Выполнено исследование особенностей транспорта электрической энергии (ЭЭ) в системах электроснабжения «Мордовэнерго» за период 2018–2023 гг. Рассмотрена структура компании, дана характеристика основных элементов исследуемых электрических сетей, произведена оценка баланса по передаче ЭЭ в сети и из сетей компании. На основе опубликованной в открытой печати информации осуществлена аналитическая оценка уровня аварийности в электрических сетях компании по месяцам каждого года исследуемого периода. Произведена оценка последствий аварийных отключений в виде величины недопоставленной ЭЭ потребителям. На основе предложенной классификации, произведен анализ интенсивности отказов, установлено процентное соотношение отказов различной интенсивности. При этом на долю несколько более 1% всего количества отказов высокой интенсивности приходится до 28% количества недопоставленной потребителям ЭЭ. Произведен подробный анализ основных причин повреждаемости элементов электрических сетей. Установлено процентное соотношение количества отказов по наиболее характерным причинам к общему количеству отключений за исследуемый период. Выявлено, что более 72% отказов произошло по причине несоблюдения правил технического обслуживания и несвоевременного выявления и устранения дефектов. Произведено сравнение полученных показателей с аналогичными показателями в электрических сетях других филиалов ПАО «Россети Волга». При выполнении исследования использованы общенаучные методы, а также методы численного анализа. Визуализация полученных результатов анализа представлена на основе использования возможностей графического редактора MATLAB. Полученные результаты исследования могут представлять интерес для руководителей электросетевых компаний, а также научных работников и инженеров, занимающихся исследованиями в области надежности электроснабжения. 

Исследование посвящено разработке концепции программы контроля безопасности на атомных электростанциях для повышения надежности управления рисками, защиты персонала, населения и окружающей среды. Во введении подчеркивается актуальность проблемы радиационной безопасности, необходимость адаптации существующих методов мониторинга и быстрого реагирования на возможные угрозы. Современные системы контроля требуют интеграции с автоматизированными платформами для повышения эффективности управления аварийными ситуациями. Учитывая возможные техногенные риски, разработка и внедрение новой программы контроля безопасности является важной задачей для атомной энергетики.

Цель исследования — создание программы, систематизирующей данные о рисках и обеспечивающей их эффективное использование. Методология включает анализ паспортов безопасности АЭС, разработку структуры централизованной базы данных и внедрение современных технологий, таких как Django, Docker и SQLite3. Программа оснащена веб-интерфейсом для оперативного доступа, инструментами контейнеризации и мониторинга работоспособности. В качестве ключевых методов использованы вероятностный анализ, моделирование аварийных сценариев, визуализация данных и систематизация информации для принятия решений. Анализ данных позволяет прогнозировать возможные риски, оценивать потенциальные последствия и разрабатывать меры по их предотвращению.

Результаты демонстрируют преимущества предложенной концепции перед традиционными методами мониторинга. Графики позволяют оценить вероятность аварий, распределение ожидаемого ущерба и влияние времени реакции на предотвращение последствий. Анализ показывает, что применение автоматизированной системы повышает точность прогнозирования, ускоряет обработку данных и снижает вероятность человеческого фактора. Кроме того, предложенная система способствует снижению времени принятия решений, повышению эффективности планирования аварийных мероприятий и улучшению координации между службами безопасности.

Выводы подчеркивают, что предложенная концепция программы контроля безопасности обеспечивает более высокий уровень защиты. Она адаптирована для практического внедрения, интеграции с существующими системами и может стать важным инструментом для повышения безопасности эксплуатации атомных электростанций, минимизируя потенциальные риски и повышая устойчивость объектов атомной энергетики. 

Надежность работы автономных электростанций на основе газопоршневых и газотурбинных электроагрегатов для собственных нужд (ЭСН) предприятий газовой отрасли является одним из ключевых факторов для обеспечения бесперебойного энергоснабжения и эффективного функционирования объектов газовой промышленности. В современных экономических условиях стабильная работа ЭСН важна и любые отказы могут привести к значительным финансовым потерям и остановке производственных процессов. Современные ЭСН представляют собой сложные технические системы, включающие в себя различные виды оборудования. Выполнен анализ статистических данных по отказам, возникающим в процессе эксплуатации автономных электростанций собственных нужд предприятий топливно-энергетического комплекса. На основании данных по количеству отказов и наработке на отказ агрегатов ЭСН с начала эксплуатации была проведена их статистическая обработка, построены эмпирические зависимости показателей безотказности. Получены значения вероятностей безотказной работы и вероятности отказа, а также функции плотности вероятности отказов. Была выдвинута гипотеза о распределении средней наработки до отказа по закону распределения Вейбулла. В соответствии с критерием согласия Пирсона было установлено, что полученные экспериментальные данные соответствуют теоретической модели распределения Вейбулла. На основании полученной статистической модели средней наработки на отказ были построены зависимости показателей безотказности электроагрегатов ЭСН. Доказанная в ходе исследования функция распределения Вейбулла является основанием для проведения дальнейших научных исследований. 

