилизацией, которая является серьёзной для люминесцентных источниковсвета, нет.Светодиодные светильники имеют очень большой срок службы (100000 часов) и несодержат в своём составе узлов подлежащих периодической замене. В ряде случаев даннаяособенность является существенным преимуществом и делает применение светодиодовнаиболее выгодным, несмотря на высокую начальную стоимость. Например приосвещении лифтов или уличном освещении проводить регулярное обслуживаниепроблематично.На основании Постановление правительства от 9 апреля 2010 г. №218 «О мерахгосударственной поддержки развития кооперации российских высших учебных заведенийи организаций, реализующих комплексные проекты по созданию высокотехнологичногопроизводства» в рамках работ по проекту № 73/10 «Разработка высокоэффективных инадежных полупроводниковых источников света и светотехнических устройств иорганизация их серийного производства» объединением томских вузов (ТУСУР, ТГУ,ТПУ) и предприятием ОАО «НИИПП» госкорпорации «Росэлектроника» проводятсяработы по разработке гаммы светодиодных светильников различного назначения.Все осветительные светодиоды им\еют одинаковую базовую конструкцию. Онивключают в себя: полупроводниковый чип кристалл; подложку, на которую он74

устанавливается; контакты для электрического подключения; соединительные проводникидля подсоединения контактов к кристаллу; теплоотвод; линзу и корпус. Названныесветодиоды снабжаются теплопроводящим корпусом для прямого присоединения кохлаждающей поверхности. Хороший теплоотвод жизненно важен для обеспечениятемпературного режима и нормальной работы светодиода.В свою очередь, осветительные светодиоды делятся на RGB и люминофорныесветодиоды [3]. При использовании метода RGB белый свет получается при объединенииизлучения красного, зеленого и синего светодиодов. Люминофорные технологииполучения белого света предполагают использование одного светодиодакоротковолнового излучения, например, синего или ультрафиолетового, в комбинации сжелтым люминофорным покрытием. Фотоны синего излучения преобразуются в нем вфотоны желтого света. Комбинация фотонов синего и желтого цвета создает белый свет.Несмотря на ряд преимуществ, применение RGB светодиодов приводит к серьёзномуусложнению конструкции, как источника питания, так и всего светильника. Поэтому наданном этапе развития для разработки энергосберегающего источника света применяютсяосветительные, люминофорные светодиоды.Светодиодам необходимы специальные источники питания-драйверы,обеспечивающие их работу [4]. Только правильно спроектированный источник питанияспособен обеспечить нормальную работу светотехнического устройства. Особенностямисветодиодов являются зависимость светотехнических характеристик от протекающеготока и низкое напряжение питания. Поэтому драйвер для светодиода должен обеспечиватьна выходе пониженное напряжение и стабилизацию тока. Существуют различныевыполнения данных требований. Наиболее простой способ питания светодиода –последовательный активный или реактивный балласты. Однако такой способ необеспечивает стабилизацию тока, а лишь ограничивает его. Стабилизацию можнообеспечить с помощью линейного стабилизатора. Но данный стабилизатор имеетнеудовлетворительные энергетические характеристики. Поэтому более рациональнымспособом питания светодиодов является импульсный стабилизатор, работающей навысокой частоте [5].Структура источника питания этого типа представлена на рисунке 1.Рис.1. Структурная схема источника питания светильникаНа входе источника питания установлен помехоподавляющий фильтр (ППФ),предназначенный для подавления электромагнитных помех со стороны самого источника75

питания. Входной низкочастотный выпрямитель (В1-ККМ) совмещен с корректоромкоэффициента мощности. Он преобразует напряжение промышленной частоты 50 Гц впостоянное, а также приближает коэффициент мощности устройства к 1. Фильтр (Ф1)служит для сглаживания пульсаций напряжения на выходе выпрямителя. Далеевысокочастотный инвертор (И) преобразует постоянное напряжение в переменноевысокочастотное. Выход инвертора выполнен на основе высокочастотноготрансформатора (ТV), который понижает напряжение инвертора до необходимойвеличины. Управление инвертором осуществляет система управления (СУ), сиспользованием принципа широтно-импульсной модуляции (ШИМ) с обратной связью потоку. В качестве датчика тока (ДТ) применяется трансформатор тока.Основным узлом драйвера является силовой инвертор, который может бытьвыполнен по различным схемам. Наилучшими энергетическими характеристикамиобладают двухтактные инверторы. Однако такой вариант требует сложной системыуправления и большого количества элементов, поэтому его применение в данном случаенецелесообразно. В предлагаемой системе инвертор выполнен по более простой схеме -однотактного обратноходового двухключевого инвертора, рисунок 2 (в отечественнойлитературе часто можно встретить название «косой мост») [5].Рис.2. Однотактный двухключевой инверторТакое схемное решение обладает рядом преимуществ и достоинств, которые хорошоподходят для реализации источника питания светодиодного светильника. Это:• защита от короткого замыкания;• универсальность схемы по мощности (с таким решением можнореализовывать схемы на рабочую мощность от 50Вт до 500Вт);• напряжение на стоке силовых транзисторов не превышает напряженияпитания инвертора, что даёт возможность использовать более дешёвыесиловые транзисторы;• малое число силовых ключей;• высокий КПД.Инвертор работает следующим образом. Когда транзисторы VT1, VT2 открыты, тодиод VD3 закрыт, а энергия первичного источника, запасается в индуктивностинамагничивания и в индуктивности рассеяния трансформатора TV1. При этоммагнитопровод трансформатора намагничивается в прямом направлении.76

Когда транзисторы VT1,VT2 закрыты, то диод VD3 открыт и накопленная энергиячерез него поступает в конденсатор фильтра C2 и нагрузку Rн. Энергия, запасенная виндуктивности намагничивания и в индуктивности рассеяния трансформатора,возвращается в источник питания E через открывающиеся диоды VD1 и VD2, благодарячему протекает размагничивание магнитопровода в обратном направлении, за счетприложенного обратного напряжения к обмотке w1.На основе данной структуры изготовлен опытный образец драйвера мощностью 150Вт и проведены его испытания, которые подтвердили правильность выбранного схемногорешения. В дальнейшем данный драйвер будет устанавливаться в светильники уличногоосвещения.Список литературы1. Гончаров А., Денисов И., Козырева И., Федченко Ю., Яковлев А. «К вопросуэнергоэффективности и энергосбережения в освещении» Полупроводниковаясветотехника. 2011. №4.2. Анатомия светодиодов [Электронный ресурс], режим доступаhttp://www.lighting.philips.ru/lightcommunity/trends/led/anatomy/anatomy.wpd,свободный, дата обращения 12.09.2011.3. Создание белого цвета с помощью светодиодов [Электронный ресурс], режимдоступа http://www.lighting.philips.ru/lightcommunity/trends/led/anatomy/white_led.wpd,свободный, дата обращения 12.09.2011.1. 4. Мелешин В. И. Транзисторная преобразовательная техника / В. И. Мелешин.– М. : Изд-во Техносфера, 2006. – 631 с.4. Семенов Б.Ю. Силовая электроника от простого к сложному / Б.Ю.Семенов. – М.:СОЛОН-Пресс, 2005. – 416 с.77

ТИПОВЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА ПРЕДПРИЯТИЯХА.А. БацевНациональный исследовательский Томский политехнический университет,г. Томск, Россияdigfatfox@yandex.ruВ настоящее время почти повсеместно наблюдается рост абсолютных иотносительных потерь электроэнергии в электрических сетях энергоснабжающихорганизаций: АО-энерго, предприятий электросетей (ПЭС), муниципальных городскихэлектрических сетей (МГЭС). В отдельных АО-энерго относительные потери достигли15-20 %, а в некоторых ПЭС и МГЭС - 25-40 %.Обеспечение электромагнитной совместимости (ЭМС) является одним изосновных требований к системам электроснабжения. Завышение оценок ЭМС приводитк необоснованному увеличению капиталовложений, а занижение – к ущербу отдополнительных потерь электроэнергии, снижения срока службыэлектрооборудования, ухудшения качества продукции. В связи с этим высокиетребования предъявляются к обоснованности и точности методов оценивания ЭМС какна стадии проектирования, так и в эксплуатации систем электроснабжения.Проблема ЭМС в определенном смысле аналогична проблеме охраныокружающей среды: возрастание мощностей электроприемников и интенсификациярежимов их работы приводят к искажению параметров электрической энергии, что, всвою очередь, отрицательно сказывается на режимах работы другихэлектроприемников сети. Обеспечение ЭМС связано со значительными затратами,обусловливающими высокие требования, предъявляемые к точности и обоснованностиметодов оценки ЭМС в сетях электроснабжения.Задачи обеспечения ЭМС решаются на стадии проектирования и в эксплуатации,что требует создания методов расчета и измерения показателей ЭМС – величинколичественно характеризующих свойства ЭМС.Для передачи информации на высоких частотах используются линииэлектропередач. Одним из основных элементов в этой системе являютсявысокочастотные заградители серии ВЗ. Они предназначены для созданияопределенных сопротивлений на линиях высокого напряжения, предотвращения потерисигналов из-за распространения их на другие линии. Система высокочастотной связипо ЛЭП наиболее эффективна:• с точки зрения затрат, т.к. ВЧ-оборудование требуется только на концевыхстанциях;• сигналы могут быть посланы по ЛЭП на несколько сотен километров.Рис.1. Высокочастотный заградительный фильтр78

Система ВЧ-связи используется для обеспечения служебной телефонной связи впределах электросети, для передачи сигналов управления и телезащиты. ВЧзаградителивключают в себя три основных элемента: катушку индуктивности,разрядник для защиты от перенапряжения и элемент настройки.Рис.2. Концевая анкерная опора двухцепной ВЛ 110 кВ с высокочастотнымизаградителями и самонесущим волоконно-оптическим кабелем в междуфазномпространствеТаблица 1. Основные технические характеристики ВЧ-фильтровТипизделияНоминальныйдлительныйток, АИндуктивностьреактора напромышленнойчастоте, мГнНапряжениелинийэлектропередач,кВВЗ-630-0,5 630 0,547 35-110ВЗ-1250-0,5 1250 0,536 116-330ВЗ-2000-0,5 2000 0,535 330-750ВЗ-4000-0,5 4000 0,5 1050ВЗ-2000-1,0 2000 1,027 330-75079Диапазончастотзаграждения,кГц36-42, 40-48,47-60,59-82,74-118,100-200, 160-100036-44; 43-57;50-70; 60-95;80-164; 145-100036-47;45-65;50-77;60-95;80-164:145-100036-50; 48-80;75-270З6-66; 50-146; 70-1000Габаритныеразмеры,мммасса,кг1100х1436 1681256х1448 3931340х1636 6441636х1844 13251604х1708 1030

Основной стратегический путь снижения потерь электрической энергии –совершенствование учета, отпущенной в электрическую сеть и полезно потребленнойэлектроэнергии. Мероприятия по совершенствованию и повышению точности учетаэлектроэнергии достаточно хорошо известны. Их типовой перечень включен вотраслевую инструкцию, а некоторые дополнения к нему рекомендованы в циркуляреРАО «ЕЭС России» от 23.0.99 №01-99 (Э).На сегодняшний день становится все более очевидным, что главныминаправлениями совершенствования системы учета электроэнергии являются:• замена старых, отработавших свой ресурс индукционных счетчиков классаточности 2,5 на новые. Это позволит в среднем повысить учитываемыйполезный отпуск электроэнергии на 10-12 %;• поверка и метрологическая аттестация ТТ и ТН в рабочих условияхэксплуатации, создание и внедрение соответствующих поверочных средствдля измерительных трансформаторов всех ступеней напряжения;• установка дополнительных СЭ, ТТ и ТН, обеспечивающих учет отпуска ипотерь электроэнергии по ступеням напряжения;• совершенствование и внедрение аттестованных в установленном порядкепрограмм расчета технических потерь электроэнергии;• активизация внедрения автоматизированных систем контроля и учетаэлектроэнергии (АСКУЭ) на электрических станциях, подстанциях, укрупных потребителей с постепенным переходом к внедрению АСКУЭбытового потребления;• информационная и функциональная увязка АСКУЭ и автоматизированныхсистем диспетчерского управления (АСДУ) ПЭС и МГЭС;• создание автоматизированных баз данных по потребителямэлектроэнергии (юридическим и физическим лицам) с их привязкой кэлектрическим сетям для контроля за динамикой объема потребленияэлектроэнергии по месяцам и годам и ее соответствия динамике объемавыпускаемой продукции, например; расчета и анализа фактических идопустимых небалансов электроэнергии по электрическим сетям;• корректировка ПУЭ, строительных норм и правил проектнойдокументации для защиты бытовых электросчетчиков от хищений иразрушения потребителями, ужесточение мер ответственности за этихищения и разрушения;• широкое внедрение счетчиков прямого включения с предоплатой.Практическая реализация перечисленных мероприятий требует значительныхкапиталовложений и времени и по оценкам Клинских электрических сетей позволитуменьшить коммерческие потери электроэнергии максимум на 50 %.Остальные 50 % коммерческих потерь – это хищения электроэнергии. Ввыявлении и ликвидации хищений электроэнергии очень важен учет «человеческогофактора», под которым понимается:• обучение и повышение квалификации персонала;• осознание персоналом важности для предприятия в целом и для егоработников лично эффективного решения поставленной задачи;• мотивация персонала, моральное и материальное стимулирование;• связь с общественностью, широкое оповещение о целях и задачахснижения коммерческих потерь, ожидаемых и полученных результатах;• ужесточение мер уголовной, административной и материальнойответственности за хищения электроэнергии.80

Для того чтобы требовать от персонала Энергосбыта, предприятий и работниковэлектрических сетей выполнения нормативных требований по поддержанию системыучета электроэнергии на должном уровне, достоверному расчету технических потерь ивыполнению мероприятий по снижению потерь, персонал должен знать этинормативные требования и уметь их выполнять. Кроме того, он должен хотеть ихвыполнять, т.е. быть морально и материально заинтересованным в фактическом, а неформальном снижении потерь. Для этого необходимо проводить систематическоеобучение персонала не только теоретически, но и практически, с переаттестацией иконтролем усвоения знаний (экзаменами). Обучение должно проводиться для всехуровней – от руководителей подразделений, служб и отделов до рядовых исполнителей.Список литературы:1. http://telemex.info/index.php?option=com_content&view=article&id=66&Itemid=672. http://www.energotehnik.ru/katalog/vz.php3. Инструкция по снижению технологического расхода электрической энергии напередачу по электрическим сетям энергосистем и энергообъединений. - М.: СПОСоюзтехэнерго, 1987.4. Сборник нормативных и методических документов по измерениям,коммерческому и техническому учету электрической энергии и мощности. - М.:Издательство «НЦ ЭНАС», 1998.5. Воротницкий В.Э., Заслонов С.В., Калинкина М.А. Программа расчета потерьмощности и электроэнергии в распределительных сетях 6-10 кВ. -Электрическиестанции, 1999, № 8.6. Воротницкий В.Э, Загорский Я.Т., Апряткин В.Н., Западнов В.А. Расчет,нормирование и снижение потерь электроэнергии в городских электрических81

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ КРИТЕРИЕВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ МЕТОДИКИКЛАССЕФИКАЦИИ МЕДЕЦИНСКИХ УЧРЕЖДЕНИЙ ПОЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИЮ.Н. ВербичНациональный исследовательский Томский политехнический университет,г. Томск, Россияski-89@mail.ruС каждым годом необходимость дальнейшей работы в области повышенияэффективности потребления энергии становится всё острее. Низкая энергетическаяэффективность, гигантские энергозатраты на производство продукции снижаютконкурентоспособность российской экономики и в дальнейшем могут привести к серьёзнымпоследствиям в этой сфере. Снижается потенциал экспорта энергоресурсов. При повышениитарифов растет социальная напряженность. Масса денег уходит на строительство и ремонтсистем энергоснабжения, около 60 % коммунальных сетей уже находятся в аварийномсостоянии. И с каждым годом положение становится все отчаяннее. Энергосбережение всовременных экономических условиях является не просто составной частью, а ключевымэлементом реформы.В мировой практике важным инструментом энергосберегающей политики являетсяинформирование об энергоэффективности электробытовых приборов, строительных итеплоизоляционных материалов, зданий, коммунального теплоэнергетического оборудования,автотранспорта. Маркировка (этикетирование) являются лучшими способами полученияинформации об энергетической эффективности оборудования или объекта. За рубежом ужедавно успешно используются различные методики присвоения зданиям уровнейэнергоиндексации в ходе энергообследования объекта. В дальнейшем классэнергоэффективности заносится в энергетический паспорт здания. Вся эта классификацияприносит пользу для энергосбережения в целом и делает её более эффективной. В России этоявление новое и только начинает развиваться. Использование зарубежных методикклассификации зданий не представляется возможным. Методы расчетов, применяемые дляоценки энергоэффективности в различных странах, значительно различаются. Одна из причин– Директива по энергетическим характеристикам зданий, которая задаёт общие рамки иоставляет контроль над деталями за государствами. Но даже если в будущем методикиэнергоэффективности будут полностью урегулированы, по прежнему сохранится большоеколичество различий на национальном уровне, которые будут влиять на энергопотребление.Например, требования охраны труда, которые влияют на уровень воздухообмена зданий,качество внутреннего микроклимата и климатические условия в силу географическогорасположения, строительные нормы и т.д. Всё это не позволяет использовать зарубежныеметодики классификации.В ноябре 2009 года был принят закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышенииэнергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные актыРоссийской Федерации» Впоследствии к закону прилагались «правила определения классаэнергетической эффективности многоквартирных домов». Использованная в этом законеметодика классификации неприменима для медицинских зданий, муниципальныхучреждений, зданий производства и других объектов социальных сфер РоссийскойФедерации. Энергетическая эффективность зданий должна рассчитываться на основанииметодик, которые будут учитывать особенности каждого социального здания, и включать всебя такие факты как тепловая изоляция домов, эффективность систем отопления,кондиционирования и установленное оборудование. Медицинские объекты являютсяважнейшими объектами энергоснабжения в нашей стране и принадлежат к особой группе поэнергоснабжению, но не подлежат энергоиндексации, что пагубно влияет наэнергоэффективность в этой социальной отрасли в целом. Целью данной статьи является82

определение основных критериев для создания методики классификации медицинскихучреждений по энергоэффективности.Энергоэффективность зданий зависит в основном от качества их эксплотации, котороеопределяется не только наличием современных приборов, но и соответствующейорганизацией эксплуатационных служб.Медицинские учреждения являются потребителями:• Тепловой энергии в виде отопления, ГВС, вентиляции, технологического тепла,потерь;• Электроэнергии в виде освещения, работы оборудования и различных установок,потерь;• Холода в холодильных камерах (отрицательное тепло);• Невозобновляемых источников энергии: газ, уголь и т.д.Исходя из типов потребления энергии медицинскими учреждениями можно составитьосновные критерии, по которым стоит рассматривать общую энергоэффективностьмедицинских учреждений:• термическое сопротивление здания. На сделанных из космоса инфракрасныхснимках российские города выглядят как сияющие точки. Настолько многотепла выделяют дома старой постройки через щели в окнах, стенах и крышу!Наличие большого количества сосулек на крышах домов – это первый признакнекачественной теплоизоляции крыши, т.к. теплый воздух нагревает крышу,снежный покров подтаивает, и образуются сосульки. Общее термическоесопротивление здания складывается из сопротивления покрытия, стен, окон;• годовое потребление электрической энергии системами на оборудование иосвещение. Как правило, в различных организациях ведется постоянный учетрасхода электроэнергии, оборудован ее входной коммерческий учет на ТП, нараспределительных устройствах для крупных внутренних потребителей и наиндивидуальных вводах установлены электросчетчики;• удельное годовое потребление тепловой энергии системам. Это количествополезной тепловой энергии за отопительный период, израсходованное накомпенсацию теплопотерь здания с учетом воздухообмена и дополнительныхтепловыделений при нормируемых параметрах микроклимата помещений в нем,отнесенное к единице площади пола квартир здания (или отапливаемой площадиодноквартирных домов), и градусо-суткам отопительного периода;• количество углекислого газа выброшенного в воздух. В результате сжигания наЗемле органических топлив происходит ежегодный прирост выбросов CO2сверх сбалансированного круговорота, что способствует образованиюпарникового эффекта. На долю ТЭС приходится примерно 22 % общих мировыхвыбросов CO2. Россия взяла на себя обязательства до 2008 – 2012 гг. непревышать выбросы парниковых газов относительно уровня 1990 г. Удельныйвыброс CO2на единицу выработанной электрической и тепловой энергии в РФсоставляет 0,414 кг/(кВтч). Для расчёта выброса углекислого газа применяютсякоэффициенты эмиссии, которые приведены в (табл. 1). На основании этогопоказателя можно судить об энергоэффективности предприятий.Пример расчета одного из критериев определения класса энергоэффективности–количество углекислого газа выброшенного в воздух при сжигании топлива:Воспользуемся коэффициентом эмиссии углекислого газа (табл. 1).83

