Состояние и перспективы развития энергетики для АПК

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №03-1/2017 ISSN 2410-6070_

организованных материалов, не прибегая к громоздким вычислениям и детальным микроструктурным исследованиям. Выводы.

Проведено математическое моделирование структуры керамического (бетонного) материала с применением теории перколяции и статистических методов с целью получения зависимостей проницаемости материала от его пористости. Представление материала в виде иерархической структуры позволило определить области содержания мелкой фракции, в которых материал приобретает достаточную механическую прочность и пористости, при которой материал становится проницаемым. Для описания структуры в рамках математической модели включения (поры) разделяли на отдельные изолированные поры, изолированные кластеры включений и стягивающие кластеры. Определены количественные характеристики для всех перечисленных структур включений.

Установлено, что проницаемый материал должен содержать не менее 30 - 32 % матрицы, состоящей из мелкой фракции, связующего и пор для обеспечения механической прочности. Матрица, в свою очередь должна обладать собственной пористостью 30 - 32 % или более для того, чтобы материал был проницаемым, то есть пористость проницаемого материала с двухуровневой иерархией структуры должна составлять не менее 9,6%.

На примере огнеупорного бетона, известного зернового состава определена расчетная длина проницаемых пор, площадь их внутренней поверхности и объем без применения прямого моделирования структуры. В использованном примере размер слоя матрицы был соизмерим с размером крупных зерен заполнителя (по данным микроструктурного анализа). В случае, если зерна заполнителя значительно превышают толщину матрицы в материале, что часто встречается в керамических обжиговых материалах, данный подход также может быть использован, однако, при построении модели кластера 1-го порядка потребуется введение дополнительных размерных ограничений. Данное исследование оставлено за рамками выполненной работы.

Список использованной литературы:

1. В.А. Перепелицын, Ф.Л. Капустин, К.Г. Земляной, Л.В. Остряков, Л.П. Яковлева, И.Г. Марясев, Л.М. Михайловская. Генезис трещин в огнеупорах. Новые огнеупоры, 2016, № 8, с 23-30.

2. С. Г. Псахье, Г.-П. Остермайер, А.И. Дмитриев, Е.В. Шилько, С.Ю. Коростелев. Метод подвижных клеточных автоматов как новое направление дискретной вычислительной механики. I. Теоретическое описание. Физическая мезомеханика. 2000, т. 3, № 2, с. 5 - 13.

3. А.В. Заболотский, Л.М. Аксельрод. Моделирование разрушения крупных бетонных блоков при сушке под воздействием термической нагрузки. XV Минский международный форум по тепломассообмену. Минск, 2016, т. 3 с. 133 -136.

4. Шкловский Б. И., Эфрос А. Л., Электронные свойства легированных полупроводников, М., Наука, 1979, 416 с.

© Заболотский А.В., 2017

УДК 621.31

Ильченко И.В., Кирпичай Р.А., Кирпичай О.А.

Студенты 4 курса

Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина

г. Краснодар, Российская Федерация

СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЭНЕРГЕТИКИ ДЛЯ АПК

Аннотация

Выполнен обзор текущего состояния энергетики агропромышленного комплекса. Рассмотрены пути и

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №03-1/2017 ISSN 2410-6070_

мероприятия повышения надежности и эффективности использования электрических сетей и электрооборудования.

Ключевые слова

Агропромышленный комплекс, продовольственная безопасность, возобновляемые источники электроэнергии, линия электропередачи, износ, надежность, новые технологии.

Агропромышленный комплекс (АПК) формирует и реализует программу национальной продовольственной безопасности страны. При этом любая деятельность практически невозможна без электроэнергии и зависит от безопасного, надежного и качественного электроснабжения [1]. Одним из основных филиалов ПАО «Россети» [2], осуществляющим энергообеспечение программы национальной продовольственной безопасности на Кубани, является ПАО «Кубаньэнерго» [3], где находится в эксплуатации 715 ПС 35-110 кВ мощностью 9433 МВ-А, 22508 единиц ТП 6-10-35/0,4 кВ общей трансформаторной мощностью 14089 МВ-А, а также ЛЭП 0,4-110 кВ протяжённостью 90 тыс. км. [4].

В Краснодарском крае наблюдается дефицит генерирующих мощностей [5]. Ввиду того, что в крае нет возможности для сооружения атомных электростанций, проблема дефицита должна решаться путем внедрения современных энерго- и ресурсосберегающих технологий, так как географическое положение края позволяет использовать все известные на сегодняшний день виды возобновляемых источников электроэнергии (ВИЭ) [6]. В первую очередь необходима реконструкция и модернизация существующих ГЭС, а также в перспективах реализация новых ГЭС в экономически выгодных районах. Одним из них является водозаборное сооружение большого ставропольского канала, находящееся на реке Кубань в селении Усть-Джегута.