Рассматриваются проблемы, связанные с повышением энергоэффективности обогрева помещений строительной сферы, что может дать ощутимый эффект в продвижении к низкоуглеродности производства. Большая часть систем отопления объектов, завершенных строительством, в России имеет уровень «погодного регулирования». Для обеспечения его корректности прежде всего необходимо создать корректные цифровые информационные модели (ЦИМ) зданий, которые создаются большей частью на основе программного комплекса (ПК) Revit, а в последнее время — и на базе отечественного продукта Renga. При этом результаты моделирования обоих ПК нуждаются в верификации и валидации. Интегрированные в них теплотехнические расчеты выполняются для стационарных режимов прохождения теплового потока, а тепловые потоки отопительных систем большинства объектов, работающих в автоматическом режиме погодного регулирования, могут изменяться несколько раз в течение суток. Так как в настоящее время при проектировании конструкции ограждений их тепловая инерционность не принимается во внимание, то температурные колебания могут оказывать заметное влияние на результаты расчетов теплопотерь. Получено выражение для сопоставления критерия Фурье и тепловой инерционности ограждения помещений, позволяющее адекватно оценивать подобие тепловых потоков через ограждения различных конструкций и подбирать параметры характеристик моделируемых ограждений для соблюдения подобия. Для валидации результатов моделирования ПК создана и испытана натурная модель фрагмента помещения здания, для которого была создана численная модель. Приведены геометрические и теплотехнические характеристики моделей, дано описание их конструкций, методики выполнения замеров. Результаты натурных исследований показали хорошее совпадение с численными исследованиями. Полученные результаты позволят вводить корректировки в расчеты систем отопления и обеспечения теплозащиты зданий с учетом нестационарности теплопотерь помещений вследствие погодного регулирования или климатической нестабильности. 

Рассмотрена схема внутреннего теплоснабжения жилых и общественных зданий с независимым присоединением системы отопления к наружным теплосетям через поверхностный теплообменник, обеспечивающая надежность теплоподачи, устойчивость гидравлического режима системы и необходимую комфортность в помещениях. Построена и исследована математическая модель, описывающая переменные режимы работы подогревателей системы отопления в течение отопительного периода в условиях реализации данной схемы и учитывающая изменение коэффициента теплопередачи аппарата и средней разности температур теплоносителей в нем. Проведены расчеты с использованием указанной модели и установлено, что в этом случае коэффициент теплопередачи подогревателя монотонно уменьшается с повышением температуры наружного воздуха вследствие изменения физических свойств воды при регулировании ее температуры по отопительному графику, и в начале и конце отопительного периода такое снижение достигает примерно 20 процентов. Одновременно показано, что при использовании типового отопительного графика среднелогарифмическая разность температур теплоносителей в подогревателе в указанных условиях убывает значительно медленнее, чем тепловая нагрузка на систему отопления, и медленнее, чем коэффициент теплопередачи, в результате чего фактическая теплопередача в теплообменнике на границах отопительного сезона оказывается выше требуемой также примерно на 20 процентов, что позволяет рекомендовать рассчитывать подобные аппараты на условия точки излома температурного графика аналогично подогревателям систем горячего водоснабжения либо отказаться от введения 20-процентного запаса к расчетной поверхности нагрева. 

Одной из приоритетных задач совершенствования парогазовых установок утилизационного типа является определение оптимальных параметров цикла ГТУ и рациональной степени усложнения технологической схемы комбинированной установки. Наиболее перспективными с точки зрения тепловой экономичности являются бинарные ПГУ утилизационного типа, в состав которых входят одна или две ГТУ с котлами-утилизаторами и паровая турбина. При этом важным является повышение надежности и экономичности работающей в цикле ПГУ паротурбинной установки, КПД турбины которой не превышает 33–36% из-за невысоких начальных параметров пара, отсутствия системы регенерации и промежуточного перегрева пара, частично отработавшего в турбине. Не менее существенной по степени важности является задача повышения КПД котла-утилизатора. Для повышения надежности и экономичности парогазовой установки утилизационного типа предложено в двухконтурном котле-утилизаторе контур низкого давления заменить двухступенчатым промежуточным пароперегревателем для вторичного перегрева пара, отработавшего в ЦВД и ЦСД турбины. При этом паровая турбина выполняется трехцилиндровой, а в хвостовой части котла-утилизатора дополнительно размещается теплообменная поверхность подогревателя исходной (или сетевой) воды. Выполнен анализ работы парогазовой установки ПГУ-200 Сызранской ТЭЦ без использования и с использованием двухступенчатого промежуточного перегрева пара. Также в рамках исследования был проведен анализ влияния изменения температуры наружного воздуха и давления пара, отработавшего в ЦВД и ЦНД турбины и отводимого на промежуточный перегрев, на основные показатели работы парогазовой установки. Расчетным путем установлено, что двукратный промежуточный перегрев пара позволяет повысить мощность и надежность паровой турбины вследствие увеличения работоспособности и степени сухости отработавшего в турбине пара, снизить удельный расход условного топлива на выработку электрической энергии на 1,16% (с 231,99 до 229,29 г/(кВт·ч)). 