Таблица 1. Коэффициенты эмиссии углекислого газаВид топлива Коэффициенты эмиссии CO2тCO / тут . . тCO /2 2Твердое 2,76 25,68Газообразное 1,62 15,07Мазут 2,28 21,22ГДжВ среднем для производства 1 кВтч требуется 400 г.у. т, следовательно:2,76г C O2⎯ ⎯→ 1 г . у . т2,76 ⋅ 400 = 1104г C O21104г C O2⎯ ⎯→ 1кВт чЗная годовое потребление электрической энергии можно получить количествовыброшенного при этом CO2в год для дальнейшего анализа.Предполагаемая таблица для определения класса энергоэфективности:ПоказательЕдиницаизмеренияКоличество Соответствие классу1.Общие характеристики зданий1.1Общая площадь 2м1.2 Количество этажей Эт.1.3 Количество людей Чел.2.Энергетические показатели2.1Термическоесопротивление2.2 Годовоепотреблениеэлектрическойэнергии2.3 ГодовоепотреблениетепловойэнергииСтеныОкнаПокрытияОбщееОсвещениеОборудованиеОтоплениеГВСВентиляцияХолодильныеустановки2.4 Количество углекислого газавыброшенного в воздух2м ⋅ КВт /КВт⋅ч / м2КВт⋅ч / мкгCO / 2Список литературы:1. Специализированный журнал №7 – Энергосбережение, 2007 – 94 с.2. В.И. Беспалов, С.У. Беспалова, М.А. Вагнер Природоохранные технологии наТЭС: учебное пособие; Томский политехнический университет. – 2-е изд. –Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. – 240 с.3. www.pamag.ruм2284

СНИЖЕНИЕ ПОТЕРЬ В МУНИЦИПАЛЬНЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ИТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОСЕТЯХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИКОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИА.В. СинеевООО «Компания ТРИВОНТ», Межрегиональное Объединение СибирскихЭлектротехнических Предприятий,г. Барнаул, Россияinfo@zeros.ruПосле отмены приказом Минэнерго России от 10.01.2000 г. № 2 «Правилпользования электрической и тепловой энергией» [1] потребители электрическойэнергии перестали участвовать в поддержании коэффициента мощности икомпенсации реактивной мощности на шинах нагрузок. С отменой этого документапромышленные потребители потеряли экономический стимул поддерживатьнеобходимый Cos ϕ. Это привело к:• возрастанию потоков реактивной мощности в линиях межсистемныхпередач и системообразующих распределительных сетях ираспределительных сетях потребителей,• возникновению дефицита реактивной мощности в узлах нагрузки и какследствие- к снижению напряжения на шинах нагрузок и подстанций,снижению статической устойчивости нагрузки по напряжению в сетях.• увеличению до предельно допустимых значений токов полной нагрузкиЛЭП и ТП и ограничению их пропускной способности из-за загрузкиреактивной мощностью.Передача по сети реактивной мощности вызывает затраты активной энергии,которые покрываются активной энергией генераторов (за счет дополнительного расходатоплива). Поэтому передача реактивной мощности отнимает часть пропускнойспособности линий. Это приводит к тому, что:• нарастает число отключений потребителей и увеличиваются размерыотключаемых нагрузок защитами при снижении напряжения во времякоротких замыканий в электрических сетях и циклов (режимов) АПВили АВР в электрических сетях,• увеличивается вероятность введения в действие аварийногоотключения потребителей в часы максимумом нагрузок из-заперегрузки линий электропередачи и трансформаторного оборудованияподстанций, в том числе и необоснованными потоками реактивноймощности;• дефицит активной мощности в целых регионах из-за существенногороста потерь активной мощности в электрических сетях и предельнойзагрузки линий электропередачи избыточными потоками реактивноймощности привели к сдерживанию присоединения новых потребителейили увеличения мощности присоединенных [5].Выработка реактивной мощности не требует непосредственного расходатоплива, но ее передача по сети вызывает затраты активной энергии в виде потерьэлектрической энергии и снижет их общую пропускную способность. В связи сэтим увеличение выдачи реактивной мощности генераторами (с целью доставки еепотребителю) нецелесообразно. Наиболее целесообразна система распределённойкомпенсации реактивной мощности в точках (узлах) преобразования энергии,включая объекты потребления электроэнергии. Уменьшение потерь активной85

электроэнергии, обусловленных перетоками реактивных мощностей, являетсяреальной эксплуатационной технологией энергосбережения в городскихэлектрических сетях и технологией повышения эффективности использованияэлектроэнергии (мощности) у потребителей [5].Кроме того, эффективное регулирование реактивной мощности (РМ)обеспечивает необходимое качество электрической энергии (уровня напряжения)на границе: городская электрическая сеть общего пользования - электрическая сеть(электроустановки) потребителей. Cos ϕ является одним из главных показателейкачества электрической энергии, установленных ГОСТ 13109-97 («Электрическаяэнергия. Нормы качества электрической энергии в системах энергоснабжения общегоназначения») [4].Потери активной мощности (АМ) в электрической сети описываются формулой:Потери АМ согласно приведенной зависимости при Сos ϕ = 0,5 достигают 40%, апри Сos ϕ = 0,316 вся АМ, передаваемая по сети, расходуется на потери в ней. Приэтом величина РМ почти в 3 раза превышает АМ [6].1. Экономическая оценка эффективности снижения потерь враспределительных сетях НовосибирскэнергоЭкономическое значение активных потерь электроэнергии при передаче ипотреблении РМ рассмотрим на примере сетей 10(6)–0,4 кВ региональной компанииНовосибирскэнерго. Примем наиболее характерный, средневзвешенный Сos ϕ = 0,8 враспределительных электрических сетях 10(6)–0,4 кВ г.Новосибирска и Новосибирскойобласти.Согласно официальным данным Новосибирскэнерго покупка электроэнергии в2010 г. составила примерно 15,7 млрд. кВт·ч. Если вычесть потери НЭ на собственныенужды (примерно 3,5 %), то получается полезный отпуск потребителям: 15,15 млрдкВтч. Нормативные потери электроэнергии в сетях 10(6)–0,4 кВ города, утвержденныеАдминистрацией Новосибирской области в 2010 г. составили 15 %:Примем допущение, что фактические потери равны нормативным.Тогда потери в сетях НЭ: ∆W1=15150х10³х0,15=2272,5 х10 ³ МВтчПримем, что за счет мероприятий по оптимизации балансов РМ в сетях Сos ϕповышен на 0,1. Тогда прогнозируемые потери электроэнергии уменьшатся довеличины:∆W2=2272,5 х10 ³ МВтч х (0,8²: 0,9²)= 1796х10³ МВтч∆W= ∆W1- ∆W2=2272,5 х10 ³ - 1796х10³ = 476,5 х10 ³ МВтчСледовательно, можно ориентировочно считать, что повышение коэффициентамощности в целом в электрических сетях 10(6)–0,4 кВ Новосибирскэнерго на 0,1приведет к экономии 476,5 х10³ МВт·ч электроэнергии, что при средней стоимостипокупки городом 1 кВт·ч на ОРЭ России в 2010 г. в размере 1 руб. составит годовуюэкономию 476,5 млн. руб.Этим не исчерпывается экономическое значение повышения коэффициентамощности. Повышение коэффициента мощности на 0,1 в городских и особеннорайонных распределительных сетях 10(6)–0,4 кВ высвобождает мощности генераторовна электростанциях около 1,5 тыс. МВт. Если учесть, что для производства 1,5 тыс.МВтч электроэнергии нужно иметь около 1 млн т условного топлива, котороенеобходимо получить из недр земли, затратить большой труд на добычу и доставку кэлектростанции, обеспечив выработку электроэнергии, то можно представить всюэкономическую выгоду в экономике от уменьшения потребления РМ.86

Низкий Сos ϕ приводит к излишней загрузке передачей РМ понижающихподстанций, поэтому приходится увеличивать мощность трансформаторов или ихколичество. Повышенная загрузка сетей реактивным током вызывает понижениенапряжения в сети, а резкие колебания значения РМ – колебания напряжения в сети и,как следствие, ухудшение качества электроэнергии, отпускаемой потребителям,снижение статической устойчивости эгнергосистемы.Учитывая, что фактический коэффициент мощности в распределительныхэлектрических сетях 10(6)–0,4 кВ не выше 0,8, несложно видеть, что потери активноймощности в распределительной сети после установки установок компенсации РМмогут быть снижены на 27–40 %.Расчеты выполнены в рамках концепции энергетической сетки [8]: т.к. основныеузлы энергообеспечения города закольцованы, то, устанавливая в этих узлахкомпенсирующие устройства УКРМ, получаем компенсацию РМ во всейэнергосистеме города (рис.1)Энергетическая сетка городскойэлектрической сети- РП – 6 (10) кВ- ТП – 6 (10) кВ- кабельные линии – 6 (10) кВРис.1 Энергетическая сетка городской электрической сетиВ итоге уменьшение в распределительных сетях потоков реактивной мощности засчёт её управляемой компенсации в узлах нагрузки и у потребителя позволит:• обеспечить(при наличии в энергоузлах тех же объемов активноймощности и той же пропускной способности сетей) приростпотребления активной мощности до 20% без увеличения её потребленияиз энергосистемы;• нарастить потребителям производственные мощности без увеличенияпотребления из городской распределительной сети;• присоединить потребителей там, где ранее было отказано, илиприсоединить новых потребителей там, где компенсация реактивноймощности позволит это сделать;• улучшить технико-экономическую эффективность системыэлектроснабжения города, сетевой компании и самих потребителей,• повысить статическую устойчивость электроэнергетической системы,систем электроснабжения и нагрузки потребителей при снижении ипровалах напряжения в сети.2.Компенсация реактивной мощности в городских тяговых подстанцияхСнижение пиковых нагрузок в контактных сетях городов - чрезвычайно87

актуальная задача в последние годы [7].Традиционный способ решения этой проблемы – увеличение количества тяговыхподстанций на линиях электротранспорта - очень дорогой способ, т.к. предусматриваетземлеотвод, капстроительство, монтаж дорогостоящего высоковольтногооборудования. Кроме того, тяговые подстанции не позволяют использоватьрекуперативное торможение транспортных средств (возврат энергии в сеть приторможении), т.к. количество стартующих и тормозящих трамваев на конкретномучастке определяется стихийно. До 40 % потребляемой энергии рассеивается ватмосферу на тормозных реостатах. Возрастает уровень электрических помех, т.к.трансформаторная подстанция – контур генератора помех. В России практически неприменяются системы компенсации РМ пиковых нагрузок на электротранспорте.Предлагаемое решение проблемы – установка устройств компенсации реактивноймощности на тяговых подстанциях - по технологическим и инженерным критериямпревосходит традиционные решения в виде строительства новых более мощныхподстанций, позволяет не только не превышать установленный уровень мощности , нои сэкономить до 40 % электроэнергии за счет компенсации реактивной мощности всеть. На каждой тяговой подстанции предлагается устанавливать комплектныерегулируемые конденсаторные установки. При возникновении на линии пиковойнагрузки, например, разгона трамвая, конденсаторная установка берет на себякомпенсацию этой нагрузки, не вызывая перегрузок в питающей сети, а распределяянагрузку равномерно во времени.В результате, подстанция будет работать в более благоприятном режиме, чтоположительно скажется на ее надежности, безаварийности и безотказности. Также этопозволит снизить заявленную пиковую мощность, ликвидировать провалы напряженияв питающей сети электротранспорта.В 2010 г. были реализованы два пилотных проекта: с МУП «Горэлектротранс»г.Барнаула и г.Бийска на проведение выездных измерений, позволяющих получитьисходные технические данные для расчета режимов компенсации реактивноймощности (РМ) на тяговых подстанциях и выбора соответствующего оборудования.Полученные данные подтвердили наличие возможности энергосбережения наданном направлении.Так, средневзвешенный Сos ϕ на стороне НН ТП №15 г.Барнаула равен 0,83, асредневзвешенный Сos ϕ на стороне НН ТП № 1 г.Бийска равен 0,81.Энергопотребление трамваев и троллейбусов крайне неравномерно: периоды спотреблением мощности до 200 кВА и длительностью 10-20 секунд, сменяютсядвижением накатом и торможением, в течении которых потребление почтиотсутствует. Тем не менее, требуемая присоединительная мощность для обеспечениядвижения одного трамвая/троллейбуса составляет ≈ 200 кВА, т.е. по его максимальноймощности.Предлагаемое техническое решение позволяет распределить во временипотребляемую электроэнергию, тем самым, снизив порог необходимой мощностиприсоединения. Учитывая, что соотношение времени потребления максимальноймощности и времени минимальных потреблений составляет примерно от 1/2 до 1/5,можно полагать снижение требуемой присоединительной мощности в 2÷3 раза. Т.е. накаждый 1 МВА имеющейся присоединительной мощности высвободить порядка 200-300 кВА. Если учитывать высокую стоимость присоединительных мощностей, тогодовой эффект от внедрения только одной конденсаторной установки составит от 1 до2 млн. руб.Кроме того, с технической точки зрения, сглаживание пульсаций нагрузки в сетиобеспечивает безопасность этих сетей и возможность контролируемого регулирования88

такого важного параметра как реактивная мощность. В результате нет нужды встроительстве новых тяговых подстанций.Характер нагрузки горэлектротранспорта тяговой электросети - преимущественноиндуктивный. Случайный характер, большой диапазон изменения мощности нагрузкии ее непродолжительность отрицательно сказывается на одном из важнейшихпараметров сети Cos φ. В свою очередь указанные скачки реактивной мощности ведутк большим потерям активной мощности в линиях электроснабжения. Применениесистемы компенсации РМ пиковых нагрузок позволит избавиться от указанныхпроблем, и позволит сэкономить значительные финансовые средства в годовом объемепримерно 40 млн.руб., положительно скажется на надежности системыэлектроснабжения города.Список литературы:1. Приказ Минэнерго № 2 от 10.01.2000 г2. Постановление Правительства РФ N 168 от 21 марта 2007 г.3. Приказ Минпромэнерго России от 22.02.2007 № 49 (Порядок расчета значенийсоотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельныхэнергопринимающих устройств потребителей электрической энергии,применяемых для определения обязательств сторон в договорах об оказанииуслуг по передаче электрической энергии (договоры энергоснабжения)).4. ГОСТ 13109-97 («Электрическая энергия. Нормы качества электрической энергиив системах энергоснабжения общего назначения)5. Паули В.К., Воротников Р.А.: Компенсация реактивной мощности какэффективное средство использования электроэнергии, Энергоэксперт № 2, 20076. Овсейчук В, Трофимов Г.,Кац А.,Винер И.,Укасов Р., Шимко А.: Компенсацияреактивной мощности: к вопросу о технико-экономической целесообразности,Новости Электротехники № 4, 20087. Могиленко А.:Потери электроэнергии в распределительных сетях. Особенностианализа информации, Новости Электротехники № 6, 20088. Решение задач по нормализации потоков реактивной мощности враспределительных электрических сетях, Энергоэксперт № 2, 2007.9. Технический каталог: Устройства компенсации реактивной мощности, 2011 г,Компания «ТРИВОНТ»©89

СИСТЕМА СОВМЕЩЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ВЫСОКОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙЭФФЕКТИВНОСТИТ.Г. Коржнева, И.В. ВасильевНациональный исследовательский Томский политехнический университетkorzhneva.tayana@mail.ruОсвещение является важнейшей частью физико-биологической средысуществования человека, определяющей комфортность среды обитания, самочувствие,работоспособность и производительность труда.Любая сфера жизнедеятельности современного общества не может обойтись безорганизации освещения помещений. И хотя затраты электроэнергии на освещениеотдельно взятого помещения могут показаться незначительными, в масштабеобщественных затрат эти значения представляются весьма внушительными.Неблагоприятная экологическая обстановка, ограниченность энергетическихресурсов и постоянный рост цен на них превращают мероприятия по развитиюэнергосберегающих техники и технологий и их интенсивному внедрению в категориюбезальтернативные [1–11]. При этом очевидно, что развитие энергетики пойдет понаправлению широкого использования нетрадиционных возобновляемых источниковэнергии. По общему мнению специалистов, в освещении основным способом экономиипервичных невозобновляемых энергоресурсов должно стать более полноеиспользование энергии Солнца. В этой связи проектирование нового поколения зданийставит задачу современного подхода, использующего достижения светотехники,материаловедения и энергетики, позволяющих обеспечить одновременно высокийуровень комфорта и минимальные энергетические затраты.Современный европейский уровень энергоэффективности «Пассивного дома», накоторый сориентировано строительство и реконструкция домов, соответствуетудельному расходу не превышающему 15 кВт·ч/м 2 в год [3]. Теоретически, пассивныйдом представляется независимой энергосистемой, не требующей расходов наподдержание комфортной среды. Например, оптимальная температура пассивного домаподдерживается благодаря теплу, выделяемому живущими в нём людьми и бытовымиприборами. С позиций такого подхода конструктивные решения и структураинженерных систем предполагают анализ энергетического баланса помещения, дома,сооружения. Традиционный тепловой баланс помещения учитывает приход-расходтепла, таблица, на основе [4, 5].Таблица 1. Тепловой баланс жилых зданий в зимнее время года (осредненныезначения), %Трансмиссионные потери теплаВсего наГорячееЧердак,Инфильтрация отоплениеСтеныОкна Всеговодоснабжениеполи вентиляцию8…29 6…8 12…14 28…42 30…48 70…78 22..33Из приведенных данных видно, что значительная часть утечек тепла приходитсяна инженерные системы дома: вентиляцию и на конструкционные элементы здания(окна и двери). Поэтому пассивный дом – это отличная теплоизоляция, герметичность,а также минимальный расход энергии на вентиляцию и освещение. Последнее можетбыть достигнуто днем – за счёт оптимизации естественного освещения, в темное времясуток – за счёт энергоэффективного искусственного освещения [2, 6].90

Известно, что тепловое сопротивление окон в 5,6 раза меньше, чем наружныхстен, поэтому снижение тепловых потерь через световые проемы – чрезвычайноактуальная задача, которая может быть решена за счет:• уменьшения количества и площади окон;• повышения теплового сопротивления материалов стеклопакета и оконногоблока.Традиционные вертикальные окна обеспечивают нормируемый уровеньестественной освещенности в помещении на расстоянии приблизительно 6 м от окнапри асимптотическом характере распределения естественной освещенности по мереудаления от окна. Очевидно, что для повышения её значений в глубине помещениятребуется значительное увеличивать размеры оконного проема. Это приводит кувеличению естественной освещенности, комфортной световой среде и экономииэлектрической энергии на искусственное освещение. Однако любое увеличениеплощади прозрачных конструкций ведет к охлаждению и/или нагреванию помещения,вызванных инфильтрацией и трансмиссионными потерями, что сводит на нетдостигнутую экономию электроэнергии.Таким образом, с позиций оптимизации энергетического баланса наконструктивное решение пассивного дома накладываются определенные ограничения ввопросе устройства традиционных светопроемов в ограждающих конструкциях.Целью данной статьи является анализ новой совмещенной системы освещения,оказывающей наименьшее негативное воздействие на окружающую среду, созданиекачественной световой среды при минимальных энергетических затратах.Задачу оптимизации энергозатрат предлагается решать с помощью организациикачественного естественного освещения помещения и использования полых трубчатыхсветоводов как средства защиты от прямых солнечных лучей. Такая система состоит изнаружного светособирающего купола, светонаправляющего элемента,представляющего собой трубу, изготовленную из материала с высоким значениемкоэффициента отражения, и внутреннего диффузора для перераспределения световогопотока внутри помещения. Естественный свет попадает на купол и с помощью системылинз (купол представляет собой линзу Френеля) направляется в полый световод, где врезультате многократных отражений поступает в помещение, равномерно рассеиваясь впространстве с помощью диффузора, встроенного в потолок. Купол световода можетрасполагаться как на крыше здания для сбора солнечного света из зенитных областейнебосвода, так и на фасадах здания. Конструкция купола позволяет улавливать нетолько прямые солнечные лучи, но и собирать свет всей полусферой, обеспечиваянеобходимый уровень освещенности помещения даже в облачные дни, зимние месяцы,раннее утро и к концу дня, когда Солнце расположено низко над горизонтом.Недавние разработки в области отражающих материалов для внутреннегопокрытия световодов [7] позволили получить материал, основанный на применениимногослойных полимерных оптических стеков, зеркальный коэффициент отражениякоторого превышает 99 %. Из многослойного тонкопленочного покрытия,изготовленного из прозрачного диэлектрического материала, формируют резонансныйинтерференционный стек, который обеспечивает высокий коэффициент отражения дляширокого диапазона углов падения света. Применение этого материала позволяетзначительно увеличить расстояния, на которых передача света становитсяэкономически выгодной. Изменение коэффициента отражения всего на 0,1 % приводитк значимым изменениям его эксплуатационных характеристик [7]. Например, полыйсветовод Solatube Daylightning System (рис. 2) имеет многослойное интерференционноепокрытие, обеспечивающее рекордную отражающую способность 99,7 %. Уникальные91

