Молодежная весна 2022

Схема стенда:

Создание испытательного стенда, позволяющего моделировать гидравлические процессы, протекающие внутри трубопровода, позволит разработать модель прототипа устройства, для измерения давления, способом, не нарушающим целостность трубопровода. Данный прибор сможет существенно улучшить процесс эксплуатации многих промышленных предприятий, а значит, увеличит их эффективность и экономичность, что благоприятно отразится на качестве жизни населения, условиях работы на предприятиях и экологии [1; 2].

Данная статья выполнена в рамках гранта № 342 ГР Совета по научной и инновационной деятельности ЗабГУ.

Список литературы

1. Риккер Ю. О., Кобылкин М. В., Акимов И. С., Дарбинян З. Г. Безуглеродная энергетика – путь к снижению выбросов парниковых газов // Энергетика в современном мире: сб. ст. X Всерос. (с международным участием) науч.-практ. конф. / отв. ред. М. В. Кобылкин. Чита:

ЗабГУ, 2021. С. 49–53.

2. Кобылкин М. В., Акимов И. С., Завгородний А. А., Кузютин К. А., Фарафонов П. Ю., Макарова Ю. С. Перспективы развития активных энергетических комплексов в забайкальском крае // Кулагинские чтения: техника и технологии производственных процессов: материалы XXI Междунар. науч.-практ. конф: в 3 ч. Ч. 1. Чита: ЗабГУ, 2021. С. 126– 129.

Научные руководители М. В. Кобылкин, канд. техн. наук, доцент кафедры энергетики, Забайкальский государственный университет; Ю. О. Риккер, старший преподаватель кафедры энергетики, Забайкальский государственный университет.

82

Моделирование трансформатора АИИ-70М схемы генератора импульсных напряжений

Ю. Р. Чипизубова1, А. Ю. Козырь2

1, 2 студент гр. ЭЛС-19, энергетический факультет ЗабГУ, г. Чита

Трансформатор АИИ-70М используется в составе установки для испытания кабелей, твердых и жидких диэлектриков переменным или выпрямленным высоким напряжением, имеет следующие технические характеристики:

– номинальная мощность 1 кВА; – напряжение первичной обмотки 100 В; – напряжение вторичной обмотки 70 кВ; – частота 50 Гц.

Планируется использовать трансформатор АИИ-70М в качестве источника питания ГИН.

Целью моделирования был выбор токоограничивающих резисторов и определение диапазона входных напряжений первичной обмотки трансформатора.

ГИН (генератор Маркса) – генератор импульсного высокого напряжения, принцип действия которого основан на зарядке электрическим током соединённых параллельно (через резисторы) конденсаторов, соединяющихся после зарядки последовательно при помощи различных коммутирующих устройств (например, газовых разрядников или ключей). Генераторы Маркса позволяют получать импульсные напряжения от десятков киловольт до десятка мегавольт.

Используемая установка планируется для определения грозоупорности макетов подстанций.

Моделирование трансформатора АИИ-70М для схемы генератораимпульсныхнапряженийбылоосуществленовпрограмме

MATLAB & Simulink.

Для моделирования трансформатора необходимо знать параметры: напряжение первичной и вторичной обмоток, активные сопротивления,индуктивностьобмоток,активноесопротивление контура намагничивания, индуктивность ветви намагничивания, которые определяются паспортом прибора или рассчитываются на основе формул.

83

Активные сопротивления первичной обмотки трансформатора R1 и вторичной обмотки трансформатора R2 определим из выражений

(1)

(2)

где КТР – коэффициент трансформации;

IТ.НОМ – номинальный ток первичной обмотки, (А);

RТ.КЗ – активное сопротивление короткого замыкания трансформатора, (Ом); матораРТ..КЗ – величина потерь короткого замыкания трансфор­

Индуктивность первичной L1 и вторичной L2 обмоток трансформатора находим из соотношений

(3)

(4)

где f – номинальная частота, (Гц);

Х1, Х2 – реактивные сопротивления первичной и вторичной обмоток трансформатора, (Ом).

Активное сопротивление контура намагничивания трансформатора

(5)

где РТ.ХХ – паспортная величина потерь холостого хода трансформатора;

IТ.ХХ – ток холостого хода трансформатора. Индуктивность ветви намагничивания

(6)

где Хm – реактивное сопротивление контура намагничивания трансформатора, (Ом).