Проведены исследования предельных тепловых нагрузок для систем охлаждения с покрытиями из природных материалов. Для исследования охлаждающих покрытий на основе природных материалов разработана экспериментальная установка, включающая инструмент для напыления покрытия. Определены основы конструирования камер сгорания, сопел и условия напыления материала на поверхность нагрева. Исследования имеют практическое значение в области предельного состояния парогенерирующей поверхности, защищаемой охлаждением от пережога. Разработаны системы охлаждения, которые позволяют исключить развитие трещин в покрытиях камер и сопел за счет термодинамического и акустического экранов из трех тепловых источников, и устройства для проведения напыления покрытий детонационными высокотемпературными факелами, истекающими из камер сгорания и сопел, охлаждаемых капиллярно-пористыми покрытиями. В исследованиях применялся метод голографии и скоростной киносъёмки. Измерялись тепловые потоки, температуры, расходы, давления потоков жидкости и газа. Построена модель взаимодействия осесимметричной сверхзвуковой детонационной струи газов термоинструмента по нормали к покрытию. Установлены термодинамические характеристики кислородно-керосиновых горелок для генерации ими сверхзвуковых высокотемпературных детонационных факелов при напылении покрытий из порошков природных материалов. Получен гранулометрический состав материалов, подобраны гидродинамические режимы работы горелок в диапазоне плотности тепловых потоков 2·106÷2·10⁷ Вт/м² от факела струи в покрытие. Коэффициент избытка окислителя варьировался в пределах 0,3÷0,8; температура факела струи 850÷3000°С; длина струи 0÷0,16 м; радиус струи (3÷10)·10^–3 м; угол оси горелки к покрытию 90÷0 град. Капиллярно-пористая и проточная системы охлаждения показали высокую надежность, однако первая система позволила сократить в десятки раз (до 80 раз) расход охладителя.

Приведена краткая статистика по повреждаемости асинхронных электрических двигателей, которые являются приводами основного оборудования предприятий металлургической промышленности и оборудования системы собственных нужд электрических станций. Отмечено, что к наиболее частым неисправностям относятся повреждения подшипникового узла, обмоток статора и стержней короткозамкнутой обмотки ротора. Среди общей статистики отказов электрической части асинхронных электрических двигателей большую часть составляют повреждения, связанные с развитием трещин или разрушением стержней короткозамкнутой обмотки ротора. Эксплуатация асинхронных электрических двигателей с оборванным стержнями может привести к повреждению обмоток и магнитопровода статора, и, как следствие, к полному выходу из строя электрического двигателя.

Представленная математическая модель асинхронного электродвигателя, позволяет моделировать работу асинхронных электрических двигателей с любым количеством поврежденных стержней в короткозамкнутом роторе, что даёт возможность выполнить анализ переходных процессов в случае обрыва стержней короткозамкнутого ротора. Предложенная в работе математическая модель может быть использована для определения эффективности существующих методов диагностирования состояния асинхронного электродвигателя путем их математического моделирования или для определения критериев и разработки новых методов диагностирования электрической части асинхронного двигателя на основе анализа переходных процессов в обмотках статора в случае возникновения повреждений одного или нескольких стержней ротора и повреждений в обмотках статора. 

Винто-рулевая колонка (ВРК) — ключевой элемент системы электродвижения судна, обеспечивающий ход и маневренность. ВРК объединяет электродвигатель, приводящий гребной винт, и рулевое управление. Для защиты от электрохимической коррозии валов и винтов применяются системы заземления и контроля их состояния. Токосъемные устройства, выравнивая потенциал между валом и корпусом, предотвращают коррозию, но могут подвергаться воздействию вибраций, возникающих при работе судна. Эти вибрации могут нарушить работу или вызвать разрушение токосъемных устройств.

Данная статья анализирует вибрационную надежность токосъемных устройств, разработанных ООО «ЮВТЕК» для ВРК, устанавливаемых на суда высокого ледового класса. Испытания, проведенные на вибрационном стенде ОАО «НПО ЦКТИ», оценивали прочность щеткодержателей и стабильность контакта между щеткой и валом при различных уровнях вибрации. Исследования показали, что вибрационные нагрузки критичны для надежной работы токосъемных устройств.

Испытания включали контроль сопротивления контакта при вибрации с амплитудами ±2.3 мм и ±3.3 мм в диапазоне частот 2–100 Гц. Контакт оставался стабильным, но при частотах выше 130 Гц возникали нарушения из-за резонанса. Выявлены критические частоты, влияющие на надежность устройства. Предложены рекомендации по улучшению конструкции, включая регулировку усилия поджатия щетки и модернизацию кронштейна щеткодержателя.