свойства покрытия обеспечивают эффективное поступление видимого излучения ипрепятствуют передаче тепловой и ультрафиолетовой составляющих солнечного света.Рис. 1. Принцип работы Solatube Daylightning System [8]Эти свойства системы позволяют в течение светлого времени суток исключитьискусственное освещение в помещениях и обеспечить комфортное естественноеосвещение: высокое качество цветопередачи, однородность и равномерностьосвещенности, отсутствие пульсаций светового потока.Одно из преимуществ световодов заключается в том, что они могуттранспортировать свет через конструкцию крыши с использованием поворотных колен,могут отклоняться и поворачиваться на своем пути, чтобы обойти конструктивныеэлементы и доставить естественный свет по назначению (рис. 1).абРис. 2. Способы установки полых трубчатых световодов: а) на фасаде здания дляосвещения подземных помещений; б) на фасаде здания с горизонтальным вводом светав помещениеРассмотрим эффективность использования систем естественного света с позицииэнергобаланса. В работе [9] представлены общие теплопотери и общие солнечныетеплопоступления от различных световодных систем. Например, при равной площадисветопроёмов вертикальных окон и световодов теплопотери от оконного проёмаплощадью 0,8 м 2 (0,8×1 м) составят 5,6 (Вт/м 2 )ºС, в то время как для световода такой жеплощади купола при длине 1,2 м – 3,8 (Вт/м 2 )ºС. Теплопередачи самих световодов придиаметрах 250 мм – 0,312 (Вт/м 2 )ºС; 350 мм – 0,624 (Вт/м 2 )ºС; 530 мм – 1,515 (Вт/м 2 )ºС.92

Снижение тепловых потерь является одним из наиболее важных преимуществ полыхсветоводов для Сибирского региона, где перепад температур в помещениях и снаружив зимнее время достигает 60°С. Световод представляет собой герметическиуплотненную трубу с неподвижным воздухом внутри, который работает какпрекрасный теплоизолятор.Коэффициент солнечных теплопоступлений через оконный проём с теми жепараметрами составляет 0,87, для световода – 0,16. Одновременно отсутствуюттеплопоступления от неработающих источников искусственного света, что резкоснижает тепловую нагрузку на системы кондиционирования воздуха в обычныхофисах. Использование систем естественного света позволяет экономитьэлектроэнергию на отопление помещения зимой и его кондиционирование летом.Таким образом, просматривается очевидное превосходство световодных систем спозиций создания энергосберегающего естественного освещения и открываютсяперспективы интегрирования их в комплексное инженерное решение, объединяющеесистемы эффективного естественного освещения, энергосберегающего искусственногоосвещения и солнечной батареи как источника энергии. На рис. 3 представленосхематическое изображение такого комплекса [10].Инновационная концепция автономной автоматизированной системысовмещенного освещения базируется на экологической и энергетическойэффективности применяемых технологий и технических решений, а также наиспользовании солнечной энергии и естественного света. Энергоэффективная системавнутреннего освещения отличается локализованным энергопотреблением.Рис. 3. Принцип работы автономной автоматизированной системы совмещенногоосвещенияИспользование естественного освещения за счет технологии передачи светаSolatube Daylightning System позволяет не включать источники искусственного света втечение всего светового дня и экономить до 50 % электроэнергии на освещение вСибирском регионе. Полное исключение работы источников искусственногоосвещения способствует комплексному уменьшению энергопотребления в часыпиковых нагрузок на энергосети (дневное время).93

Рис. 4. Принцип работы совмещенной системы освещения. Слева: работа системыSolatube Daylightning System, исключая систему искусственного освещения; Справа:недостаток естественного освещения восполняет искусственный свет, управляемыйсистемой автоматического управленияКогда естественного света не достаточно для поддержания необходимого уровняосвещенности, начинает работать система искусственного освещения, для питаниякоторой используется энергия солнца, преобразованная солнечными батареями вэлектрическую, накопленную в аккумуляторах.Автоматика необходима для регулирования и поддержания постоянногонормируемого уровня освещенности в помещении (рис. 4). Это так называемыесистемы автоматического управления освещением, благодаря которым можно илиуменьшить световой поток источников света, в зависимости от дневного освещения иприсутствия человека, или полностью отключить осветительную установку, чтопозволяет снизить затраты энергии до 80 %.Создание комфортного освещения с идеальной цветопередачей, благоприятногодля здоровья, исключение из работы источника искусственного света в течение всегосветового дня – реальные преимущества автоматически управляемой системысовмещенного освещения.При оценке стоимости системы в целом нужно рассматривать не толькостоимость комплектующих изделий, затраты на обслуживание, но учитыватьдополнительные эффекты, не поддающиеся простым расчетам, но которые присущисистеме – это экологический, социальный, эстетический, психологический эффекты.Экотехнологии с экономических позиций не всегда эффективны и не дают высокуюприбыль по сравнению с классическими способами. Но учет всех положительныхэффектов повышает их привлекательность и сокращает сроки окупаемости и стоимостьустановки. Кроме того, их применение позволяет уменьшить негативное влияние наокружающую среду благодаря сокращению выбросов и ресурсоемкости конечногопродукта. Под ресурсами помимо конструкционных материалов понимаютсяископаемые виды топлива. Дополнительными положительными эффектами являютсяувеличение длительности жизненного цикла системы до 20–30 лет, а такжеуменьшение затрат на обслуживание [11].94

Автоматизированная система управления совмещенным освещением высокойэнергетической эффективности – это выход на новый уровень, как в световомблагоустройстве, так и в задачах энергосбережения.Полые трубчатые световоды для обеспечения помещений естественным светомсоставляют значимую альтернативу традиционным вертикальным окнам, исключаянедостатки, которые с ними связаны: слепимость и теплопотери. Световоды с позицииоптимизации энергетического баланса помещения являются рациональныминженерным решением. Применение световодов в комплексе с источникамиискусственного освещения, управляемых системой автоматического контроляестественной освещенности, позволяет создавать комфортные условия освещенности впомещениях в любое время суток при минимальных энергетических затратах.Cписок литературы:1. Алексеенко С.В. Нетрадиционная энергетика и энергоресурсосбережение в России// Нетрадиционная энергетика. – 2008. – № 1. – С. 68–73.2. Андреев В.М. Фотоэлектрические преобразователи солнечной энергии на основегетероструктур // Ежеквартальный информационный бюллетень. – 2008. – № 1. –С. 68–73.3. What is a Passive House? // Passivhaus Institut. 2011. URL: http://passiv.de/ (датаобращения: 21.09.2011).4. Селянин Ю.Н. Настоящие дома будущего // Энергия юга. – 2010. – № 7–8. – С. 16–19.5. Самарин О.Д. Энергетический баланс жилых зданий и его экспериментальныеисследования // Некоммерческое партнерство «АВОК северо-запад». 2008. URL:http://www.avoknw.ru/archive/journal_added_18525906October2008/19093406October2008_samarin.pdf (дата обращения: 25.09.2009).6. Селянин Ю.Н. Технология Solatube daylighting system – важный путь повышенияэнергетической эффективности современных зданий // Строительные материалы,оборудование, технологии XXI века. – 2010. – № 9. – С. 12–13.7. Классификация трубчатых направляющих систем дневного освещения // Кровли. –2010. – № 1. – С. 2–9.8. Солнечный свет сквозь крышу // Солар. 2011. URL: http://www.solar-info.ru (датаобращения: 21.09.2011).9. Бракале Дж. Естественное освещение помещений с помощью новой пассивнойсветоводной системы «Solarspot» // Светотехника. – 2005. – № 5. – С. 34–42.10. Коржнева Т.Г. Автоматизированная система управления совмещенным освещениемвысокой энергетической эффективности. // Энергосберегающие технологии: ТрудыМеждунар. молодежной конф. – Томск, 2011. – Т. 1. – С. 41–44.11. Гвозде-Карелин С., Новожилов С. Системы управления освещением «Осрам» длярешения задач энергосбережения // Современная светотехника. – 2009. – № 1. –С. 36–41.95

ИНФОРМАЦИОННО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА В ОБЛАСТИЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯЛ.В. КуликоваАлтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова,г. Барнаул, Россияlilia_k@fromru.comЭнергетическая безопасность России в рамках современного развития в большейстепени определяется успешным решением проблем, связанных с вопросамиэнергосбережения. Стоящая перед регионами задача энергосбережения и сниженияэнергоемкости имеет не только технические, технологические и экологические аспекты,решаемые учеными, инженерами, технологами и другими специалистами. Важность инеотложность решения этой проблемы означает необходимость изменения системыподготовки специалистов в этой области. Кроме того, решение этой проблемы, взначительной мере, требует перестройки мышления общества в целом, радикальногоизменения его отношения к проблеме энерго- и ресурсосбережения, которое до сих порформировалось в условиях слабой информированности (а иногда, и откровеннойнеграмотности) подавляющей части населения в этой области. На это были какобъективные, так и субъективные причины. Поэтому одним из ключевых моментоврешения этой задачи является создание развитой информационно-образовательнойсистемы по проблемам энергосбережения. Однако для того чтобы подготовкаспециалистов и повышение грамотности населения в области энергосбережения носилицелостный и системный характер, необходима предварительная разработка концепциисоздания такой образовательной системы.Построение такой концепции должно исходить из тех основных целей, которыедолжны быть достигнуты, и задач, которые необходимо решить в результате созданиятакой информационно-образовательной системы.Основными целями создания информационно-образовательной системы в областиэнергосбережения являются следующие:• повышение уровня подготовки и переподготовки специалистов в областиэнергосбережения, энергоэффективных технологий и энергетическогоменеджмента и инжиниринга;• повышение информированности всех слоев общества в вопросах энерго- иресурсосбережения;• изменение отношения общества в целом к проблеме энерго- иресурсосбережения.В связи с поставленными целями, концепция создания такой системы должнавключать в себя интегрированную программу научных, учебных, информационных иорганизационных мероприятий, необходимых для развертывания подготовки населенияи специалистов в области энергосбережения. Эта концепция фактически должнаопределить основы национальной политики в области образования и просвещениянаселения по вопросам энергосбережения и рационального использования энергии наближайшие 15-20 лет.Исходя из сформулированных целей, в качестве основных задач, которые должнырешаться в рамках создаваемой информационно-образовательной системы, можнопредложить следующие:1. Подготовка специалистов разного уровня в области энергосбережения,энергосберегающих технологий и рационального использования энергии,энергетического менеджмента и инжиниринга (практическое энергосбережение).96

2. Подготовка специалистов разного уровня в области создания и освоенияэкологически чистых источников энергии и энергоэффективных технологий.3. Переподготовка инженерно-технических и руководящих кадров разныхсекторов экономики и производства по вопросам энергосбережения.4. Подготовка преподавательских и педагогических кадров, способных решатьзадачи образования и воспитания различных слоев населения в направленииэнергосбережения через существующую систему образования.5. Информационно-пропагандистская и просветительская работа с населением попроблемам энергосбережения.6. Разработка учебно-методического и информационного обеспечения образованияи просвещения в области энергосбережения.7. Усиление роли средств массовой информации в информационнопропагандистскойработе среди населения по вопросам энергосбережения и политикигосударства в этом направлении.Сформулированные выше цели и задачи позволяют определить основныепринципы построения информационно-образовательной системы в областиэнергосбережения:I. Непрерывный (сквозной) характер организации подготовки специалистов.II. Всеохватывающий (тотальный) характер просвещения всех слоев населения.Реализация первого принципа позволяет организовать подготовкуспециалистов-профессионалов в области энергосбережения и энергоэффективныхтехнологий на основе уже существующей системы среднего, среднего специального ивысшего образования без принципиальных изменений учебного процесса в ней.Реализация второго принципа фактически требует создания новой информационнопросветительскойи пропагандистской системы, хотя отдельные ее элементы ужесуществуют или зарождаются.Возможная схема реализации поставленных целей и задач в рамках указаннойсистемы на основе сформулированных выше принципов представляет собой теснуюсвязь системы подготовки и переподготовки специалистов-профессионалов спросвещением и информированием населения в области энергосбережения черезрегиональные информационно-образовательные центры по энергосбережению.Основные принципы и элементы организации образования в системе сквозной(непрерывной) подготовки и переподготовки специалистов в области энергосбережениянеобходимо организовывать через уже существующую систему среднего, среднегоспециального и высшего образования.Подготовка специалистов в области энергосбережения должна начинаться уже сошколы и профессионально-технических училищ. При этом следует, однако заметить,что введение в общеобразовательных школах элементов подготовки по вопросамэнергосбережения не должно допускать как чрезмерной перегрузки школьников, так инарушения уже существующих учебных программ. С этой целью, подход к организациитакой подготовки должен быть весьма дифференцированным и зависеть от типа школылибо ПТУ.Дифференцированный подход к подготовке школьников в областиэнергосбережения, в частности, означает, что в общеобразовательных школах (вособенности, в младших классах), а также в лицеях, гимназиях и ПТУ гуманитарногопрофиля следует, по-видимому, использовать такую форму как внедрение элементовобразования по проблемам энергосбережения в такие традиционные предметы какфизика, химия, математика, биология, природоведение, география и др.В этом случае вопросы энергосбережения могут быть затронуты всоответствующих предметах при изложении некоторых физических, химических,97

биологических и иных явлений и процессов, имеющих отношение к производству,преобразованию, транспортировке и использованию разных видов энергии.Существенным резервом в этом случае является использование задач, обычно решаемыхпри изучении математики, физики и химии.Если же речь идет о профильных ПТУ, а также о лицеях естественнонаучнойнаправленности либо общеобразовательных школах со специализированными классамипо естественнонаучным дисциплинам, то подготовка учащихся может дополнятьсявведением специальных уроков (или даже отдельного предмета в старших классах) попроблемам энергосбережения за счет часов ряда естественнонаучных дисциплин.Необходимо отметить, что для организации процесса обучения учащихся школ иПТУ по вопросам энергосбережения нужно снабдить учителей и педагоговсоответствующими учебно-методическими материалами (программами, пособиями,указаниями, сборниками задач и др.), а учащихся – соответствующими учебниками илиучебными пособиями.Это требует создания специальных рабочих групп, занимающихся как разработкойи написанием таких учебников и пособий, так и разработкой и совершенствованиемсоответствующих типовых учебных программ разного уровня.Следующим звеном в системе подготовки специалистов по проблемамэнергосбережения, энергоэффективных технологий, энергетического менеджмента иинжиниринга являются высшие и средние специальные учебные заведения.Важную роль в этом случае должно сыграть введение в вузах преподаваниязачетного курса «Основы энергосбережения». Однако, как и в случае школьногообразования, к организации обучения по вопросам энергосбережения в вузах следуеттакже подходить весьма дифференцированно. В профильных учебных заведениях,готовящих специалистов, которые будут иметь дело с технологиями производства тойили иной продукции, характеризующимися большими энергозатратами, введение такогокурса представляется абсолютно необходимым. При этом степень сложности указанногокурса и объем предлагаемого студентам материала может существенно различаться вразных учебных заведениях такого рода. В то же время, на гуманитарных факультетахуниверситетов и других вузов, а также в педагогических вузах и техникумах элементызнаний в области энергосбережения должны распространяться среди студентов в рамкахобычных учебных программ через систему традиционных дисциплин, в которыхизлагаются основы современного естествознания, история науки и техники и т. д.Для успешного выполнения задач, поставленных перед вузами в этом направлении,необходима разработка целого набора типовых программ (своих для каждой группыучебных заведений) и соответствующего им методического обеспечения, включаянаписание учебников, различных учебных пособий и методических указаний, сборниковзадач и др. Важным элементом учебно-методического обеспечения преподавания основэнергосбережения в вузах является также разработка специальных учебныхлабораторных практикумов и практических занятий, обеспечивающих закреплениематериала полученного студентами на лекциях. Учитывая высокую стоимость такихлабораторных практикумов и невозможность их постановки во всех профильныхучебных заведениях одновременно, стоит подумать о создании своеобразныхлабораторных центров коллективного пользования при ряде ведущих вузов, в которыхбы все студенты могли выполнять соответствующие лабораторные работы. Создание ифункционирование таких межвузовских центров могло бы финансироваться изфедеральных и региональных средств, внебюджетных источников вузов, другихзаинтересованных организаций и ведомств.Важным вопросом обучения и повышения квалификации специалистовпрофессионаловв области энергосбережения, энергоэффективных технологий98

энергетического менеджмента и инжиниринга является создание переподготовкинаучно-технических и руководящих кадров различных отраслей экономики.Естественно, что для организации такой подготовки требуются свои лекционные курсыи практические занятия с соответствующим учебно-методическим обеспечением исобственными учебными программами.Образовательная и просветительская работа со школьниками может вестись нетолько собственно в школах. Как элемент внеклассной работы, существенную роль вподготовке школьников по вопросам энергосбережения могут сыграть специальныекружки при станциях юных техников либо дворцах молодежи и школьников, а такжеиспользование средств массовой информации (через издание популярной литературы,разного рода рекламно-пропагандистских материалов, создание системы специальныхтелевизионных и радиопрограмм, выпуск компакт-дисков и видеофильмов обучающегои познавательного характера, в том числе электронные игры и т. д.).Важную роль в просвещении по вопросам энерго- и ресурсосбережения иформировании соответствующего менталитета населения может сыграть дошкольноевоспитание, так как именно в детском возрасте полезные навыки закладываютсянаиболее легко.Однако вовлечение в систему образования детей младших возрастов требуетсовершенно иных подходов, иных методов и иных кадров. Для правильной организацииэтой части образования населения необходимо привлечение наиболее опытныхпедагогов и руководителей дошкольных учреждений, специалистов по детскойпсихологии, детских писателей и поэтов, специалистов средств массовой информациисвязанных с подготовкой детских теле- и радиопередач и т. д. Здесь основную роль,по-видимому, должны играть игровые методы воздействия на ребенка, осуществляемыекак непосредственно в семье, так и воспитателями дошкольных учреждений.Особую роль в системе тотального воспитания населения в духе энерго- иресурсосбережения должно играть просвещение работающего и неработающегонаселения. Просветительская и информационно-пропагандистская работа должнаосуществляться, в основном, через средства массовой информации, а также черезсистему специальных центров информационно-просветительской работы, создаваемыхкак при соответствующих ведомствах, так и при органах исполнительной власти разногоуровня.Реализация представленной концепции делает возможным создание целостной ипоследовательной информационно-образовательной системы, которая охватит всенаселение, что позволит в течение 10-15 лет резко повысить грамотность населения повопросам энерго- и ресурсосбережения, а также организовать подготовку ипереподготовку специалистов в области энергосбережения, энергоэффективныхтехнологий, энергетического консалтинга, энергетического менеджмента иинжиниринга.Таким образом, только непрерывное и всеохватывающее просвещение населения вобласти энергосбережения позволит не только изменить менталитет каждого человека,но и непременно приведет к желаемому результату, то есть повсеместномуэнергосберегающему образу жизни.99

II. НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И МАТЕРИАЛЫОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ ОМСКОГОРЕГИОНА В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХВ.М. ЛебедевОмский государственный университет путей сообщения,г. Омск, Россияheatomgups@mail.ruВот уже 20 лет мы живем в так называемом переходном периоде – в процесседемонтажа тех технико-социальных систем, которые существовали в Советском Союзе,и создания новых систем, соответствующих рыночной экономике Западного образца.Россия находится на пороге большого энергетического кризиса, ибо процессы,происходящие в энергетической отрасли, от которой ждут наращивания ее темпов,свидетельствует, что без серьезных мер по замене, модернизации и наращиваниюосновных производственных фондов эта цель в короткие сроки не может бытьдостигнута.В свете либеральных ценностей бытует мнение, что деньги решают все, итепловые электростанции будут расти как грибы. Это глубокое заблуждение, ибоденьги будут, а электростанции в желаемые сроки не будут построены.На примере Омского региона можно проследить за состоянием и развитиемтеплоэнергетики за последние два десятилетия, что, по всей вероятности, аналогично ив других регионах России.Еще в 2006 году В.В. Путин, будучи президентом РФ, заявил: «Сегодня намстановится очевидно, что естественным ограничителем при решении задачи удвоенияВВП за 10 лет является нехватка энергетических мощностей, дефицит, с которым мыуже столкнулись».К сожалению, после 1990 года электроэнергетическая отрасль Россиипрактически не развивалась. Почему-то в последние десятилетия под понятием«энергетика» в правительственных кругах подразумевались нефть и природный газ, ноэто лишь топливные ресурсы, имеющие, конечно, отношение к энергетике, а самаэлектрогенерирующая отрасль России слабела, устаревая морально и физически.Существенный спад потребления энергии в промышленности создал иллюзиюблагополучия в электроэнергетике, возникли даже избытки электрических мощностей,поскольку промышленность до сих пор еще не вышла по потреблению электроэнергиина уровень 1989 года.Износ основного оборудования электростанций достиг 65 %, оно в большинствесвоем отработало не только расчетный, но и так называемый «парковый» ресурс.В доперестроечный период вся страна строила электростанции, а после 1991 годагородские ТЭЦ оказались не в муниципальной собственности, на территории которойони находятся и должны служить, прежде всего, для обеспечения электроэнергией итеплом жилищно-коммунальных объектов и бюджетных организаций, а всобственности акционерных компаний, за счет 51 % акций, контролируемыхгосударством.В настоящее время у всех четырех ТЭЦ г. Омска утеряна «живая» связь сгенеральными проектными институтами, а ведь в прошлом четко было определенорайонирование территорий, за которыми были закреплены такие генеральныепроектные организации как Теплоэлектропроект, ВНИПИэнергопром, Гидропроект,100

Энергосетьпроект. Перестройка разрушительно подействовала на проектныеорганизации, растерявшие в период практически не прекращающегося экономическогокризиса свои квалифицированные кадры, на подготовку которых уходили целыедесятилетия.Каковы же некоторые итоги состояния и развития теплоэнергетики в Омскомрегионе за период 1990–2010 годы?1. С 1988 года в Омской энергосистеме ввод энергетических мощностей неосуществлялся, напротив, на Омской ТЭЦ-3 выведено из эксплуатации 90 МВтэнергетических мощностей, на ТЭЦ-2 – 25 МВт, на ТЭЦ-4 – 150 МВт, уменьшенатепловая мощность водогрейных котлов на электростанциях в объеме 520 Гкал/ч.Существующее основное энергетическое оборудование не обновлялось.2. Энергосистема (филиал ТГК-11) продолжает оставаться дефицитной. Дефицитвосполняется из объединенной энергосистемы Северного Казахстана и перетокмощности в сторону Омска по годовому балансу в среднем составляет 350 – 400 МВт/ч.3. После 2000 года в г. Омске нет разработанной и утвержденной «Схемытеплоснабжения города…», ее нет в качестве основополагающего настольногодокумента у всех хозяйствующих и властных структур города, в результате чегопродолжается (без должного технико-экономического обоснования) проектирование истроительство локальных котельных.4. Разноведомственная подчиненность теплоисточников различных формсобственности без отработанной структуры управления теплоснабжением в регионе(городе), без оперативного управления оптимизацией работы систем теплоснабженияприводит к значительному перерасходу топлива в регионе и напряжению городскогобюджета.Надо полагать, что муниципалитет должен выступать главным организаторомсоздания на взаимовыгодных и взаимозаинтересованных условиях партнерстваучастников различных форм собственности по обеспечению в городе надежного,качественного и экономичного теплоснабжения.На муниципальном уровне назрела необходимость создания при администрациигорода профессиональной энергетической структуры, которая занималась бы, наряду срешением вопросов энергоснабжения и энергосбережения, вопросами текущегопланирования и перспективного развития топливно-энергетического комплекса города.5. Относительно топливной политики в регионе. В Омской области в основетеплопотребления для ТЭЦ должно находиться твердое топливо. Возникшая проблематвердого топлива в г. Омске (ТЭЦ-4 и ТЭЦ-5 получают заграничный высокозольныйэкибастузский уголь) должна решаться переводом ТЭЦ-4 и ТЭЦ-5 на российские угли.Более перспективным видится использование бурых канско-ачинских углей(КАУ) со сжиганием по новой прогрессивной технологии – в топках с циркулирующимкипящим слоем (ЦКС).Эта проблема обсуждается в течение двух десятков лет, однако не находитрешения по экономическим соображениям: на реконструкцию электростанции спереводом на канско-ачинский уголь необходимы затраты в объеме не менее 50% отпервоначальной стоимости ТЭЦ. В то же время такая реконструкция сулит большуюфинансовую экономию и КАУ должны стать для Омской энергетики базовыми иценообразующими (с самыми низкими ценами из всех видов топлива).6. С приходом в г. Омск природного газа, его сжигание в топках паровых котлов(ТЭЦ-2, ТЭЦ-3) без применения парогазовых технологий является неоправданнымрасточительством.Практически все котельные промышленных и муниципальных предприятийиспользуют газообразное топливо без внедрения газовых надстроек. Следует обратить101

внимание на такой важный момент, когда при внедрении парогазовых технологийочень быстро наращивается электрическая мощность. Отсутствие инвестиций исобственных финансовых средств не дает возможности внедрения парогазовыхтехнологий.7. Из-за инерционности развития электроэнергетики в ближайшие 10 летнаращивание электрогенерирующих мощностей в «большой» энергетике весьмапроблематично, ввод мощностей может быть осуществлен в основном только на ранеепостроенных энергообъектах или реконструируемых, что практически не позволяетвыводить из эксплуатации морально и физически изношенное оборудование.Так, омская ТЭЦ-2, оборудование которой эксплуатируется с 1942 года(производства иностранных фирм), должна была быть выведена из эксплуатации в 2000году, однако из-за продолжающегося экономического кризиса продолжает работать,тем более переведена на сжигание природного газа.Еще по Постановлению советского Правительства первый энергоблок ОмскойТЭЦ-6 должен был быть введен в эксплуатацию в 1983 году. В свое время были начатыработы по проектированию ТЭЦ-6, была выбрана площадка и начаты строительныеработы, однако с 1991 года все работы были остановлены и до сих пор даже наразработано технико-экономическое обоснование. Омская ТЭЦ-6 не попала даже вперспективный план развития энергетики до 2030 года.Инвестиции в «большую» энергетику не пришли. Современный предпринимательеще не созрел, чтобы вкладывать в строительство энергообъектов сотни миллиардоврублей и получить отдачу через 8–10 лет.Только при национализации электроэнергетическая отрасль может начатьразвиваться и на этой базе возможно восстановление и развитие промышленныхотраслей России.В качестве положительного момента следует отметить мероприятие пореконструкции Омской ТЭЦ-3 с установкой ПГУ-90.8. Обследование ряда промышленно-отопительных котельных (ПОК) Омскапоказали, что теплоэнергетический потенциал источников промышленныхпредприятий составляет около 30 % в покрытии тепловых нагрузок, однако роль этихПОК несколько принижена, многие из них работают в неэкономичном режиме и немогут конкурировать с источниками энергосистемы.Перспектива многих ПОК, особенно предприятий бывшего ВПК, в условияхперехода к рыночной экономике не определена, поскольку не отражена в схеметеплоснабжения г. Омска.Переход к рыночным отношениям между производителями и потребителямиэнергии, установление тарифов в условиях монопольного производстваэлектроэнергии, учитывая общую сложившуюся экономическую ситуацию в России,заставляет рассматривать курс на развитие «малой» энергетики и, прежде всего,реконструкцию промышленно-отопительных котельных в ТЭЦ малой мощности длякомбинированного производства электрической и тепловой энергии.Одним из направлений реконструкции ПОК может стать исключениенеоправданных потерь при дросселировании острого пара путем установки турбинмалой мощности с противодавлением и других турбин малой мощности,вырабатывающих электроэнергию на базе теплового потребления и выполняющих рольредуктора по снижению давления пара для тепловых потребителей.В этом направлении в г. Омске получена дополнительная электрическаямощность в размере 72 тыс. кВт (завод «Техуглерод» – 18 МВт, завод СК – 30 МВт,завод «Омскшина» – 12МВт, завод «Пластмасс» – 12 МВт).102

9. С переводом котельных города на сжигание природного газа появляется второепринципиальное направление реконструкции ПОК – применение газовых надстроек сцелью рационального использования природного газа с внедрением как традиционновыпускаемых стационарных газотурбинных установок (ГТУ), так и авиационныхгазотурбинных двигателей, например, Омского мотостроительного предприятия им.Баранова.Даже частичный перевод промышленной теплоэнергетики на комбинированныйспособ производства электрической и тепловой энергии по паротурбинному варианту, атакже с газовыми надстройками позволит поднять энергоэффективность и достойноконкурировать с источниками энергосистемы.Итог в этом направлении неутешительный: нет инвестиций и отсутствуютсобственные финансовые средства.10. Наряду с централизованным теплоснабжением, в последние годы в Омскеначали применяться индивидуальные или локальные (децентрализованные) системытеплоснабжения с внедрением малогабаритных теплоисточников заграничных фирм,таких, как: Висманн, Вольф, Будерус, Бош, Сермет Новитер, Фероли, Калло и др., атакже малогабаритных водогрейных котлов местного производства.Индивидуальные теплоисточники, конечно, имеют право на свое существование,однако следует предостеречь от другой опасности перехода из одной крайности вдругую, из глобальной централизации в тотальную децентрализацию.К выработке решений по индивидуальным источникам теплоснабжениянеобходим системный подход, т. е. во избежание неуправляемого процесса,эффективность индивидуального теплоснабжения должна определяться в сравнении скомбинированной выработкой тепловой и электрической энергии.Настораживает то, что проектирование технологической части котельныхзанимаются различного рода малые предприятий, имеющие лицензии безпрофессиональной подготовки, у которых рекламные проспекты – вместо паспортов итехнических характеристик, отсутствуют инструкции по эксплуатации оборудования.Оборудование эксплуатируется при низких параметрах теплоносителя, чтобы избежатьконтроля Ростехнадзора.11. В г. Омске каждый источник теплоснабжения работает на свой участоктеплосети, т. е. источники не работают параллельно на единые тепловые сети, а безэтого невозможно проводить оптимизацию систем теплоснабжения и, соответственно,невозможно получить существенную экономию топлива.Особый интерес представляет иерархическое построение систем теплоснабжениясовместной работы ТЭЦ (первая ступень) с котельными районного значения (втораяступень), которые выполняют роль не только пиковых, но и регулировочныхпараметров теплосети.Теплоэнергетику в городах необходимо рассматривать комплексно, вырабатываявзаимовыгодное партнерство владельцев источников теплоснабжения различных формсобственности. И здесь организующая роль должна быть за администрациейгородского самоуправления.Оптимизация систем теплоснабжения, как правило, вызывает реконструкциютепловых сетей, что в конечном итоге должно приводить к закрытию моральноустаревших котельных и увеличению выработки дешевой электроэнергии на базетеплового потребления от ТЭЦ или реконструируемых котельных в ТЭЦ малоймощности.12. Физическое состояние тепловых сетей в последние годы резко ухудшилось ипродолжает ухудшаться. Такое создавшееся положение объясняется не только103

отсутствием финансовых средств и снижением объемов ремонта, но и в значительноймере из-за ослабления технологической дисциплины.Так, в настоящее время при графике температур теплосети 150-70 ºС, фактическивыполняется график 115-70 ºС, что привело к негативным последствиям,выразившимся в:увеличении расхода сетевой воды и, соответственно, расхода электроэнергии наее транспорт;создании массовых нерегулируемых перемычек в результате увеличениядиаметров сопел в элеваторных узлах или их ликвидации;снижении перепада давления в элеваторных узлах ниже расчетного, чтовынуждало отдельных потребителей устанавливать насосы смешения, а в иных случаяхработу потребительской сети на «сброс»;увеличении подпитки теплосети и потерь в сетях с соответствующимувеличением расхода реагентов на подготовку добавочной воды;переходе в ряде мест (на ЦТП) с закрытой на открытую систему горячеговодоснабжения;увеличении расхода электроэнергии и газа на цели отопления.Недостатки в эксплуатации тепловых сетей вызывают коррозионные процессы.Критическая ситуация нарастает: требуется практически полная замена тепловых сетей.Необходимо создание предприятия по наладке тепловых сетей, которого даже вмиллионном городе нет.13. Исключительно тяжелое положение складывается в транспортированиитепловой энергии, потери которой возросли до 30-40 % при нормативных в пределах13 %.Тепловая изоляция десятилетиями не реконструируется, она высохла, осела (принаружной прокладке), а при подземной прокладке в лотках она вся вымыта грунтовымии паводковыми водами, так как в Омске нет попутного дренажа.В г. Омске функционирует завод трубной изоляции по выпуску конструкцийтеплопроводов с применением пенополиуретановой изоляции, что позволяетмонтировать подобные конструкции в бесканальной прокладке. При этом долженсоблюдаться высокий уровень эксплуатации тепловых сетей, не допуская внутреннююкоррозию трубопроводов.Наряду с усилением внимания к ремонту тепловых сетей, их реконструкции изамене, необходимо принятие мер по переводу всей системы централизованноготеплоснабжения на «закрытую» систему горячего водоснабжения, что обеспечитзначительную экономию эксплуатационных средств.14. Внедрение автоматизированных тепловых пунктов (ИТП) в системахтеплоснабжения ЖКХ, предприятий может дать реальную экономию ТЭР в размере 15-25 %.В Омске за последние 10 лет внедрено несколько сот ИТП с полнойавтоматизацией, позволяющей осуществить переход с качественного на качественноколичественноерегулирование. Но это совершенно недостаточно.15. С разрушением строительных и монтажных трестов в России фактическиликвидированы пусконаладочные подразделения, находившиеся в их составе. Созданиеналадочных, а тем более пусконаладочных структур нельзя решить наскоком, они –результат многолетнего подбора и подготовки персонала наладки.16. Коренным всегда остается вопрос подготовки профессиональных кадров пообслуживанию теплоисточников и тепловых сетей.104

КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ ДЛЯПОЛУЧЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВГ.Г. Волокитин, Н.К. Скрипникова, И.Ю. ЮрьевТомский государственный архитектурно-строительный университет,г. Томск, Россияnks2003@mail.ruРазработка и внедрение новых эффективных стеновых материалов, обладающихвысокими физико-механическими и теплофизическими характеристиками в сочетаниис техногенными отходами, является актуальной задачей современногоматериаловедения. Комплексное использование для их производства золошлаковыхотходов (ЗШО) энергетических предприятий приводит к ликвидации крупнотоннажныхотвалов, скопившихся за многие годы.Эффективность использования ЗШО определяется относительно низкойстоимостью золы по сравнению с другими сырьевыми материалами, при этом самтехнологический процесс остается без изменения.Использование золы позволяет получать такие строительные материалы как – керамическийкирпич и различные виды бетонов.В настоящее время керамика остается одним из основных строительныхматериалов, применяемых практически во всех конструктивных элементах зданий исооружений. Применение золы в качестве частичного заменителя глинистого сырьяпозволит снизить себестоимость продукции и решить проблему утилизации отходов.Экспериментальные исследования ставили своей целью разработку составов итехнологии получения керамического кирпича с необходимыми конструкционнымихарактеристиками. Для этого в лабораторных условиях были проведены исследованияпо подбору рационального состава исходных компонентов с использованием ЗШО.Приготовление образцов керамического кирпича в лабораторных условиях производилиметодов полусухого прессования со следующими технологическими характеристиками:формовочная влажность 10–12 %, давление прессования 250 кг/см 2 , сушка 24 часа, температураобжига 950°С. Содержание золы в шихте изменялось от 25 до 100 % по массе.Готовые образцы подвергались физико-механическим испытаниям. Полученныеданные представлены в (табл. 1)№п/пТаблица 1. Сводная таблица физико-механических свойств полученных составовПредел прочности,МПаСодержание золыв шихте, %Плотность,кг/м 3Водопоглощение,%присжатииприизгибеМарка поморозостойкости,не менееПрогнозируемаямарочнаяпрочность1 0 1900 15 31,5 7,7 F50 М3002 25 1800 18 29,6 8,1 F50 М3003 50 1600 22 26,6 7,5 F50 М2504 75 1400 26 19,3 6,5 F50 М1505 100 1300 29 11 5,2 F35 М100105

Исходя из полученных экспериментальных данных, представленных в (табл. 1)следует, что состав с добавлением золы в количестве 50-ти процентов можно считатьоптимальным, т.к. при этом получены изделия с прочностью при сжатии 26,6 МПа, чтосоответствует марке кирпича М250. Для использования ЗШО в производствекерамического кирпича необходимо в технологической цепочке установитьдополнительное оборудование в виде дозатора. Данная технология успешно внедряетсяна предприятии ООО СК «Сибдом». Сложности у данного предприятия возникают сдоставкой ЗШО из золоотвала.Ещё одним из экономически выгодных направлений использования зольныхотходов является получение тяжелых и мелкозернистых бетонов.Введение оптимального количества золы в состав бетонной смеси улучшаетудобоукладываемость бетонной смеси, снижает водопроницаемость и усадку,обеспечивает высокую морозостойкость. Применение золы не оказываетотрицательного действия модуль упругости бетона, повышая при этом егосульфатостойкость.Действующие в нашей стране нормативные документы разрешают применятьзолы в качестве добавки для приготовления бетонов.Подбор составов бетона с добавкой ЗШО заключается в определении такогосоотношения компонентов, включая золу, при котором требуемые свойства бетоннойсмеси и бетона достигаются при минимальном расходе цемента. В бетонной смеси золавыполняет роль не только активной минеральной добавки, увеличивающей количествовяжущего, но и микронаполнителя, улучшающего гранулометрию песка и активновлияющего на процессы структурообразования бетона. Тончайшие фракции золы могутдействовать как пуццоланы. Учитывая полифункциональный характер зольнойдобавки, введение ее взамен части песка позволяет решить задачу оптимизациисоставов.Введение ЗШО осуществлялось с различной гранулометрией в зависимости отвида бетона. Подготовленная бетонная смесь укладывалась в опалубку ивыдерживалась в течение суток до схватывания. Затем полученные образцыподвергались пропариванию.Определение физико-механических свойств готовых бетонных образцов проводили всоответствии с ГОСТ 10180, ГОСТ 12730.3. Результаты представлены в (табл. 2)Исходя из данных, представленных в (табл. 2) можно сделать вывод, что придобавлении золы с естественной гранулометрией можно получать тяжелые бетоныкласса В30. При получении мелкозернистых бетонов класса В25 необходимоиспользовать тонкомолотую золу.Определение экономического эффекта от внедрения в производство новой технологиипредполагает расчёт годового экономического эффекта и срока окупаемости дополнительныхкапитальных вложений.Годовая экономия на текущих затратах при производстве 50 млн.шт. в год керамическогокирпича с использованием ЗШО составит 1,646 млн.р.; срок окупаемости дополнительныхкапитальных вложений на приобретение и монтаж дополнительной линейки оборудования дляподачи ЗШО составит 1,7 г. или 20,5 месяцев; ожидаемый годовой экономический эффект отвнедрения в производство новой технологии изготовления кирпича – 1,31 млн.р.Годовая экономия на текущих затратах при производстве в год 30 тыс. м 3тяжёлого бетона В30 и 20 тыс. м 3 мелкозернистого бетона В25 с использованием ЗШОсоставит 3,836 млн.р.; срок окупаемости дополнительных капитальных вложений наприобретение и монтаж дополнительной линейки оборудования для подачи ЗШОсоставит 1,46 г. или 17,5 месяцев; ожидаемый годовой экономический эффект отвнедрения в производство новой технологии изготовления бетона – 3,164 млн.р.106