Краснодарский край занимает третье место по потенциалу развития и применения геотермальных источников [6], поэтому необходимо более масштабное внедрение геотермальных электростанций (ГеоЭС или ГеоТЭС) - электростанций, позволяющих вырабатывать электрическую энергию из тепловой энергии подземных источников. Это позволит сократить потребление электроэнергии из общей сети. На данный момент разведано 18 геотермальных месторождений с потенциальной мощностью 258 МВт, пробурено 79 скважин глубиной два-три километра. Ранее, в крае уже добывалось до десяти миллионов кубометров воды с температурой до 120 °С. Поэтому необходимо возвращать утерянные позиции. Единственным недостатком и причиной замедления развития геотермальной энергии на Кубани может стать ее неудобное местоположение, так как большинство источников находится в предгорьях, где магма поднимается на расстояние до 3,5 км о поверхности земли, нагревая подземные воды.

Что касается энергии ветра, то необходимо направить основные усилия на проектирование ветряных комплексов. Перспективными районами для возможного возведения крупных ветроэлектрических станций на территории края являются: порт Кавказ - коса Чушка, города Анапа, Темрюк, Новороссийск, Геленджик, а также район Ейска. По оценкам экспертов, стоимость производства электроэнергии от ветра уже дешевле стоимости выработки электроэнергии на станциях, работающих на ископаемом топливе. Непосредственное внедрение разработок в крае пока находится на подготовительной стадии.

Главным преимуществом края от других регионов страны является наибольшее количество солнечных дней, поэтому необходимо масштабное внедрение солнечных батарей и коллекторов [6]. Последние уже обеспечивают теплой водой городские больницы Усть-Лабинска и Анапы. Установка солнечных батарей в горных районах позволит создать автономные санаторные и курортные комплексы и сократить затраты на постройку воздушных линий в труднодоступных местах, а также не окажет влияния на внешний вид окружающей среды.

Также необходимо внедрение современных приборов учёта потребляемых энергетических ресурсов. Потребители должны платить только за реально потребляемые ими услуги, а также иметь возможность выбрать выгодный для себя тариф. Необходимо обеспечить полный переход к использованию энергосберегающих ламп, что позволит достичь значительной экономии в масштабах страны.

Данные задачи по выполнению энергоэффективных проектов, включенных в федеральные и региональные программы энергосбережения, должны осуществляться под контролем и при поддержке

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №03-1/2017 ISSN 2410-6070_

государства, так как государство является властной структурой, устанавливающей правила поведения на рынке хозяйственных субъектов и влияющей своими предписаниями на условия функционирования рыночных субъектов [7]. Властные структуры могут реализоваться как на базе принятия нормативных актов общего действия, утверждающие единые для всех субъектов хозяйствования правила поведения, так и путем установления различных правовых режимов для отдельных групп хозяйствующих субъектов. Модернизация энергетики под контролем государства позволит достичь: роста ВВП; увеличения рентабельности и производительности труда; повышения конкурентоспособности продукции АПК на внутреннем и внешнем рынках. В нынешних экономических условиях, когда значительная часть сельскохозяйственных предприятий неплатежеспособна государство должно стимулировать и поддерживать инновационную активность, обновлять материально-техническую базу отрасли, способствовать повышению эффективности сельскохозяйственного производства.

Большая часть электроэнергетической системы в нашей стране находится в изношенном состоянии [5, 8, 9, 10], что приводит к снижению надежности электроснабжения. Поэтому немаловажную роль играет совершенствование системы эксплуатации, ремонта и обслуживания электрооборудования (ЭО). Экономическая необходимость решения возникших проблем привела к разработке и реализации ряда научно-технических программ, в которых эксплуатация и ремонтное обслуживание ЭО выделяется в приоритетное направление развития электроэнергетического комплекса. Необходимый уровень реновации изношенного электрооборудования (ИЭО) достигается различными путями [5, 11]: техническим перевооружением и заменой ИЭО высокоэффективным ЭО, использующим современные технологии; заменой ИЭО на аналогичное новое; продлением сроков службы ИЭО электрохозяйств и поддержанием нормируемой надежности.

Значительное влияние на надежность линий электропередачи и ЭО сетевого комплекса АПК [12] оказывают гололедно-ветровые нагрузки [13] и износ сетевого, генерирующего и подстанционного электрооборудования [14], имеющие различные аспекты влияния на всю систему электроснабжения [9] и на решение задач оперативного контроллинга в существующих условиях эксплуатации подобного ЭО [15]. Поэтому перспективными направлениями совершенствования системы технического обслуживания и ремонта ИЭО [16] становятся профилактические испытания кабельных линий [17], мониторинг текущего состояния и прогнозирование электрооборудования сетевого комплекса [18], совершенствование планирования ремонтов [19].