85

Рассчитанные и паспортные параметры были внесены в блок параметров трансформатора (рис. 2).

Рис. 2. Моделируемые параметры трансформатора

Учитывая, что максимальное напряжение на конденсаторах не должно превышать 50 кВ, подбираем конденсаторы ИКГ 50-1 УХЛ4 емкостью 1 мкФ. Максимальный ток, проходящий через резисторы, рассчитаем по формуле

(7)

В результате получаем 44,3 мА, выбираем резисторы ПЭВ10 5,1 кОм. На первичную обмотку трансформатора с помощью генератора подается действующее значение напряжения в пределах от 0 В до 50 В.

86

Соблюдение данных условий проверяется с помощью блоков программы MATLAB: амперметров, вольтметров и осциллографов, установленных в цепи генератора.

На рис. 3, 4 представлены осциллограммы изменяющегося тока резисторов R1 и R2 при зарядке конденсаторов.

Рис. 3. Ток через резистор R1

Рис. 4. Токи через последовательно соединенный резистор R2

87

На рис. 5 изображена осциллограмма напряжения на резисторе C1, из которой видно, что максимальное напряжение не превышает 50 кВ, соответственно предельно допустимое значение не превышено. Ситуация на последующих конденсаторах аналогична. Максимальное значение тока на резисторе R1 составляет 0,1 А, но за 7 секунд изменяется до допустимого, соответственно резистор не успевает перегреться. На рис.4 представленная осциллограмма свидетельствует о том, что ток через резистор R2 практически в два раза меньше предельно допустимого, соответственно перегрев произойти не может. На резисторах R3, R4 и последующие токи в процессе зарядки еще меньше.

Рис. 5. Напряжение на конденсаторе C1

Моделирование трансформатора позволило проверить допустимость применения резисторов ПЭВ-10 5,1 кОм, а также определить диапазон напряжений первичной обмотки трансформатора. Данные резисторы удовлетворяют заданным условиям, перегрев не наблюдается. Конденсаторы марки ИКГ 50-1 УХЛ4 также допустимы для использования в схеме.

88

Список литературы

1. Правила устройства электроустановок. М.: Энергоатомиздат, 1998. 648 с.

2. Дед А. В. Расчет параметров Simulink-модели силового трехфазного трансформатора для исследования длительных несимметричных режимов // Омский научный вестник. 2017. № 3. С. 68–73.

НаучныйруководительР. В. Горбунов, ст.преподавателькафедры энергетики, Забайкальский государственный университет.

Анализ динамики индексов, используемых для оценки биоразнообразия зоопланктоноценозов

Забайкальского края

П. О. Наумова1, Б. С. Шерматова2

1, 2 студент гр.СУС-20, факультет строительства и экологии ЗабГУ, г. Чита

Для оценки качества состояния поверхностных вод России, предупреждения возникновения неблагоприятных изменений и решения проблемы обеспечения чистоты природных вод осуществляется мониторинг качества поверхностных вод, в том числе по гидробиологическим показателям (постановление Правительства Российской Федерации от 6 июня 2013 г. № 477).

Поэтому и в нашем регионе является актуальным изучение биоразнообразия и структуры зоопланктонных сообществ и применениеполученныхданныхдляоценкикачестваводы.Зооплан- ктон–совокупностьорганизмов,населяющихтолщуводыконти- нентальных и морских водоёмов и не способных сопротивляться течениям.

В работе проведено исследование видового разнообразия и видового сходства зоопланктона рек Верхнеамурского бассейна (всопоставлениизоопланктонанарекеУндаипритокахинареке Аргунь).

Задачи исследования:

1. Сравнить индексы видового разнообразия (индексы Шеннона и Симпсона, а также индекс выравненности Пиелу, ) за 2 сезона (лето – осень) по станциям на каждом объекте и выявить возможные зависимости численности и биомассы от количества видов (табл. 1).

89

2.Оценить сходство видового состава по индексам Жаккара

иЧекановского-Серенсена (табл. 1) в соответствии с расположением станций по течению рек, где были взяты пробы; и по каждому индексу установить, на каких станциях сходство видового состава максимально и минимально.

3.Выявить доминантные виды зоопланктона на исследуемых станциях рек Аргунь и Унда и притоков, и проверить статистическую гипотезу о законе распределения наиболее встречающихся видов (табл. 2, 3).

90