Таблица 2. Результаты испытаний тяжелых (№1-3) и мелкозернистых (№4-7)бетонов различного составаФизико-механические свойстваСоставПрисутствиеЗШО в составеСредняяплотностьρср, кг/м 3Прочность присжатии послепропаривания,Rсж ср, МПаПрочность присжатии, 28сутв естеств.условиях,Rсж ср, МПаКласс бетона(ближайшаямарка попрочности)Водопоглощение,%WmWо,№1 - 2394 34,0 38,9 В26,5 (М350) 1,7 4,1№2 ег 2210 12,0 17,6 В12,5 (М150) 3,5 4,7№3 ег 2330 39,0 44,9 В30 (М400) 1,0 2,7№4 - 2000 13,5 18,2 В12,5 (М150) 3,8 7,6№5 ег 1750 13,5 19,0 В12,5 (М150) 3,3 5,9№6 тм 2100 26,5 32,7 В25 (М300) 0,4 0,9№7 ег+тм 1800 14,5 20,7 В15 (М200) 1,8 3,3Примечание: ег – ЗШО с естественной гранулометрией; тм – ЗШО в тонкомолотом состоянииИз проведённых расчётов можно сделать вывод, что затраты по внедрениюпредложенной технологии изготовления строительных материалов с использованиемЗШО способны окупить себя на крупных предприятиях в экономически допустимыесроки.На основе проведенных исследований установлено, что золошлаковые отходыможно считать перспективным сырьем для использования при производствестроительных материалов и изделий; определены оптимальные составы керамическогокирпича и бетонов с применением золы, которые позволяют получать изделия свысокими физико-механическими характеристиками; разработаны проектытехнологических регламентов на использование ЗШО ГРЭС-2 для получения тяжелыхи мелкозернистых бетонов и золокерамического кирпича.Список литературы:1. Технические условия на применение золы-уноса тепловых электростанций какдобавки к цементу и бетону гидротехнических сооружений и сборногожелезобетона. М., Госэнергоиздат, 1991.2. Сергеев А.М. Использование в строительстве отходов энергетическойпромышленности. – К.: Будивельник, 1994. – 120 с.107

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЗАМКНУТЫХСЕТЯХ ОТ 0,4 ДО 35 кВ УДАЛЁННЫХ ОТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХСИСТЕМС.В. Горелов, П.А. Дзюба, М.З. Рамазанов, Д.А. ШкитовНовосибирская государственная академия водного транспорта,г. Новосибирск, РоссияОАО «Газпром»,г. Москва, Россияnsawt_ese@mail.ruПроблема электромагнитной совместимости в замкнутых сетях от 0,4 до 35 кВрешается с применением системного подхода к анализу качества электроснабженияудалённых объектов. Это позволяет выделить общие особенности замкнутых сетей [1–3].Происходит обоснование выбора объекта исследования и использованияразработанных математических моделей электрических сетей и режимов их работы,рекомендованные методы и средства измерений показателей качества электроэнергии(КЭ), методы расчётов кондуктивных электромагнитных помех (ЭМП) и другиенаучные положения. Исследуется механизм связи между источниками ЭМП взамкнутой сети и рецепторами. Показано, что гальваническая связь (через проводалиний электропередачи) является основным путём распространения кондуктивныхЭМП, обусловленных нестандартными значениями показателей КЭ. Эти помехиоказывают наиболее негативное влияние на генераторы, трансформаторы,электрические двигатели и другие технические средства как рецепторы. Приразработке технических мероприятий по повышению качества функционированиязамкнутых сетей необходимо принимать решения при вероятностно-неопределённомуровне информационного обеспечения. Преодоление неопределённости возможно засчёт информации, полученной при экспериментальных исследованиях.Известно, что наиболее подверженным гармоническому воздействию принесимметрии напряжении на водном транспорте являются электрические сетитранспортных терминалов [речные порты (нефтебазы)] по переработке грузовсовместно с электрифицированным железнодорожным транспортом, а также сетибереговых объектов, подключённые к сетям общего назначения совместно с сетямиметаллургических и нефтегазодобывающих предприятий [2–3]. В электрических сетяхуровни ЭМС для кондуктивных электромагнитных помех (ЭМП) не соответствуюттребованиям стандарта. Эти помехи проникают в судовые ЭЭС при электроснабжениисудов с берега.Обеспечение ЭМС береговых сетей и судовых ЭЭС как рецепторов необходимодля повышения технико-экономических показателей транспортных предприятий;сохранения жизни граждан, а также имущества физических и юридических лиц.Исследования показали, что кондуктивная электромагнитная помеха покоэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения, которая является;локальным параметром электромагнитной обстановки, характеризует степеньнарушения уровней электромагнитной совместимости технических средств. Крометого, кондуктивная электромагнитная помеха по отклонению частоты в замкнутой сети,которая представляет глобальный общесистемный параметр электромагнитнойобстановки, характеризует аварийный режим работы основного оборудованияэлектроэнергетической системы (генераторы, двигатели) и степень нарушения балансаактивной мощности.108

Установлены углублённые связи между кондуктивными ЭМП, действующими вбереговой электрической сети 10 кВ и в судовой ЭЭС 0,4 кВ при электроснабжениисудна с берега, воздействия на которые можно обеспечить ЭМС технических средствэлектропередачи «берег-судно» как рецепторов [4]. Применяется методикаопределения рациональных мест размыкания замкнутых сетей 0,4 ¬ 35 кВ удалённыхот электроэнергетических систем объектов на основании решения задачи поминимизации целевой функции суммарных потерь мощности при условии подавлениякондуктивных электромагнитных помех. Задача является корректно поставленной,имеет однозначное решение, устойчива в рассматриваемых пространствах.Энергообеспечение отдалённых районов является примером того, что для повышенияего качества целесообразно использовать нетрадиционные источникиэнергии. В последнее время малая энергетика в России содержит свыше 50 тысячпреимущественно дизельных электростанций с суммарной мощностью до 20 млн. кВт.Из анализа литературных источников более 50 % территории России с населением до25 млн. чел. не охвачено централизованным электроснабжением и ихжизнедеятельность обеспечивается в основном малой энергетикой [5]. Однако,бесперебойное энергоснабжение предприятий и сельского населения только отнекоторых возобновляемых источников затруднительно из-за непостоянства потоковэнергии [5]. Следует отметить при этом эффективность использования аккумуляторовэнергии. Например, из накопителей энергии широко распространеныэлектромеханические, молекулярные, индуктивные и электрохимические. В связи снедостатками аккумуляторных батарей, связанными с малыми энергетическимипараметрами, расширяется разработка и использование близкого по параметрам классаприборов – двухслойных конденсаторов, ультраконденсаторов, известных по названиюкак ионисторы. Перспективным является применение нанопористого углерода(графена) в подобных конденсаторах и для изготовления композиционных резисторов.Ёмкость последних в несколько сот раз больше ёмкости распространённыхконденсаторов (танталовых, плёночных, керамических, электролитических).Используют сборки суперконденсаторных модулей как основного источника энергиимобильных и стационарных объектов. Поэтому более эффективно использоватькомбинированные схемы электротеплоснабжения, одна из которых приведена нарисунке 1 [5–6]. Подчеркнём, что в большинстве вышеприведённых энергетическихустройств в качестве активной нагрузки применяются различного типа резисторы,например, металлические и резисторы из композиционных материалов на основесиликатных, полимерных или фосфатных связок [2].Изменение соотношения стоимости углеводородного сырья и ядерного топливапри сравнении технико-экономических показателей позволяют ориентироваться наприменение плавучих атомных электростанций (ПАЭС) мощностью от 50 до 100 МВт,что наиболее актуально для энергообеспечения нефтегазодобывающих иперерабатывающих комплексов [6–8]. Идея использования плавучих атомныхреакторов для гражданского населения возникла в США при обеспечении энергиейПанамского канала (1966-1976) г.г. и американской исследовательской базы вАнтарктике (1962-1972) г.г.Согласно Российскому проекту, плавучая атомная станция малой мощности(АТЭС ММ) состоит из гладкопалубного несамоходного судна с двумя реакторнымиустановками КЛТ-40С ледокольного типа, разработанными ОАО «ОКБМ им.Африкантова». Длина судна – 144 метра, ширина – 30 метров. Водоизмещение – 21,5тысячи тонн. Разработчики плавучей АЭС отмечают её безопасность согласномноголетнего опыта эксплуатации подобных атомных реакторов на ледоколах. Впроекте предусмотрен значительный ресурс безопасности учитывающей также109

«запроектные» аварии (землетрясения, цунами, террористические акты, падениясамолёта).Плавучая электростанция может использоваться для получения электрической итепловой энергии, а также для опреснения морской воды. В сутки она может выдать от40 до 240 тысяч тонн пресной воды. Установленная электрическая мощность каждогореактора –35 МВт, тепловая мощность – 140 гигакалорий в час. Срок эксплуатациистанции составит минимум 36 лет: три цикла по 12 лет, между которыми необходимоосуществлять перегрузку активных зон реакторных установок.Плавучая атомная станциямалой мощности (АТЭС ММ)ГидроэнергетическаяустановкаЭнергосистемаВетроэнергетическаяустановкаСолнечная батареяБлок автоматическогоуправленияДизель-генераторАккумуляторэлектрохимическийТеплоэнергетическийнагревательПотребителитеплоэлектроэнергииАккумулятор теплоэнергииРис. 1. Блок-схема комбинированного электротеплоснабжения потребителейПо выполненным проектным работам, проведённым ФГУП Концерн«Росэнергоатом», в состав комплекса атомной теплоэлектростанции малой мощности(АТЭС ММ) входят: плавучий энергоблок (ПЭБ) с двумя реакторными установкамиКЛТ-40 С, гидротехнические сооружения, береговая площадка, на которойрасполагаются вспомогательные здания и сооружения станции (табл. 1) [6]. Техникоэкономическиепоказатели проектов плавучих атомных станций приведены в таблице 2 [7].Интерес к плавучим АЭС высказывают многие страны. Их, после того какпилотная станция пройдет проверку на прочность, готовы купить Китай, Япония,Индонезия и т.д. Однако Россия, как пояснил один из проектировщиков, не собирается110

их продавать. «Мы будем поставлять такие станции в другие страны только приусловии, что эксплуатацией и перезарядкой отработанного топлива будет заниматьсянаша страна. Продавать ядерные технологии мы не намерены. ПАЭС будутвостребованы на Чукотке, Камчатке и Сахалине, а также в других регионах КрайнегоСевера и Дальнего Востока» [6].Таблица 1. Основные характеристики атомной теплоэлектростанции малоймощностиНаименованиеПараметрыМаксимальная электрическая мощность в конденсационном 2х38,5режиме, МВтНоминальный теплофикационный режим:N ном , МВтQ ном , Гкал/ч2х352х25Максимальная мощность для теплофикации, Гкал/ч2х73Собственное электропотребление, МВт 4–6Собственное теплопотребление, МВт 3,2Площадь береговой территории, га 0,8–1,5Площадь акватории, га 3–6Таблица 2. Технико-экономические показатели плавучих атомных станций малоймощности [7]Показатель АБВ-6М АБВ-6ММ ПАТЭС с РУКЛТ-40СГП-1 ПАТЭЦ-80Электрическая мощность,МВтТепловая мощность,МВт(т)Капитальные затраты настроительство, млн.дол.Удельныедол./кВт(т)капзатраты,Себестоимость э/энергии,цент/кВт·чТопливная составляющая,цент/кВт·чГраничный тариф поэ/энергии, цент/кВт·ч2х6 2х12 2х35 2х66,4 2х852х38 2х54 2х150 2х200 2х25048 65 165 250 4104000 3125 2360 1883 24126,08 4,57 3,629 2,393 2,7141,606 1,145 0,898 0,491 0,3826,664 5,027 4,008 2,672 3,02Список литературы:1 Выбор базового объекта исследования электромагнитной совместимости взамкнутых сетях от 6 до 35 кВ северных месторождений газа / В.Г.Сальников,С.Б.Долгушин [и др.] // Науч. пробл. трансп. Сиб. и Дал. Вост. – 2009. – №2. – С.404–407.2 Вишнягов, М.Г. Результаты экспериментальных исследований качестваэлектроэнергии в энергосистеме плавкрана СПГ-43/82 / М.Г.Вишнягов,111

А.А.Руппель [и др.] // Науч. пробл. трансп. Сиб. и Дал. Вост. – 2010. – №1. – С.333–336.3 Руппель, А.А. К проблеме электроснабжения при некачественной электроэнергии/ А.А.Руппель [и др.] // Науч. пробл. трансп. Сиб. и Дал. Вост. – 2010. – №1. – С.333–336.4 Сальников, В.Г. Параметры электромагнитной обстановки в сети с искажающейнагрузкой / В.Г.Сальников [и др.] // Науч. пробл. трансп. Сиб. и Дал. Вост. – 2008.– №2. – С. 242–247.5 Электроснабжение стационарных и мобильных объектов: учеб. пособие: в 3 ч. Ч.3/ В.П.Горелов [и др.]; под ред. В.П.Горелова, Н.В.Цугленка. – Новосибирск:Новосиб. гос. акад. вод. трансп.., 2006. – 228 с.6 Рамазанов, М.З. Перспективы применения плавучих атомных станций дляэнергоснабжения прибрежных нефтегазовых объектов России и Казахстана /М.З.Рамазанов, В.П.Горелов [и др.] // Науч. пробл. трансп. Сиб. и Дал. Вост. –2011. – №2. – С. 210–214.7 Лунёв, Л.А., Наседкин, С.П., Травников, Ю.К. Плавучий атомный энергоисточникна базе судовых технологий: тр. междунар. науч.-проект. конф. «Малаяэнергетика», 11–14 окт. 2005 г. – М., С. 84–86.112

АНАЛИЗ ПРИЧИН ПОВРЕЖДАЕМОСТИ МАСЛОНАПОЛНЕННОГОИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ОАО«ФСК ЕЭС»А.Ю. Хренников, Р.В. МажуринОАО «Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы»,г. Москва, Россияak2390@inbox.ruВ последние годы во всем мире наблюдается процесс глобального измененияклимата, негативные последствия которого мы можем повсеместно наблюдать. Сфераэлектроэнергетики не является исключением, участились отказы оборудованиявследствие нерасчетных тепловых нагрузок наряду с большим процентом его износа.Так, в филиалах ОАО «ФСК ЕЭС» МЭС в связи с длительным периодом аномальновысоких температур произошел ряд повреждений измерительных трансформаторовтока (ТТ) и напряжения (ТН). Максимальные температуры в центральных и южныхрегионах России достигали значений до + 34,2 градусов в тени и до +42 градусов насолнце. Анализ повреждений ТТ и ТН также указывает на их подверженностьвоздействию повышенной температуры. Максимум аварийности ТТ и ТН приходитсяна период с мая по сентябрь и хорошо коррелируется со среднегодовым графикомтемпературы.Наибольшую долю в списке технических причин повреждения ТТ составляютпробой изоляции (52 %), межвитковые замыкания (32 %).Пробой изоляции, как правило, происходил вследствие снижения параметроввнутренней изоляции из-за старения (в основном повреждаются ТТ и ТН со срокомэксплуатации свыше 20 лет) под действием частичных разрядов, а также из-задополнительного нагрева прямыми солнечными лучами ТТ и ТН в условиях высокойтемпературы окружающего воздуха. Особенно это касается электроаппаратов,имеющих коричневые внешние фарфоровые покрышки. При этом отказытрансформаторов тока вызваны, в основном выходом из строя изоляции первичнойобмотки ТТ серии ТФКН и вторичной обмотки ТТ серий ТФРМ и ТРН. Поврежденияэлектромагнитных трансформаторов напряжения, например, серии НКФ, происходятпо причине витковых замыканий первичной обмотки [1, 2].Среди конструктивных недостатков следует, прежде всего, отметить следующее:• ТРН (ТФРМ): из-за недостаточной герметизации, происходит постепенноеувлажнение изоляции, приводящее к увеличению диэлектрических потерьи увеличению интенсивности старения. При резком изменениитемпературы может происходить выделение растворенного воздуха всвободную газовую фазу в виде пузырьков, в которых развиваютсякритические частичные разряды, приводящие к пробою бумажно-маслянойизоляции. Возможен и другой механизм пробоя, связанный с переходомвлаги из увлажненной бумаги в масло при резком изменении температуры.При этом возможно выделение влаги в свободное состояние, и развитиекритических частичных разрядов. Как правило, оба указанных механизмаразвиваются одновременно.• ТФУМ, ТФКН: слабым местом является узел крепления U-образнойобмотки, что при воздействиях внешних коротких замыканий отдинамических усилий приводит к деформации твердой изоляции,изменению напряженности электрического поля в местах деформации ипоследующему развитию частичных разрядов, ускоряющих износ113

изоляции в указанных местах.• ТФН, ТФЗМ: повреждения, как правило, связаны с общим старениемизоляции вследствие длительного срока эксплуатации [1, 2].Также, кроме конструктивных недостатков, возникновению поврежденийоборудования во многих случаях способствует недостаточное или некачественноепроведение технического обслуживания, предпосылками которого являются:• недостаточная квалификация ремонтного персонала, обусловленнаятекучестью кадров и недостаточным вниманием руководства к вопросу оповышении его квалификации;• недостаточный контроль процесса ремонта или отсутствие такового состороны ИТР;• формальный подход к приемке оборудования из ремонта и оформлениюремонтной документации. Известны случаи выявления дефектовоборудования, только что принятого из ремонта;• встречаются случаи чрезмерного загрязнения масломерных стекол,вследствие чего определить фактический уровень масла не представляетсявозможным;• некачественное проведение осмотра оборудования дежурным персоналомподстанции. Имеются случаи почти полного ухода масла измаслонаполненного оборудования, выявленные только при проведении нанем оперативных переключений;• нарушение периодичности и снижение объема и качества выполняемыхработ ввиду того, что по режиму данное оборудование невозможновывести из работы на требуемый по технологии промежуток времени.Вместе с тем, аварии трансформаторов тока и напряжения приводят к весьматяжелым последствиям. Особенно это касается электромагнитных трансформаторовнапряжения в сетях 110-220 кВ, при повреждении которых отключается как минимум,одна система (секция) шин. В то же время общее количество трансформаторов тока наданных объектах несравненно больше количества трансформаторов напряжения,поэтому число аварий, связанных с отказом ТТ в разрезе одного объекта, как правило,также больше. Практически всегда имеют место факты возгорания. Также, при аварии,ввиду большого радиуса разлета осколков, нередко повреждается соседнееоборудование [3-8].На основании приведенного анализа, в целях предотвращения поврежденийизмерительных трансформаторов тока и напряжения предлагаются следующие путиснижения числа их отказов:• Обеспечить учащенный контроль в расширенном, по сравнению с «Объем и нормыиспытаний электрооборудования» РД 34.45-54.300-97 объеме, измерительныхтрансформаторов тока и напряжения с длительным (более 20 лет) срокомэксплуатации или с характеристиками, превышающими или близкими кпредельным значениям, перед ремонтной компанией и особыми периодамиэксплуатации [3-7].• Организовать тепловизионный контроль ТТ и ТН не реже 2-х раз в год, а впериод аномально высоких температур не реже 1-го раз в месяц.Конкретно для данного оборудования тепловизионное обследованиенеобходимо проводить в ночное время, не ранее, чем спустя 2 часа после заходасолнца. Это связано с тем, что трансформаторы тока и напряжения имеютфарфоровую изоляцию как светлого, так и темного цветов, и нагреваютсясолнечным излучением в разной степени. Также играет роль и цвет окраски верхнейметаллической части. В то же время, выявленное тепловизором превышение по114