Новые технологии, методы и средства для определения, ремонта и профилактики повреждений в сложных электроэнергетических системах [20] и иерархически связанным с ними электросетевым ЭО [21] основаны на использовании различных информационных систем поддержки [22]. Реализуемые этапы развития стратегий и информационных систем управления [23] определили особенности поддержки решения рассматриваемых технических задач с помощью экспертных систем [24], нейронных сетей в управлении производственными активами предприятий [25], оценки потенциала развития [26] и их хозяйственной деятельности [27]. Использование новых эффективных технологий, методов и средств позволит поддерживать требуемый уровень надежности электрооборудования, качества и экономичности электроснабжения объектов агропромышленного комплекса.

Список использованной литературы:

1. Сазыкин В.Г. Повышение энергобезопасности агропромышленных районов Кубани // Чрезвычайные ситуации: промышленная и экологическая безопасность. 2011. № 1-3 (6-8). С. 160-164.

2. Положение ОАО «Россети» о единой технической политике в электросетевом комплексе. М.: ОАО «Россети», 2013. 196 с.

3. ПАО «Кубаньэнерго»: [Электронный ресурс]. URL: http://kubanenergo.ru/ (дата обращения: 10.02.2016).

4. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Анализ технического состояния электрооборудования распределительных сетей напряжением 6-10 кВ АПК // Успехи современной науки. 2017. № 1. Том 1. С. 97-102.

5. Перспективы повышения эффективности электроэнергетического комплекса Кубани. Электрогериатрия -совершенствование эксплуатации изношенного электрооборудования / Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г., Нетребко С.А., Пронь В.В. Краснодар: КубГАУ, 2012. 448 с.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №03-1/2017 ISSN 2410-6070_

6. Возобновляемые источники электроэнергии / О.В. Григораш, Ю.П. Степура, Р.А. Сулейманов, Е.А. Власенко, А.Г. Власов. Краснодар: КубГАУ, 2012. 272 с.

7. Сидоренко В.В., Инюкин А.Ф. Государственное регулирование экономики. Краснодар: Мир Кубани, 2015. 678 с.

8. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Нормативные и технические аспекты износа электрооборудования // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2015. № 3. С. 14-17.

9. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Проблемы изношенного электрооборудования в современной энергетике // Международный научно-исследовательский журнал. 2015. № 7. С. 89-91.

10. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Проблемы изношенного электрооборудования в энергетике // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. 2014. № 11-12. С. 100-102.

11. Сазыкин В.Г. Электрогериатрия - новая технология эксплуатации электрооборудования // Промышленная энергетика. 2000. № 11. С. 11-14.

12. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г., Султанов Г.А., Кочубей Е.А. Повышение надежности элементов электрической сети. В сб.: Наука XXI века. Сб. научных статей межд. научно-практ. конф. СПб: «КультИнформПресс». 2016. С. 80-82.

13. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г., Багметов А.А. Влияние гололедно-ветровых нагрузок на надежность линий электропередачи Кубани // Инновационная наука. 2016. № 6-2. С. 137-142.

14. Koudriakov A.G., Sazykin V.G. Causes of worn out electrical equipment. В сборнике: The Third International Conference on Eurasian Scientific Development. - Vienna. 2014. P. 153-156.

15. Монич А.И., Кудряков А.Г., Сазыкин В.Г. Некоторые задачи оперативного контроллинга в условиях эксплуатации изношенного оборудования // Перспективы развития науки и образования: сб. научных трудов Международной научно-практической конференции. Часть IV. М.: «АР-Консалт». 2015. С. 63-65.

16. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Перспективы совершенствования системы технического обслуживания и ремонта изношенного электрооборудования // Путь науки. 2015. № 4 (14). С. 18-21.

17. Кудряков А.Г., Сазыкин В.Г., Сильченков А.С. Профилактические испытания кабельных линий (КЛ). В сборнике: Фундаментальные и прикладные науки сегодня. Материалы IV международной научно-практической конференции. Научно-издательский центр «Академический». 2014. С. 125-131.

18. Сазыкина О.В., Кудряков А.Г., Сазыкин В.Г. Мониторинг текущего состояния и прогнозирование инновационно-производственного потенциала предприятия с помощью нейросетевого моделирования. В сборнике: 21 век: фундаментальная наука и технологии. Материалы V международной научно-практической конференции. 2014. С. 226-229.

19. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Совершенствование планирования ремонтных запасов // Успехи современной науки. 2016. № 10, т. 2. C. 56-60.

20. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Принятие решений при управлении сложными системами. В сборнике: Актуальные проблемы современной науки. Сборник статей международной научно-практической конференции. 2014. С. 37-39.

21. Сазыкин В.Г., Кудряков В.Г. Иерархия энергетических систем. Общие подходы к управлению // Роль технических наук в развитии общества: сборник статей межд. научно-практ. конференции. Т. 1. - Уфа: Аэтерна. 2014. С. 40-43.

22. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Перспективы использования информационных систем для поддержки управления в энергетике // Инновационная наука. 2015. № 1-2. С. 87-90.

23. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Этапы развития стратегий и информационных систем управления производственными активами // Путь науки. 2015. № 5. С. 42-45.

24. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Особенности поддержки решения технических задач с помощью экспертных систем // Путь науки. 2015. № 8. С. 21-23.

25. Сазыкина О.В., Кудряков А.Г., Сазыкин В.Г. Использование нейронной сети в управлении производственными активами предприятия // Путь науки. 2015. № 9. С. 58-62.

26. Сазыкина О.В., Кудряков А.Г., Сазыкин В.Г. Нейросетевой метод оценки потенциала развития хозяйственных систем // Социально-экономические и правовые основы развития экономики: коллективная

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №03-1/2017 ISSN 2410-6070

монография. Уфа: Аэтерна. 2016. С. 52-77.

27. Сазыкина О. В., Кудряков А.Г., Сазыкин В.Г. Организация нейросетевого прогнозирования хозяйственной деятельности предприятия // Наука, образование, общество: сборник научных трудов международной научно-практической конференции. Часть III. - М.: «АР-Консалт». - 2014. - С. 95-97.

© Ильченко И.В., Кирпичай Р.А., Кирпичай О.А., 2017

УДК 621.315.175

В.Ю. Кабашов

Д.т.н., профессор

Башкирский государственный аграрный университет г. Уфа, Российская Федерация

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ ПРОПЛАВЛЕНИЯ ЭКСЦЕНТРИЧНЫХ ГОЛОЛЕДНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ НА ПРОВОДАХ ВЛ 6-10 КВ

Аннотация

В статье показано, что плавка эксцентричных гололедных отложений является наиболее перспективным способом борьбы с пляской проводов ВЛ 6-10 кВ. Получено выражение для определения необходимой толщины стенки проплавления таких отложений по их геометрическим размерам.

Ключевые слова

Воздушная линия электропередачи, пляска проводов, гололед, гаситель пляски, плавка гололеда, стенка проплавления эксцентричных гололедных отложений.

Анализ повреждаемости ВЛ 6-10 кВ показал, что значительная часть аварийных отключений происходит из-за пляски проводов, возникающей при воздействии ветра и гололеда. Пляска проводов вызывает их опасные сближения и схлестывания, обрывы, поломку опор и приставок, повреждение креплений проводов к штыревым изоляторам [1, с. 16].

Одним из способов активного воздействия на пляску в целях ограничения амплитуд колебаний проводов до безопасного уровня является применение гасителей. Испытания применяемых на В Л 35-500 кВ известных гасителей (аэродинамический стабилизатор ВНИИЭ, пластинчатый гаситель КазНИИЭ, гаситель пляски проводов ОРГРЭС, сосредоточенные грузы) показали недостаточную эффективность демпфирования низкочастотных колебаний проводов ВЛ 6-10 кВ ввиду ряда их конструктивных отличий и особенностей гололедообразования на проводах малых сечений [2, с. 56; 3, с. 33].

Плавка гололеда на проводах воздушных линий электропередачи, используемая для предупреждения опасных перегрузок, находит все более широкое применение в качестве средства предотвращения пляски проводов.

Большое значение имеет правильное определение длительности плавки, которая зависит от величины протекающего по проводам тока, метеоусловий во время плавки, структуры и размеров гололедных отложений на проводе и рассчитывается по известной формуле профессора В.В. Бургсдорфа. Многолетняя практика подтвердила возможность использования этой формулы при плавке значительных по размерам гололедных отложений, когда в результате постепенного закручивания провода их форма существенно приближается к цилиндрической.

Пляска проводов ВЛ 6-10 кВ наблюдается, как правило, при малых гололедных отложениях, имеющих явно выраженную одностороннюю эксцентричную форму. Проведенные наблюдения показали, что в начальной стадии процесса гололедообразования гололед в поперечном сечении покрывает лишь некоторую часть периметра сечения провода, а в дальнейшем - весь провод, образуя эксцентричное одностороннее