температуре снаружи может быть небольшим, а в небольшом очагеразвивающегося дефекта в полости оборудования оно может отличаться напорядки, и выявить снаружи эту незначительную температурнуюаномалию представляется возможным, только максимально исключиввлияние солнечной радиации. Для последующего сравнения необходимосохранять все термограммы, в том числе оборудования, на которомдефекты не обнаружены.• Проводить для всех ТТ (ТН) начиная с класса напряжения 110 кВ и вышеконтроль состояния трансформаторного масла в объеме сокращенногохимического анализа, дополнительно выполнять анализ масла навлагосодержание. Выполнять хроматографический анализ масла (ХАРГ) втом числе кислорода и азота. При ХАРГ и анализе влагосодержания вобязательном порядке фиксировать температуру масла при отборе.• Проводить для ТТ, начиная с класса напряжения 110 кВ и выше,находящимися в эксплуатации 20 и более лет, измерение тангенса угладиэлектрических потерь (tgδ) тремя измерениями, с применениемиспытательного напряжения 1 кВ, 5 кВ, 10 кВ. Это обусловлено тем, чтоприменяемые сертифицированные испытательные комплексы (например,установка «Тангенс-2000»), как правило, не позволяют применитьиспытательное напряжение выше 10 кВ, а в некоторых случаях егонедостаточно для выявления дефекта. В случае трех измерений на«здоровом» ТТ значение tgδ будет постоянным (разница показанийприбора будет в тысячных долях процента вследствие его погрешности), аесли ТТ имеет дефект изоляции, то значение tgδ может изменяться напорядок и более. Само по себе изменение значения tgδ не повод браковатьоборудование, тем более, если его значение укладывается в нормы, но этоповод для проведения испытаний в полном объеме по РД 34.45-54.300-97, атакже других руководящих документов. Также, при производстве данноговида испытаний, необходимо приведение температуры. Обусловлено этотем, что величина tgδ имеет в принципе нелинейную прямуюпропорциональную зависимость от температуры.• Проводить для ТТ, начиная с класса напряжения 110 кВ и выше, снятиехарактеристики намагничивания для выявления наличиякороткозамкнутых витков.• Проводить для ТН, начиная с класса напряжения 110 кВ и выше,измерения сопротивления первичной и вторичных обмоток.• Организовать при превышении нормативов по влагосодержанию игазосодержанию масла, или при пониженном пробивном напряжении,испытания в полном объеме по РД 34.45-54.300-97. После комплексногоанализа результатов испытаний ввод в работу осуществлять с разрешениятехнического руководителя предприятия. Надо заметить, что в случаеповышенного влагосодержания только лишь смена масла не решитпроблему, так как влага также содержится и в твердой изоляции.Необходим комплекс мероприятий по полному удалению влаги. Насегодняшний момент данные технологии отработаны достаточно хорошо.Также следует уделить особое внимание процессу отбора масла на анализ –применяемая технология, оборудование, тара, сроки хранения масла домомента анализа и т.д.• Проводить контроль интенсивности частичных разрядов в изоляции ТТначиная с класса напряжения 330 кВ и выше (электрическим или115

акустическим методом) [1-5].• Для трансформаторов напряжения дополнительно необходимовыполнение следующих мероприятий: отключение при превышениинапряжения на вторичных обмотках на 15 % от номинального или приналичии небаланса 15 % между фазами, свидетельствующем оразвивающемся дефекте; анализ схем подстанций с целью выявлениявозможных феррорезонансных перенапряжений и разработки специальныхмероприятий по их предотвращению.• Производить введение в работу после длительного хранения трансформаторовтока типа ТФРМ 330-750 кВ только после выполнения требований циркуляра Ц-03-200Ц (Э) РАО «ЕЭС России» «Об испытаниях трансформаторов тока ТФРМ330-750 кВ перед вводом в эксплуатацию после длительного хранения» от 23октября 2001 г.• Вносить соответствующие корректировки в целевые программы замены ТТ и ТН,выработавших нормативный срок службы и имеющих тенденцию к ухудшениюхарактеристик.Список литературы:1. Гречко О.Н., Курбатова А.Ф. Опыт диагностики маслонаполненныхизмерительных трансформаторов 110-750 кВ//Сборник докладов научнотехническогосеминара ”Методы и средства оценки состояния энергетическогооборудования”, Выпуск 20. ПЭИПК, С.-Петербург - 2002 г., с. 167-173.2. Гречко О.Н., Курбатова А.Ф. Проблемы эксплуатационной диагностикисостояния маслонаполненных измерительных трансформаторов 110-750кВ//Сборник докладов научно-технического семинара ”Методы и средстваоценки состояния энергетического оборудования”, Выпуск 11. ПЭИПК,Екатеринбург-С.-Петербург - 2000 г., с. 329-336.3. Сви П. М. Методы и средства диагностики оборудования высокого напряжения -М.: Энергоатомиздат, 1992. С.20.4. Голоднов Ю. М. Контроль за состоянием трансформаторов - М.:Энергоатомиздат, 1988. С. 7-36.5. Хренников А.Ю., Чичинский М.И. Рекомендации по расследованиютехнологических нарушений, диагностике и выявлению повреждениймаслонаполненных силовых и измерительных трансформаторов// М: -ИПКгосслужбы. – 2008. - 38 с.6. Бузаев В.В., Сапожников Ю.М., Дарьян Л.А. Уточнение коэффициентоврастворимости, содержащихся в трансформаторных маслах газов, используемыхдля оценки состояния высоковольтного маслонаполненногоэлектрооборудования//Электрические станции - № 12. - 2006.7. Хренников А.Ю., Гольдштейн В.Г. Техническая диагностика, повреждаемость иресурсы силовых и измерительных трансформаторов и реакторов// Монография,Энергоатомиздат, М. -2007., 286 с., ил.8. Хренников А.Ю., Гольдштейн В.Г., Назарычев А.Н. Диагностические модели дляоценки технического состояния электрооборудования электростанций иподстанций //Промышленная энергетика, 2010, № 10.116

КОНЦЕПЦИЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕВЕРНЫХМЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХМ.Ю. Денчик, П.А. ДзюбаНовосибирская государственная академия водного транспорта,г. Новосибирск, Россияnsawt_ese@mail.ruОсвоение месторождений полезных ископаемых в удалённых районах Сибириобуславливает интенсивную электрификацию. Эффективность работы предприятийэтих районов во многом определяется качеством функционирования местныхэлектроэнергетических систем (ЭЭС), которые имеют сети среднего напряжения (от 6до 35 кВ). Эти сети характеризуются сравнительно небольшой длиной, что взначительной мере определяет режим работы их нейтрали. Сети (6–10) кВ имеютизолированную нейтраль.Для более конкретного анализа проблем электрификации северныхместорождений воспользуемся полигоном исследования – схемой местной ЭЭСЯмбуровского линейно производственного управления добычей и транспортировкойгаза [1]. Электроснабжение этой промышленной площадки осуществляется (рис. 1) повоздушной линии напряжением 110 кВ от Северных электрических РАО «ЕЭС» и отэлектростанций собственных нужд (ЕСН) типа в ПАЭС–250 М и ПАЭС–2500.Мощность каждого генератора составляет 2,5 МВт.Сети 10 кВ построены по определённым принципам существующей теориипостроения электрических сетей [2–4]. Первым принципом является дроблениеподстанций (принцип А.С. Либермана), который позволяет рассматривать комплектныетрансформаторные подстанции и другие распределительные пункты как простыеэлектропотребители.Вторым принципом является объединение линий, соединяющих приёмники систочником питания. Под объединением понимается выполнение линий, общими вкакой-то части, с общими проводниками на воздушных линиях, токопроводах и т.д.Третий принцип – принцип разомкнутой сети. Электрическая сеть объектадолжна иметь конфигурацию типа «дерево», обусловленную необходимостьюограничения токов короткого замыкания. При этом надёжность питанияобеспечивается сетевой автоматикой (АВР, АПВ и т.д.).Четвёртым принципом является принцип дополнительных узлов. Он заключаетсяв том, что для достижения минимальности суммарных приведённых годовых затрат насеть при её построении могут вводятся дополнительные узлы, не совпадающие сзаданными пунктами питания.Пятым принципом является принцип кратчайшей сети. Минимальная сетьотключается от кратчайшей расположением узлов в сети.Перечисленные принципы построения электрической сети, разработанные вначале 20 века, когда ещё не наблюдалась эскалация нелинейной нагрузки, незатрагивают вопросов элетромагнитной совместимости (ЭМС).Апостериори – местные замкнутые сети работают в разомкнутом режиме (третийпринцип). Точки разрезов определяются на основании решения целевой функцииприведенных затрат [2, 3].3 ∆Э + У + У + У , (1)=βгде ∆ Э – потери электроэнергии за рассматриваемый период, кВт·ч;β – стоимость 1 кВт·ч потери энергии, руб.;117ИНЭ

УИ– ущерб в местной ЭЭС из-за нестандартных уровней напряжений в сети зарассматриваемый период, руб.;УН– затраты, связанные с изменением надёжности электроснабженияпотребителей при различном положении точки разрезов, руб.;УЭ– затраты, связанные с изменением сложности эксплуатации сети приразличном положении точек разрезов.110 кВТДГ-20000/110IСШ 10 кВПС «Ямбург»10 кВIIСШIСШ10 кВ ПС «Елец»IIСШ10 кВПАЭС-2500МВЛ 10 кВ L=12,5 кмПС «Тула»IСШ 10 кВ IIСШ 10 кВПАЭС-2500Рис. 1. Принципиальная электрическая схема замкнутой сети 10 кВ объектаисследованияВ общем случае задача (1) не имеет решения в основном из-за отсутствияинформации о переменных УИ, УН, УЭ. Частные решения встречаются для городскихи сельских сетей, которые характеризуются невысокой поверхностной плотностьюнагрузок (кВт/км 2 ), более значительной протяжённостью, чем рассматриваемые сети, иявно выраженными пиками нагрузок в суточном графике. Эти решения получены приусловии:∆Э β〉〉 У + У + У , (2)ИНЭ118

Величинами УИ, УН, УЭпренебрегают, исходя из аксиомы о том, что различныерасположения точек размыкания сети приводят к одинаковой степени надёжностиэлектроснабжения, а удобства эксплуатации сети и потери остаются неизменными.Неравенство (2) значительно упрощает целевую функцию (1)3 = ∆ Эβ. (3)Решение этой задачи не вызывает трудностей [4]. Однако решение получается неоптимальное, потому, что нарушены условия оптимизации (1), а рациональное длясельскохозяйственных сетей, обусловленное особенностями этих сетей.В нашем случае принятие ограничения (2) недопустимо, так как в сетяхудалённых районов наблюдаются кондуктивные электромагнитные помехи (ЭМП),нарушающие ЭМС технических средств. По этой причине крупные технологическиенарушения наблюдались в 2004 г. в ООО «Территориальная сетевая организацияПойковские электрические сети» (Ханты-Мансийский автономный округ). В связи сэтим рекомендуется решать оптимизационную задачу (1) с учётом параметровэлектромагнитной обстановки (ЭМО) на основе нового (шестого) принципапостроения–принципа подавления кондуктивных ЭМП, обусловленных некачественнойэлектроэнергией и распространяющихся по проводам замкнутой сети. Алгоритмопределения этих помех приводится в [5].Определение оптимальных точек разрезов замкнутой сети от 6 до 35 кВ можноопределить на основе решения на основе целевой функции с суммарными потерямиполной мощности на n–участках сети в максимальном суточном режиме нагрузкиn1 2 2ЗГ= ∑ ( Pi+ Qi) Ri= min , (4)2UH i=1при условииδU= 0δ ( ∆f) = 0δKδXUiП= 0= 0, (5)где UH– номинальное напряжение сети, В;Ri, Pi, Qi– соответственно, сопротивление, активная и реактивная мощности i-гоучастка сети, Ом; Вт; вар;δ U П– кондуктивная ЭМП по установившемуся отклонению напряжения;δ ( ∆f) – кондуктивная ЭМП по отклонению частоты;δ K U– кондуктивная ЭМП по коэффициенту искажения синусоидальности кривойнапряжения;δ X i– кондуктивная ЭМП по i-у показателю КЭ, который как и приведённыепоказатели КЭ ( U , ∆ f , K ) не соответствуют требованиям стандарта [6].yUУчитывая незначительное число узлов нагрузки (2–3) в рассматриваемых сетях,решение оптимизационной задачи (4) можно осуществить методом дискретного спуска.Простейший подход заключается в поочерёдном переборе на персональномкомпьютере (ПЭВМ) всех возможных сочетаний разрезов с контролем поограничивающим условиям.Изложенная методика позволила определить места размыкания замкнутой сети 10кВ полигона исследования (рисунок), которые позволили сформировать нескольковариантов оперативной схемы электроснабжения данного месторождения в119

зависимости от электромагнитной обстановки в ЭЭС. Один из них на ПС «Елец» и ПС«Тула» межсекционные выключатели отключены.Список литературы:1 Выбор базового объекта исследования электромагнитной совместимости взамкнутых сетях от 6 до 35 кВ северных месторождений газа / В.Г.Сальников [идр.] // Науч. пробл. трансп. Сиб. и Дал. Вост. – 2009. – №2. – С. 250–254.2 Местные электрические сети / В.В.Керного [и др.]; под ред. Г.Е.Поспелова. – Мн.:Вышэйш. шк., 1972. – 376 с.3 Основы построения промышленных электрических сетей / Г.М.Каялов [и др.]; подобщ. ред. Г.М.Каялова. – М.: Энергия, 1978. – 352 с.4 Сальников, В.Г. Эффективные системы электроснабжения предприятий цветнойметаллургии / В.Г.Сальников, В.В.Шевченко. – М.: Металлургия, 1986 г. – 320 с.5 Иванова, Е.В. Кондуктивные электромагнитные помехи транспортных систем(теория, расчёт, подавление) / Е.В.Иванова // Трансп. дело России. – 2006. - №8. –С. 16–20.120

ДЕСТРУКЦИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИЭКСТРУЗИОННОГО ПЕНОПОЛИСТИРОЛАР.А. Назиров, Е.Н. Захарьин, В.Б. ЗакировСибирский федеральный университет,г. Красноярск, Россияnazirovr@rambler.ruДля обеспечения высокого класса энергетической эффективности зданий широкоеприменение нашли высокоэффективные пенополистирольные утеплители, средикоторых высокими техническими характеристиками обладают экструзионныепенополистиролы (ЭППС). Однако по результатам исследований таких материаловимеется ряд противоречивых мнений об их долговечности и эффективностиприменения.Расчетно-экспериментальным путем остановлено, что основной вклад вэффективную теплопроводность экструзионных пенополистиролов вноситтеплопроводность вспенивающего агента. В настоящее время большинство вспененныхполистиролов изготовлено с применением в качестве вспенивающих агентов (ВА)различных типов фреонов – производных насыщенных углеводородов, содержащихатомы фтора и хлора. Они имеют молекулярную массу, значительно превышающуюмолекулярную массу воздуха и, таким образом, являются эффективным наполнителемпорового пространства ЭППС, обеспечивая низкую теплопроводность утеплителя.Совершенно очевидно, что в процессе эксплуатации с течением временипроисходит диффузия фреонов из пенополистирола и замещение тяжелого газа наболее легкий воздух. Решение уравнения нестационарной диффузии фреона из плоскойнеограниченной пластины (плиты ЭППС) на противоположных сторонах которойподдерживается нулевая концентрация, представляется виде4C(x,t)= C ∑ ∞π k=2 21 ⎧ (2k+ 1) π D ⋅ t ⎫ (2k+ 1)πexp⎨−sin2 ⎬2k+ 1 ⎩ H ⎭ H0x0Результаты решения этого уравнения для исходных данных: Н=0,05 м – толщинанаиболее часто встречающейся плиты ЭППС; D eff =(1,55–8)·10 -12 м 2 /с – значенияэффективных коэффициентов диффузии для наиболее широко используемых в качествеВА фреонов (HCFC-22, HCFC-142b, HFC-152a), определенных в результатедолговременных натурных экспериментов и лабораторных испытаний [4] представленна (рис. 1 и рис. 2)На (рис. 1) хорошо видно, что наибольшей тепловой неоднородностью ЭППСобладает в начальный период эксплуатации в нормальных условиях. С понижениемобщего содержания фреона в порах пенополистирола тепловая неоднородностьуменьшается, а эффективная теплопроводность ЭППС будет определятьсятеплопроводностью воздуха. Полное замещение фреона воздухом происходит в период25–45 лет в зависимости от эффективного коэффициента диффузии (рис. 2).Сделанные выводы подтверждаются обобщенными долгосрочными (до 26 лет)экспериментальными результатами испытаний плит ЭППС STYROFOAM TM влабораторных и естественных условиях, опубликованными в [1,2] (рис. 3), ипроведенными авторами собственными исследованиями отечественных образцовэкструзионного пенополистирола THERMIT ХPS (табл.1)..121

1Концентрация ВА в порах0.80.60.40.200 0.02 0.04один годдесять летТолщина плиты, мРис. 1. Изменение относительной концентрации фреона (D eff =1,55·10 -12 м 2 /с)порах по толщине ЭППС через один год и десять лет эксплуатациивРис. 2. Изменение содержания газа ВА с эффективными коэффициентамидиффузии 1,55·10 -12 ( ) и 0.8·10 -12 ( ) в плите экструзионного пенополистиролатолщиной 50 мм122

Рис 3. Повышение теплопроводности ЭППС в процессе эксплуатации: , – обобщенныерезультаты экспериментальных испытаний плит STYROFOAM TM со вспенивающим агентом HFC-142b (1) и CFC-12 (2) соответственно; – аппроксимирующие кривые 1 и 2; – значениетеплопроводности при полном заполнении порового пространства воздухомТаблица 1. Характеристики и результаты определения коэффициентатеплопроводности образцов, хранившихся в лабораторных условиях в течение одногогода№ Габаритные размерыa × b × h, ммМасса,гПлотность,кг/м 3Коэффициент теплопроводности,Вт/м·°С, через1–7360–38020–40 днейднейдней1 250,3 × 249,8 × 39,1 81,2 33,2 0,024 0,025 0,0272 249,9 × 248,8 × 38,2 80,5 33,9 0,023 0,025 0,0273 248,8 × 248,5 × 39,1 81,2 33,6 0,024 0,024 0,0284 248,9 × 250,1 × 39,5 84,1 34,2 0,025 0,026 0,0275 250,0 × 251,2 × 39,6 83,8 33,7 0,026 0,026 0,0286 249,8 × 249,7 × 38,1 81,0 34,1 0,024 0,024 0,029Среднее значение 33,8±0,36 0,024±0,001 0,025±0,0010,028±0,001Сопоставление результатов теоретических расчетов диффузии фреонов срезультатами натурных экспериментов, представленных на (рис. 2; рис. 3; табл.1),свидетельствует об их согласованности. Изменение теплопроводности образцов,хранившихся в лабораторных условиях (табл.1) и в реальных условиях эксплуатации (рис.3), в случае обеспечения требований по применению и хранению, практически идентичнои определяется кинетикой диффузии ВА.В случае нарушений требований к перевозке, хранению и применению, происходитактивная деструкция полистирольной матрицы плит ЭППС. Электронномикроскопическиеснимки деструктивного пенополистирола, «состаренного» на отрытомполигоне в климатических условиях г. Красноярска, представлены на (рис. 4)Отличительной особенностью поровой структуры деструктивного пенополистиролаявляется наличие локальных групп пор размером до 10 мкм (рис. 4, б). На рисункезаметен хрупкий характер разрушения полистирольных стенок, который приводит кобразованию открытых и сообщающихся пор, что существенно отражается на123

эксплуатационных характеристиках теплоизоляционного материала и, в том числе, кувеличению теплопроводности ЭППС.абРис. 4. Электронно-микроскопические снимки деструктивной поверхностиобразцов экструзионного пенополистирола THERMIT ХPS с увеличением: а – ×250; б –×1000Таким образом, можно констатировать, что заявляемая производителями теплопроводностьплит ЭППС не подвергавшегося деструкции марки 35 менее 0,032 Вт/м·°C через 25–45 лет небудет являться актуальной для принятой современной технологии производства, а ееизменение должно учитываться при проектировании и энергоаудите. Расчетамиустановлено, что при изменении в процессе эксплуатации значения теплопроводностиосновного теплоизоляционного слоя наружных ограждений на 15–20 % в зависимостиот типа здания может привести к необходимости пересмотра класса егоэнергетической эффективности.Список литературы:1. Vo, C. V. An Evaluation of the Thermal Conductivity of Extruded Polystyrene FoamBlown with HFC-134a or HCFC-142b / C. V. Vo, A. N. Paquet // Journal of CellularPlastics. 2004. P. 205–228.2. Bomberg, M. Procedures to Predict Long-Term Thermal Performance of BoardstockFoam Insulations & Supplementary Report on Expanded Polystyrene. Final Reports onthe Joint NRC / M. Bomberg, M. Kumaran // SPI research Project, National ResearchCouncil Canada. 1995. 74 p.124

ПРИМЕНЕНИЕ ПЛАЗМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.А.С. Аньшаков*,Г.Г. Волокитин**, Н.К. Скрипникова**, О.Г. Волокитин**, А.А. Никифоров***Институт теплофизики СО РАН,г. Новосибирск, Россия**Томский государственный архитектурно-строительный университет ТГАСУ,г. Томск, Россияvgg-tomsk@mail.ruПотребность различных отраслей промышленности в строительных материалах, втом числе теплоизоляционных постоянно возрастает. Наибольший эффект достигается,когда технологии и оборудование ориентированы на местную сырьевую базу,возможно использование отходов местных промышленных производств.Существующие производства, с одной стороны, требуют дополнительно сжиганиядефицитного топлива, а с другой – экологически вредны из-за несовершенствапроцессов образования расплава [1].Если в качестве источника тепловой энергии использовать электродуговой нагревили высококонцентрированный поток низкотемпературной плазмы, то за счет высокихтемператур (3000-5000 о С), резко снижается вероятность выбросов недоокисленныхкомпонентов, сокращается время получения расплава (практически до несколькихсекунд), исключается индукционный период плавления, наиболее опасный сэкологической точки зрения. Необходимо отметить, что плазменные процессыфактически безинерционны, ими легко можно управлять и автоматизировать их проще,достигается одностадийность получения конечного продукта [2]. Также использованиевысококонцентрированных потоков снижает энергозатраты при получениисиликатного расплава, за счет сокращения времени образования расплава. Такимобразом, применение плазменных технологий при получении таких дефицитныхматериалов стройиндустрии, как минеральная вата позволит сделать эти производстваболее экономичными и решить проблемы экологии.Весьма перспективным является использование в качестве сырьевой базы отходовэнергетической промышленности, которые являются минеральным остатком,содержащим в своем составе до 49–61 % SiO 2 , и, соответственно, несмотря на высокую(1600–1700 ○ С) температуру плавления, являются пригодными для полученияминерального волокна.Целью настоящей работы является – создание и анализ электродуговых иэлектроплазменных установок для получения расплава из тугоплавкихсиликатсодержащих материалов с позиций динамики развития передовых технологийпо производству минерального волокна.Использование в качестве исходного сырья техногенных отходов решает сразунесколько задач: экологическую (ликвидация отходов), экономическую (стоимостьпродукции из вторых ресурсов значительно дешевле) и социальную (увеличениестроительства жилья и других объектов из дешевых и различных видом материалов).В качестве исходного сырья для получения минеральных волокон использовалисьотходы энергетических производств – золошлаковые отходы ТЭС г. Северск.Проведенный химический анализ золошлаковых отходов ТЭС, используемых припроведении экспериментов (табл. 1) показал, что исследуемый материалхарактеризуются высоким содержанием, который является основнымстеклообразователем, это говорит о том, что золошлаковые отходы пригодны для125

получения силикатных расплавов и могут быть использованы в производствеминеральных волокон.Таблица 1. Химический состав исследуемого материала (ТЭС г. Северск)НаименованиеСодержание оксида, мас. %оксидазола ТЭСSiO 51,162Al O 34,572 3Fe O 3,622 3CaO 8,33MgO 0,91ппп ...1,41MK9,20Впервые в Институте теплофизике СО РАН (лаборатория электротехнологий)совместно с лабораторией НИИ Строительных материалов Томского государственногоархитектурно-строительного университета авторами была рассмотрена возможностьполучения силикатного расплава из золы в экспериментальной электрической печипостоянного тока, принципиальная схема которой показана на рис. 1.Рис.1. Принципиальная схема экспериментальной печи постоянного тока: 1 – печьпостоянного тока, 2 – источник питания, 3 – питатель тарельчатого типа, 4 –электроды, 5 –летка, 6 – заглушка, 7 – водоохлаждаемые токоподводы.На передней стенке печи расположены летка 5, которая выполнена изграфитированного материала, и отверстие с заглушкой 6 для слива расплава приаварийной остановке печи. В бассейне печи, предназначенном для нагрева ипоследующего расплавления засыпаемого сырьевого материала, установлена параэлектродов 4. В качестве электродов используются графитированные стержнидиаметром 50мм, установленные под углом 10-15º относительно вертикали поперечныхстен печи. Межэлектродное расстояние по осям электродов в нижнем срезе составляет50 мм. Для энергопитания электродов 4 используется источник питания 2 постоянноготока АПР–404 с плавным регулированием по току. Токоподводы 7 выполнены126

водоохлаждаемыми. Для подачи материала над плавильным бассейном печиустановлен питатель тарельчатого типа 3.В результате проведенных экспериментальных исследований было установлено,что плавление материала крупностью 0,3-0,5 мм в печи такой схемы нецелесообразно,т.к. проплавление материала по всему объему печи затруднено вследствие чегостановится невозможным организация процесса истечения расплава из летки бездополнительного перемешивания образующегося расплава в печи. При этом удельныеэнергозатраты на 1 кг расплава составляют 4,5 кВт/кг, что с позиции эффективностиявляется неудовлетворительным, в связи с этим была разработана плазменнаятехнология образования расплава из предварительно брикетированной золы.Для проведения исследований и отработки режимов плазменной технологиииспользовалась установка с автоматической системой регистрации электрофизическихи теплофизических параметров в динамическом режиме [3]. Схема брикетнойустановки показана на рис.2.Рис. 2. Экспериментальная плазменная установка по получению минерального волокна.1 - плазмотрон; 2 - источник питания; 3 - пульт управления; 4 - брикеты из золы; 5 - лотокгомогенизатор;6 - распылочный диск; 7 - камера осаждения; 8 - ЭВМ; 9 - прессДля образования расплава из шихт использовался плазмотрон до 100 кВт. Дляболее полного использования тепловой энергии сканирующая электрическая дугаплазмотрона непрерывно обжималась торцами движущихся навстречу друг другубрикетов.Эксперименты с получением расплава из зол показали, что при высокой массовойскорости газа в плазменной струе и динамическом напоре на оплавляемую поверхностьбрикетов 0,15 МПа, происходит отрыв частиц непроплавленного материала. Дляустранения этого недостатка был использован лоток (см. рис.2), играющий рольгомогенизатора расплава.Сложность обеспечения условий гомогенизации расплава и необходимостьвведения дополнительных элементов и агрегатов в схему производства, а такжебольшие тепловые потери являются недостатками данной технологии. Однакоиспользование в качестве источника тепла - высококонцентрированных плазменныхпотоков снижает энергозатраты по сравнению с предыдущей технологией до 3 кВт/кг.Для исключения названных недостатков была разработана экспериментальнаяустановка для получения минерального волокна из расплава тугоплавких127

силикатсодержащих материалов [4] схема, которой представлена на рис. 3. Установкасостоит из следующих основных узлов: источника питания постоянного тока 9;плазмотрона с вынесенной областью энерговыделения 1; концентратора тепловойэнергии 2; выполненного в виде водоохлаждаемого цилиндра; дозирующего устройствадля подачи дисперсного материала 3; вращающегося реактора 8 в дно котороговмонтирован графитовый анод.Рис. 3. Схема экспериментальной установки с комбинированным источникомтепла для получения минерального волокна: 1 – плазмотрон; 2 – концентратортепловой энергии; 3 – дозирующее устройство для подачи сырья; 4 – слойгарнисажный; 5 – дуга плазменная; 6 – расплав; 7 – минеральное волокна; 8 –вращающийся реактор; 9 – источник питания.Принцип работы установки основан на взаимодействиивысококонцентрированных потоков плазмы 5 с порошкообразным тугоплавкимсиликатсодержащим материалом в результате, которого осуществляется нагревдисперсных частиц с последующим образованием расплава 6. Образующийся расплавпоступает во вращающийся реактор 8, где под действием центробежных сил,поднимаясь по стенкам реактора, срывается с его кромок, вытягивается в волокна,которые поступают в камеру осаждения.Использование концентратора тепловой энергии 2 в комбинации с вращающимсяплазмохимическим реактором позволило значительно сократить тепловые потери иобеспечить условия плавления мелкодисперсного материала, а также исключитьдополнительные элементы, совместив узел гомогенизации и формирования волокна.Удельные энергозатраты при этом составляют порядка 1,5-2 кВт/кг.В развитии плазменных технологий было разработано устройство,обеспечивающее локальный нагрев истекающей из летки струи расплава путемпропускания по ней электрического тока с целью обеспечения необходимых значенийтемпературы и вязкости для получения минерального волокна.Схема экспериментальной установки представлена на рис. 4 она состоит изследующих основных узлов и элементов: плавильная печь 4, направляющая воронка 16,устройство для раздува расплава в волокна 17, источник питания постоянного тока10.Водоохлаждающая воронка 16, изготовленная из электропроводного материала,закреплена под леткой 5. Токоподводы регулируемого источника питания постоянноготока 10 подключены к воронке 16 и устройству для раздува 17, что обеспечивает128

протекание тока по участку струи расплава между этими элементами за счетэлектропроводности расплавленного сырьевого материала. Использование такойсхемы позволяет осуществлять дополнительный подогрев расплава для обеспечениятребуемой вязкости путем изменением силы тока, протекающего в струе. К тому же,обеспечение необходимой вязкости расплава исключает потребность дополнительногоразогрева в плавильной печи до температуры, намного превышающей рабочую.Рис. 4. Установка для производства минерального волокна (Патент РФ №2344093):1 – катодный узел; 2 – концентратор тепловой энергии; 3 – дозирующее устройство(питатель); 4 – плавильная печь; 5 – летка; 6 – гарнисажный слой; 7 – графитовыйанод; 8 – плазменная дуга; 9 – расплав;10 – источник питания; 11 – шиберная заслонка;12 – электромеханический ротационный расходомер; 13 – управляемый двигательпостоянного тока в системе подачи сырья; 14 – вентилятор высокого давления; 15 –струя расплава; 16 – направляющая воронка; 17 – устройство для раздува расплава; 18 –минеральные волокна; 19 – оптический пирометрТаким образом, при плавлении тугоплавких материалов, таких как золы ТЭСцелесообразно применение источников высококонцентрированного нагрева(плазмотронов) в сочетании с дополнительными устройствами, позволяет обеспечитьусловия получения расплава с наименьшими энергетическими потерями содновременным улучшением качества минерального волокна.Список литературы:1. Махова М.Ф. Джигирис Д.Д. Основы производства базальтовых волокон иизделий // М., Теплоэнергетик. 2002. с. 170.2. Генерация низкотемпературной плазмы и плазменные технологии: Проблемы иперспективы / Г.Ю. Даутов, А.Н. Тимошевский, Б.А. Урюков и др. –Новосибирск: Наука, 2004. – 464 с. – (Низкотемпературная плазма. Т.20).129

3. Унжаков С.О. Плазменная электротехнология получения минерального волокна:автореф. дис. … канд. техн. наук / С.О Унжаков. – Новосибирск, 1996.4. Никифоров А.А. Технология получения минерального волокна из природного итехногенного силикатосодержащего сырья с помощью низкотемпературнойплазмы: автореф. дис. … канд. техн. наук / А.А. Никифоров. – Томск 1998.5. Волокитин О.Г. Получение минерального волокна из тугоплавкихсиликатсодержащих материалов / О.Г. Волокитин, Н.К. Скрипникова, Г.Г.Волокитин, А.А. Никифоров // Сборник докладов IX Всероссийской научнопрактическойконференции «Техника и технология производстватеплоизоляционных материалов из минерального сырья». – 2009. – С. 47-50.130

«ТОМСКИЙ БАЗАЛЬТ» - ПРОЕКТ СОЗДАНИЯ В ТОМСКОЙ ОБЛАСТИВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВ БАЗАЛЬТОВОГОНАПРАВЛЕНИЯА.С. Ситников*, В.М. Чистяков**Томский государственный педагогический университет, научно-исследовательскаялаборатория «Промэкология», НП «Томский Атомный Центр»,г. Томск, Россия**ООО НПК «РОСБАЗАЛЬТ»,г. Новосибирск, Россияtomskatom@mail.ruВ настоящее время в России базальтовой тематикой занимаются свышечетырёхсот учреждений, предприятий и организаций. Фактически инициированпроцесс формирования новой отрасли. Данное направление получило наибольшееразвитие в Москве, Московской, Пермской областях, Татарстане, Красноярском,Хабаровском и Алтайском краях. Проявили большой интерес к развитиюбазальтовой отрасли в своих регионах Республики Карелия, Удмуртия, Саха(Якутия), Свердловская, Томская, Кемеровская области и многие другие субъектыРоссийской Федерации.Сотни ученых и специалистов многих регионов страны, где достаточно широкопредставлены научные и образовательные учреждения, проводят научные исследования изанимаются вопросами освоения базальтовых технологий при производстве изделий из камня.В Российской Академии наук образован Институт проблем химико-энергетическихтехнологий СО РАН. Регулярно проводятся научно-практические конференции в городах:Казани, Москве, Перми и др., а в г. Бийске, начиная с 2000 года, конференция получила«постоянную прописку».В рамках подготовки проекта Федеральной целевой программы «Базальт –технологии настоящего» до 2020 г. и реализации Стратегии социальноэкономическогоразвития Сибири с обеспечением устойчивого повышения уровня икачества жизни населения Сибирского Федерального Округа «Корпорация«РОСБАЗАЛЬТ» (г. Новосибирск) параллельно активно занимается формированиемРегиональной целевой программы «Сибирский базальт». В состав рабочей группыпо формированию этих программ включены многочисленные представителибольшого числа регионов РФ, в том числе и представители Томской области,принявшие участие в этой работе и разработке областной целевой программы (ОЦП)«Томский базальт».На территории Томской области и в соседних областях расположеныбогатейшие запасы диабазовых месторождений в объемах более 500 млн. куб.метров. По своим качественным характеристикам они наиболее полно подходят вкачестве источника сырья для формирования в регионе базальтовой отрасли, воснову которой положена добыча и переработка нерудного минерального сырья -расплава магматических горных пород. Волокна из камня и изделия на их основе обладаютуникальными свойствами и значительно дешевле аналогичных изделий из других материалов,что делает их применение универсальным в различных отраслях промышленности.В ряду минераловолокнистых теплоизоляционных материалов материалы на основегорных пород габбро-базальтового типа заслуживают особого внимания. Их преимуществаобусловлены свойствами и химическим составом природного базальта,составляющего ~70 % земной коры, а потому как сырьевой источник дляпроизводства теплоизоляции он практически неиссякаем. Материал долговечен(может служить порядка ста, а то и двухсот лет), экологически чист, абсолютнопожаробезопасен (не горит ни при каких температурах и не выделяет едкого дыма),131

термостоек до 900°С, устойчив в агрессивных, щелочных и кислых средах.Материалу присущи высокие тепло- и звукоизоляционные свойства. К тому же,базальтовые технологии экологически безопасны для окружающей среды ичеловека. Применение: промышленное и гражданское строительство,промышленные объекты, в том числе атомной промышленности (теплоизоляциякоммуникаций и оборудования, обеспечение пожаробезопасности) и др.Производство базальтового волокна впервые в Томске было организовано в 2003 году напредприятии «Томскизоляция». Прошивные маты из супертонкого базальтового волокнаполучили общепризнанную оценку, завоевав ряд высоких наград, в том числе Большуюзолотую медаль выставки-ярмарки «Сибирь-2005». Эстафету по выпуску базальтовогоутеплителя в Томской области фактически подхватило предприятие «Лагуна», технологияпроизводства на котором с использованием метода центрифугирования расплава базальтахарактеризуется высокой производительностью и качеством продукции. Стоимостьпрошивного мата с плотностью около 50 кг/м 3 из тонкого базальтового волокна составляет1200–1300 руб. за 1 м 3 , что при теплопроводности материала λ = 0,042 Вт/м·°К позволяетуспешно конкурировать на рынке с другими видами утеплителей. Производительность линии,запущенной в 2008 году, составляет до 100 м 3 в сутки. Линия удачно объединяетпередовые достижения зарубежных и отечественных производств, что позволяетотнести её разработку к числу инновационных. Предприятие имеет возможностьнаращивания производства и его тиражирования, в том числе и для других регионов.В настоящее время в Томской области существуют все необходимые и вомногом достаточные предпосылки для решения указанных задач формированиявысокотехнологичных производств по проекту «Томский базальт». Научныйпотенциал области, удельный вес высокотехнологичных промышленныхпредприятий, наукоемкого производственного бизнеса являются одними из самыхвысоких в России. Регион обладает крупнейшим сообществом ученых,высококвалифицированных специалистов, организаторов производства и бизнеса,финансистов, отличается высокой творческой продуктивностью ивосприимчивостью к новшествам, умением точно определять стратегии развития,находить наилучшие пути реализации намеченных стратегий. Сегодня проявленинтерес к созданию базальтовой отрасли и у руководства Томской области и городаТомска. Создание на территории производств на основе базальтовых компонентовпозволит заложить основы новой революционной и стратегической отраслипромышленности по производству композиционных материалов XXI века и широкойгаммы изделий из них, обеспечив мощный прорыв в промышленности, строительстве,жизненной среде. Планируемый суммарный объём инвестиций для Томской областидолжен составить свыше 4 млрд. рублей. Реализация проекта позволит создатьсвыше 1 500 новых рабочих мест. Срок окупаемости капитальных вложенийсоставит не более 2 – 2,5 лет. Отрасль должна стать локомотивом в развитии многихнаправлений: промышленного и гражданского строительства, обороннойпромышленности, энергетики, в развитии дорожного строительства и ряда других.Проект концепции развития высокотехнологичных производств базальтовогонаправления «Томский базальт» с планом мероприятий и предложениями понаправлениям деятельности планируется представить в октябре-ноябре 2011 г. нанаучно-техническом совете Департамента строительства и архитектурыАдминистрации Томской области. При этом, по официальному предложению ОООНПК «РОСБАЗАЛЬТ», выражаем надежду на проведение экспертной оценки иорганизацию последующей доработки при создании областной целевой программы«Томский Базальт» в интеграции с аналогичной программой соседнего,Новосибирского региона и Алтайского края. В этой работе активное участие готовпринять и Томский Атомный Центр с использованием своих возможностей ватомной отрасли с учётом имеющихся у Томской области перспектив.132

ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОЧИСТКИ ТЕПЛООБМЕННЫХАППАРАТОВГ.Г. Волокитин, С.А. ГлотовТомский государственный архитектурно-строительный университет,г. Томск, Россияvolokitin@sibmail.comПроцессы в теплообменных аппаратах сопровождаются образованием на ихрабочих поверхностях отложений, ухудшающих эксплуатационные характеристикиоборудования, а в отдельных случаях они могут привести к его аварийному состоянию.Например, накипь в трубах паровых котлов создает опасность их перегрева и разрываметалла стенки, снижает теплопроводность, вызывает перерасход топлива. Притолщине слоя отложений на внутренних стенках труб котла в 1 мм. потеря мощностисоставляет 10 %. Термическое сопротивление накипи выпарных аппаратов достигает 60 %, адля некоторых подогревателей – 80 % от общего сопротивления теплопередачи [1].Рис.1.Температура поверхности радиатора в различных точкахДанное явление характерно и при эксплуатации радиаторов отопления, когда наих внутренней поверхности также образуется слой отложений, который значительноухудшает теплопередачу от теплоносителя. Вследствие большой толщины отложений,имеющих низкий коэффициент теплопроводности, они оказывают существенноетепловое сопротивление. Очевидно, что эти отложения необходимо периодическиудалять. На (рис.1) показано распределение температуры по поверхности радиатора.Измерение температуры проведено методом тепловизионной съемки. Разницатемпературы верхней и нижней части радиатора достигает 7 °С, что объясняетсяприсутствием отложений, которые необходимо удалять.Структурно отложения в радиаторах отопления представляют собой слоистуюпористую среду со значительным содержанием оксидов железа (до 70 %), оксидовкремния, кальция, алюминия, магния. Такая многокомпонентная система имеетвысокую адгезию с поверхностью металла, и удалить ее простой промывкой водойневозможно. Использование химических реагентов экономически невыгодно сэкологической точки зрения и из-за их высокой стоимости. Применение другихметодов очистки – механического, гидравлического, ультразвукового,гидрохимического затруднено по причине их сложной технологической реализации,либо вследствие их невысокой эффективности.133

Разработанная технология электрогидравлической очистки радиаторов отопления,основана на эффекте возникновения в жидкости импульсной волны давления приэлектрическом разряде заряженного конденсатора, реализация которого зависит отследующих факторов: электрических параметров разрядного контура генератора(рабочее напряжение, емкость конденсаторной батареи, индуктивность); параметроврабочего промежутка, определяющих его электрическое сопротивление (длинамежэлектродного промежутка, удельная электропроводность жидкости); конструкцииэлектрода (форма, площадь незащищенной изоляцией поверхности); конструкциирабочей камеры (форма, размеры)Канал электрического разряда и пульсирующая парогазовая полость (ПГП)являются источником импульсных волн давления. При воздействии ударных волн настенку радиатора в ней возникают упругие деформации, при которых, вследствиеразности модулей упругости и собственных частот колебаний стенки радиатора иотложений, происходит отделение отложений [2].Параметры импульса давления (амплитуда, длительность) в значительной степениопределяются электрическими параметрами разрядного контура генератора ипараметрами рабочего промежутка (межэлектродное расстояние, удельноесопротивление рабочей жидкости). Установлено, что для технологии очисткирадиаторов отопления от отложений межэлектродное расстояние составляет 10-30 мм.\Рис. 2. Электрическая схема установкиНа (рис.2) представлена электрическая схема электрогидравлической установки.Определен ресурс электродов, составляющий 10 6 импульсов. Такой ресурсобеспечивается использованием полиэтилена низкого давления в качествеизолирующего и конструктивного элемента, а сам токопровод выполнен в видестержня диаметром 12 мм. из углеродистой стали. Опытным путем установленаминимальная длина оголенной части электрода, которая составляет – 30 мм. Этозначение длины оголенной части следует считать оптимальным, поскольку ееуменьшение приводит к разрушению изоляции, а ее увеличение сверх 30 мм. вызываетдополнительные потери энергии в период формирования канала разряда. Так какрадиатор отопления представляет собой геометрически протяженное изделие то, дляочистки всей поверхности за одну технологическую операцию, используется тривысоковольтных электрода, расположенных на траверсе, с возможностью перемещенияотносительно неподвижно расположенного радиатора.В технологии используется обычная водопроводная вода без добавленияхимических реагентов. Вода является средой, передающей импульсное силовоевозмущение на радиатор при электрическом высоковольтном разряде.На (рис.3) показаны основные элементы электрогидравлической установки.Установка является оригинальным узлом в традиционной технологии реставрациирадиаторов. Она технически просто вписывается в обычную технологическую цепочкуреставрации и занимает площадь не более 30-40 м 2 .134

Использование предложенной установки позволяет осуществить следующиеположительные эффекты:• эффективно очищать полости радиаторов от отложений;• отбраковывать те секции радиаторов, толщина стенки которых оказаласьнедопустимо малой для последующей их эксплуатации;• расслаблять резьбовые соединения до уровня полной разборки на секции.Рис.3. Электрогидравлическая установкаДля реализации всей технологии реставрации радиаторов требуется помещениеплощадью ≈ 80 м 2 , где предусмотрены все технологические операции, начиная отсклада сырья (б/у радиаторы) и кончая складом готовой продукции. Помещениедолжно быть оборудовано грузоподъемным механизмом типа тельферагрузоподъемностью 0,5–1 т, водопроводом, электропитанием, рассчитанным намощность 30 кВт.Технические характеристики установки.1. Установленная мощность - 25 кВа.2. Производительность электрогидравлической очистки - 10 рад/час.3. Площадь под установку - 30м 2 .4. Площадь под технологию реставрации - 80м 25. Расход электроэнергии на очистку 1 радиатора - 1 кВт час6. Вес установки - 3 ТПредставленная технология очистки бывших в употреблении радиаторовотопления имеет высокую рентабельность(60%) и успешно реализована на рядепредприятий жилищно-коммунального хозяйства - г.Улан-Удэ, г.Барнаул, г.Караганда(Республика Казахстан).Список литературы:1. Сагань И.И., Разладин Ю.С. Борьба с накипеобразованием в теплообменниках. –К.: Технiка, 1986.2. Волокитин Г.Г., Белов Н.Н., Глотов С.А. Электрогидравлическая очисткавнутренних полостей тепловых агрегатов от отложений // Теплофизика иаэромеханика. – 2000. - том 7, №3. - с.451 - 457.135

СИСТЕМА АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С УЛУЧШЕННЫМКАЧЕСТВОМ ВЫХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВЕ.П. БогдановНациональный исследовательский Томский политехнический университет,г. Томск, Россияbogdanov@t-sk.ruСовременные системы автономного электроснабжения (САЭС) должны отвечатьтребованиям миниатюризации, т.е. требованиям ограничения габаритов и массы,высокого КПД и высокой электромагнитной совместимости с радиоэлектроннойаппаратурой. Широко используемые в качестве основных силовых устройствимпульсные преобразователи энергии (ИПЭ), обладают неплохими массогабаритнымихарактеристиками и высокими значениями КПД. Однако основной недостаток данногокласса преобразователей – повышенный уровень напряжения помех по шинам питанияи нагрузки [4] препятствует соблюдению требований по качеству выходныхэлектрических параметров. Уровни кондуктивных помех, генерируемых основнымитипами однотактных импульсных преобразователей энергии подробно рассмотрены вработе [1]. Указано, что уровень несимметричных помех на силовых шинах мало зависит от типапреобразователя и места измерения (входные или выходные цепи), но зависит от технологиимонтажа преобразователя и частоты преобразования.На (рис. 1) представлена схема понижающего ИПЭ с кондуктивным отводом тепла длясоздания системы автономного электроснабжения САЭС. С учетом результатов, полученных в [1, 3],можно считать уровень напряжения несимметричных помех по силовым шинам повышенным всравнении с требованиями ГОСТ Р 51527-99 (рис. 2). Для уменьшения уровня таких помех приразработке преобразователя необходимо применять входной С-фильтр, выходной LCфильтр,в качестве обратного диода использовать диод Шоттки. Параллельноэлектролитическим конденсаторам большой емкости следует устанавливатьвысокочастотные конденсаторы.типаРис.1. Схема однотактного импульсного преобразователя энергии понижающегоДля снижения влияния помехового электромагнитного поля ИПЭ на входные ивыходные цепи преобразователь экранируется алюминием. Принятые меры позволяютснизить напряжения несимметричной помехи на входе и выходе преобразователя, ноона остается выше нормы по ГОСТ Р 51527-99.136

Рис. 2. Измеренное напряжение несимметричной помехи ИПЭ в исходномсостоянииС целью дальнейшего уменьшения уровня помехи целесообразно использованиепроходных конденсаторов типа ОКП 0,047 мкФ, 125 В в качестве силовых выводовпреобразователя. Это позволяет значительно уменьшить уровень напряжениянесимметричной помехи (рис. 3).Рис. 3. Напряжение несимметричной помехи импульсного преобразователяэнергии в алюминиевом экране с проходными конденсаторамиДостижение уровнем помехи значения, регламентированного ГОСТ,осуществляется при многофазном подключении преобразователей в системахавтономного электроснабжения [2].Таким образом, использование импульсного преобразователя энергии сизмененным элементным составом позволяют повысить качество выходныхэлектрических параметров автономных систем электроснабжения.137

Список литературы:1. Глазенко Т.А., Сеньков В.И. Прогнозирование высокочастотных помех,создаваемых транзисторными широтно-импульсными преобразователями //Электричество, 1984. № 12. С. 21 – 30.2. Мелешин В.И. Транзисторная преобразовательная техника. М.: Техносфера, 2006.632 с.3. Селяев А.Н., Гаврилов А.М., Гребенев И.Е. Оценка помеховых электромагнитныхполей импульсных преобразователей электрической энергии // Материалыдесятой Всероссийской науч.-техн. конф. «Энергетика: экология, надежность,безопасность». Томск: Изд-во ТПУ, 2004. С. 171 – 174.4. Сеньков В.И. Высокочастотные помехи, создаваемые импульснымистабилизаторами напряжения // Электронная техника в автоматике. Сб. статей:Вып. 13 / Под ред. Ю.И. Конева. М.: Радио и связь, 1982. С. 102 – 110.138

ПОВЫШЕНИЕ КВАЛИФИКАЦИИ СОТРУДНИКОВ И ПОДГОТОВКА КАДРОВДЛЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ТРАСЛИ.А.П. Леонов, В.С. КимНациональный исследовательский Томский политехнический университет,leonov_ap@elti.tpu.ruЭлектроэнергетическая отрасль определяет функционирование других отраслейпромышленности, бытовой и социальной сферы современного общества. Несомненнымприоритетом в обеспечении надежного функционирования энергосистем являетсявысокая квалификация персонала. На сегодняшний день особенно актуально стоитпроблема реформы высшего образования, разработки новых и модернизациисуществующих образовательных программ, отвечающих современным потребностям.В течение ряда лет подготовка специалистов на кафедре «Электромеханическиекомплексы и материалы» (ранее на кафедре «Электроизоляционная и кабельнаятехника») Томского политехнического университета ведется также и дляэнергетического сектора. Проведена переработка существующих и разработка новыхрабочих программ ряда дисциплин («Силовые кабели и кабельные линии»,«Специальные кабельные изделия», «Современные проблемы элетротехники иэнергетики», «Методы испытаний электроизоляционных материалов и изделий» и др.)с учетом кадровой востребованности в энергетике специалистовэлектроматериаловедческого профиля. Знание номенклатуры, назначения и свойствкабельной продукции, методов испытаний, технических условий прокладки иэксплуатации кабельных линий позволяет нашим выпускникам трудоустраиваться иработать в ряде организаций энергетической отрасли Томска и Сибирского региона:ОАО «ТНХК», «Сибирский химический комбинат», ОАО «Северная группа», ООО«Спецэнергострой», «Сибирская электротехническая компания», ОАО «Горсети», г.Томск, ОАО «Сургутнефтегаз», «Горсвет» г.Сургут и многие другие.Следуя требованиям времени наша кафедра стремиться постоянно поддерживатьвысокий образовательный уровень выпускников. Это подтверждаетсявостребованностью наших специалистов на предприятиях отрасли. В то же время мыстремимся учитывать потребности студентов в повышении мобильности.Работа в рамках реализации национального проекта «Образование»(инновационная образовательная программа ТПУ), сотрудничество с ведущимироссийскими и зарубежными производителями кабельных изделий и арматуры (ОАО«Севкабель-Холдинг», ОАО «Амурский кабельный завод», ЗАО "Сибкабель", ЗАО«Томсккабель», LAPPKABEL, г. Штутгарт, Германия, ЗАО «Казэнергогабель», г.Павлодар, Казахстан) позволило подготовить достаточно большой и актуальный спрактической для энергетиков точки зрения материал по перспективным материалам итехнологиям кабельной техники:• кабельные изделия с изоляцией из сшитого полиэтилена, СИП и арматура;• монтаж кабельных линий, нормативно-техническая документация,кабельный инструмент;• безгалогенные, негорючие кабели стандартов HF, FR, LS;• соответствие стандартов РФ и стран ЕС;• современные кабельные системы управления производством на базеIndustrial Ethernet.Практическая сторона сотрудничества с организациями энергетического профилятакже осуществляется в проведении курсов повышения квалификации ипереподготовки специалистов. На сегодняшний день, в рамках дополнительных139

образовательных услуг ТПУ, кафедра ЭКТМ проводит обучение по следующимпрограммам:• «Современные кабельные изделия и системы»;• «Силовые кабели, кабельные линии с изоляцией на основе сшитогополиэтилена: свойства, монтаж и эксплуатация»;• «Электроизоляционные материалы и системы электрической изоляции»;• «Кабельные системы для передачи информации и управлениятехнологическими процессами».Работа проводится на базе открытого в 2007 году международного учебнонаучногоцентра LAPPKABEL. В данном центре представлено учебнодемонстрационноеоборудование, техническая документация о системах Ethernet.Использование данных систем позволяет оптимизировать энергозатраты,эффективно распределять и надежное обеспечивать надежное энергоснабжение прииспользовании современных методов и систем автоматизации.Применение сетей Industrial Ethernet позволяет сделать процесс автоматизацииболее простым и дешёвым, при этом применение данной технологии обеспечивает«бесшовное» соединение промышленных и офисных сетей, позволяя более гибко иэффективно управлять отдельными ресурсами и всем предприятием в целом. Кромеэтого сети Ethernet обладают большим потенциалом масштабирования и модернизации,что делает их перспективными при использовании на развивающихся предприятиях.Простота реализации, широкая распространенность, высокая надежность и низкаястоимость данного типа сетей – обуславливает её высокую конкурентоспособность.Применение протокола Industrial Ethernet и современных материалов для организациипромышленных сетей является перспективным направлением в автоматизациитехнологических процессов, энергосбережении и эффективного распределенияэнергии.1 октября 2010 года состоялся запуск учебно-исследовательской экструзионнойлинии производства компании «Шпиндлер» (Австрия). Данная линия разработана поиндивидуальному проекту специально для кафедры "Электроизоляционная и кабельнаятехника", Томского политехнического университета. В ней заложены большиепотенциальные возможности в плане исследования технологических режимовпереработки новых полимерных материалов для кабельной промышленности, созданияи разработки новых конструкций кабелей и проводов. Эктрузионная линия - отличнаябаза для подготовки высококлассных специалистов-кабельщиков, магистрантов,аспирантов и докторантов, проведения научных исследований в областиматериаловедения кабельного производства, в том числе и в плане создания новыхвысоконадежных типов кабельных изделий для нужд современной энергетики.Подобного оборудования нет ни в одном ВУЗе мира. В феврале 2011 года на базеданной линии создана Инновационная научно-исследовательская лаборатории«Кабельная техника».На сегодняшний день техническое и методическое обеспечение образовательногопроцесса позволяет удовлетворить запросы предприятий самого высокого уровня. Мыготовы к широкому сотрудничеству с любыми предприятиями, использующими в своейдеятельности электроизоляционную и кабельную продукцию.140

ЭФФЕКТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЗАПАСАМИ НА ТЭЦ С ПРИМЕНЕНИЕМКОГНИТИВНОГО АНАЛИЗАД.В. Баркова, В.И. ПантелеевФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»,г. Красноярск, Россияpvi0808@rambler.ruВажнейшей для ТЭЦ является работа по определению потребностей в топливе безущерба для производства электрической и тепловой энергии.Правильное решение данной задачи позволит повысить экономическую иэнергетическую эффективность деятельности ТЭЦ, за счёт снижения расходов на еготранспортировку и хранение. Современная практика управления запасамихарактеризуется стихийно или традиционно сложившейся методикой управлениязапасами и высоким уровнем ошибок прогнозирования потребности в запасе,вызванным нестабильностью экономической среды.Cреди оправдавших себя на практике научных методов повышения эффективностиуправления в сложных системах многие авторы выделяют когнитивное моделирование.Когнитивный подход, включающий в себя моделирование, направлен на выявлениезакономерностей поведения объектов с целью последующей выработки и принятия решения обуправлении объектом. В основу когнитивного моделирования положен язык графов, являющийсяудобным инструментом для описания многих физических, технических, экономических,биологических, социальных и других систем [1].В работе с помощью системы когнитивного моделирования «Канва» [2,3],основанной на экспертных представлениях о ситуации выполнен когнитивный анализэффективного управления запасами на ТЭЦ.Для описания ситуации следует определить основные параметры всех еёосновных факторов F i ={f ij }, j=1,…, m. В процессе изучения технологии ТЭЦ в качествеосновных факторов были определены: метеорологические ошибки прогнозированияосадков и температуры окружающего воздуха; сезонность; влажность; выветривание;самовозгорание и самонагрев; режим аварийной работы и сбои при поставке; потерипри хранении и транспортировке топлива; механический унос; высокие или низкиетемпературы; текущий запас; процесс потребления угля; затраты.Для каждого фактора выделялась область определения (шкалы) – это множествозначений, которые может принимать фактор в рассматриваемой ситуации (вес ребра).Для разработки шкал используется метод, основанный на задании опорных точек –максимального и минимального значения фактора – и получении новых значенийшкалы методом деления отрезка пополам с интерпретацией средней точки впредметной области. В результате выполнения этой процедуры получается линейноупорядоченное множество лингвистических или числовых значений j-го признака i-гопонятия, - Z ij ={z ij } [2].Следующим этапом на множестве факторов F i экспертным путем следует задать ввиде таблицы матрицу смежности, отражающую представления эксперта о законахфункционирования данной ситуации. В каждой ячейке этой квадратной матрицызаписывается число, определяющее наличие связи от вершины – строки к вершине –столбцу (либо наоборот).После построения матрицы смежности программный комплекс выдает результат в видезнакового орфографа (когнитивной карты) (F,W) (рис. 1), где F – множество факторов ситуации,W – множество причинно следственных связей орфографа. Выделяется два вида причинныхсвязей – положительная (красный цвет) и отрицательная (синий цвет). При положительной141

причинной связи считается, что увеличение значения фактора причины приводит кувеличению значения фактора следствия, т.е. при увеличении текущего объемаувеличится и длительность хранения угля. При отрицательной причинной связисчитается, что увеличение значения фактора причины приводит к уменьшениюзначения фактора связи, т.е. при режиме аварийной работы уровень текущего запасабудет снижен.Длительность храненияМетеорологические ошибкипрогнозирования температурыокружающей среды-Сезонность+ + + + + ++СамонагревОсадки Самовозгорание Выветривание Очень высокие температуры++ + +++++++ + ++++Потери при хранении+--+--++Текущий запас-+Метеорологические ошибкипрогнозирования осадковОчень низкие температуры+ + + +Потери при транспортировке+ +++Моделирование процессапотребления угля+Механический уносЗатраты на хранениеЗатраты на транспортировкуЗатраты на оформлениеАмортизация оборудованияРежим аварийной работыСбои при поставок угляРис.1. Когнитивная карта ситуацииПричинно – следственный граф представляет собой упрощенную субъективнуюмодель функциональной организации наблюдаемой системы и является начальнымматериалом для дальнейших исследований и преобразований – когнитивногомоделирования.Основные требования к компьютерным системам когнитивного моделирования –это открытость к любым возможным изменениям множества факторов ситуации,причинно – следственных связей, получение и объяснение качественных прогнозовразвития ситуации (решение прямой задачи «Что будет, если…»), получение советов ирекомендаций по управлению ситуаций (решение обратной задачи «Что нужно,чтобы…»)При получении прогноза развития ситуации считается заданным: множествофакторов F={F i }; шкалы факторов X ij ; начальное состояние ситуации X(t)=(x 0 11, …,x 0 nm); матрица смежности W=|w ij sl |, где индексы i,s - номер понятия. Сначалаопределяем множество управляющих (входных) факторов, которые во многомопределяются целью получения прогноза.[1] В качестве входных фактороврассмотривались «Сезонность» и «Моделирование процесса потребления угля»Сценарное исследование ситуации для установления и изучения закономерностейеё развития подразумевает сравнительный анализ ситуации при разных начальныхусловиях и разных управляющих воздействий. Сценарный анализ начинается с этапапредварительной проработки, на котором определяется какие признаки ситуациипланируется исследовать, т.е. задается цель исследования, тем самым определяется142

множество начальных условий. Выбранным входным факторам задаются начальныеприращение ∆F i . Для фактора «Сезонность» ∆F i =20 %, для фактора «Моделированиепроцесса потребления угля» ∆F i = 30 %. В результате при помощи программногокомплекса высчитывается текущий сценарий, по которому «Потери притранспортировке и затраты» падают на 30 %.Рис.3. Гистограммы изменения целевых факторовРезультаты моделирования в системе «Канва» представляются в графическом итабличном виде. На (рис.3) представлены гистограммы развития ситуации.Прогнозные абсолютные числовые и лингвистические значения факторов, а такжеотклонения значений факторов представляются в графическом виде или таблицах наестественном и понятном эксперту языке. Из графиков следует, что текущий запасуменьшился на 30 %.Таким образом, на основе применения системы когнитивного моделирования«Канва» выполнен анализ системы эффективного управления запасами на ТЭЦ.Выполнен прогнозный сценарий и графически представлен результат моделирования.Список литературы:1. Авдеева З.К., Коврига С.В. Эвристический метод концептуальной структуризациизнаний при формализации слабоструктурированных ситуаций на основекогнитивных карт [Текст] /З.К. Авдеева, С.В. Коврига //Управление большимисистемами – ИПУ РАН – 2010 – №31 – С.6-342. Кулинич А.А. Методология когнитивного моделирования сложныхплохоопределенных ситуаций [Текст] /А.А. Кулинич //.Избранные труды второймеждународной конференции по проблемам управления – ИПУ РАН – т.2 –Москва – 2003 – С.219-226.3. Кулинич А.А. Когнитивная система поддержки принятия решений«Канва»[Текст] /А.А. Кулинич // Программные продукты и системы – 2002 – № 3.143

Ð­Ð½ÐµÑÐ³Ð¾Ð¾Ð±ÐµÑÐ¿ÐµÑÐµÐ½Ð¸Ðµ - Ð¢Ð¾Ð¼ÑÐºÐ¸Ð¹ Ð¿Ð¾Ð»Ð¸ÑÐµÑ Ð½Ð¸ÑÐµÑÐºÐ¸Ð¹ ÑÐ½Ð¸Ð²ÐµÑÑÐ¸ÑÐµÑ

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?

ÐÐ½ÐµÑÐ³Ð¾Ð¾Ð±ÐµÑÐ¿ÐµÑÐµÐ½Ð¸Ðµ - Ð¢Ð¾Ð¼ÑÐºÐ¸Ð¹ Ð¿Ð¾Ð»Ð¸ÑÐµÑÐ½Ð¸ÑÐµÑÐºÐ¸Ð¹ ÑÐ½Ð¸Ð²ÐµÑÑÐ¸ÑÐµÑ