Электроэнергетика

Краткое описание разработки/проекта:

Для реализации уличного освещения разработана и реализована автоматизированная система управления наружным освещением (АСУНО) на базе уличных светодиодных светильников бренда ФЕРЕКС.

АСУНО имеет следующие функции:

1. Автономная работа по расписанию. Время включения/выключения и изменения светового потока программируется с диспетчерского сайта. Расписание формируется оператором для управления группой светильников, загружается в систему через личный кабинет на сайте.
2. Ручное управление группой или индивидуально каждым светильником.
3. Просмотр статистики по каждому светильнику и всей группе на сайте: мгновенный ток, мгновенная мощность, энергия (кВт*ч), установленный световой поток, режим работы, исправность. В групповой статистике есть величины от времени суток: мощность, энергия, состояние.
4. Административные функции. Добавление/удаления: светильников/групп, организаций, параметров, свойств и т.п.

Комплекс АСУНО успешно реализован на участке магистральной дороги М7.

В настоящее время разработаны шкаф управления и интеллектуальный модуль, диспетчерский сайт.

Внедрение автоматической системы наружным освещением в транспортную систему Российской Федерации позволит сэкономить на электроэнергии до 50%, обеспечив при этом необходимый уровень безопасности. Управление и контроль системы освещения через интернет позволит обеспечить бесперебойность системы.

Правовая защита. Получен патент РФ № 142028 «Интеллектуальный блок питания светильника» / Заявка от 04.02.2014, опубликовано 20.06.2014. Авторы: Садыков М.Ф., Иванова В.Р. / Патентообладатель: ФГБОУ ВПО «КГЭУ»

Предполагаемая стоимость проведения НИОКР по данному проекту составляет 4 млн.руб. (10% - собственные средства, 90% - внешние инвестиции). Инвестиции будут использованы для закупки оборудования и проведения НИОКР.

Индустриальный партнер разработки – ООО «Торговый дом «Ферекс». 422624, Республика Татарстан, Лаишевский р-н, с. Столбище, ул. Совхозная, д.4В. Телефон 8 800-500-09-16

Презентационные материалы о разработке можно просмотреть по ссылке.

Краткое описание разработки/проекта:

В электроэнергетике существует несколько способов повышения пропускной способности линий электропередач. Одним из способов является установка последовательно линии конденсаторных батарей для компенсации реактивного сопротивления ЛЭП. Данное техническое решение помимо достоинств обладает также и недостатками: при коэффициенте компенсации более 50% реактивного сопротивления линии наблюдаются такие явления как: инверсия тока во время КЗ, инверсия напряжения во время КЗ, низкочастотные колебания после отключения короткого замыкания и т.д. Эти (и другие) явления приводят к невозможности защищать линию электропередачи, так как приводят к ложному срабатыванию или несрабатыванию релейной защиты при повреждениях на защищаемой линии.

В частности, инверсия тока при КЗ на линии приводит к тому, что токи направлены не к месту короткого замыкания (см. рис. 1), а как бы мимо него (см. рис. 2) в результате дифференциальная и дифференциально-фазная защита воспринимает данное повреждение как внешнее и не срабатывает. По этой причине в настоящее время степень компенсации реактивного сопротивления линии электропередачи не превышает 50%.

Для решения указанной проблемы был разработан алгоритм, позволяющий защищать линию электропередачи при любой степени продольной компенсации (см. рис. 3). Вышеописанный алгоритм при его использовании на линиях с продольной компенсацией (в том числе на линиях с продольной компенсацией относящихся к разряду «интеллектуальные и активно-адаптивные сети») позволит задавать любую степень компенсации без ограничения по надёжности функционирования релейной защиты.

Презентационные материалы о разработке можно просмотреть по ссылке.

Краткое описание разработки/проекта:

Получение информации о состоянии проводов, арматуры, изоляторов и опор ЛЭП в процессе эксплуатации позволяет получать полную текущую информацию и проводить ремонт и замену только на участках с наибольшим износом.

Технические характеристики аппаратно-программного комплекса для верхового осмотра ЛЭП:

• Макс. время полета до 30 минут;
• Диапазон рабочих температур -20...+45° C;
• Точность позиционирования по вертикали: ±0,5 м или ±0,1 м (при включенной нижней визуальной системе), по горизонтали: ±1,5 м или ±0,3 м при включенной нижней визуальной системе.
• Стабилизация по 3 осям (поперечная, продольная и вертикальная);
• Расстояние обнаружения препятствий 0,2–7 м;
• Однополосная передача, высокочувствительный модуль спутниковых систем позиционирования - GPS+ГЛОНАСС.
• Тепловизионная камера с разрешением 336×256.
• Визуальная камера с не менее 6-кратным оптическим зумом.

Выполняемые функции:

• видео осмотр проводов ЛЭП, арматуры и мест их крепления, изоляторов;
• тепловизионный осмотр проводов ЛЭП, арматуры и мест крепления, изоляторов;
• поиск повреждений опор, проводов ЛЭП, арматуры и изоляторов путем постобработки данных;
• автоматизированный процесс обследования охранной зоны ЛЭП;
• оценка состояния изоляторов;
• работа под напряжением.

Степень готовности к внедрению. Опытный образец.

Патентная защищённость. Есть.

Презентационные материалы о разработке можно просмотреть по ссылке

Краткое описание разработки/проекта:

Переносной программно-аппаратный комплекс включает электромагнитный и ультразвуковой датчики и устройство обработки информации. Обеспечивает измерение параметров частичных разрядов в различных видах полимерной и керамической изоляции, позволяет определять места возникновения дефектов и степень их влияния на рабочее состояние и остаточный ресурс.

Технические характеристики аппаратно-программного комплекса для верхового осмотра ЛЭП:

• Локализация источника сигналов с точностью до 1-2 м с расстояния 5-10 м.
• Бесконтактная диагностика изоляторов в процессе эксплуатации;
• Измерение набора характеристик частичных разрядов, отражающих степень дефектности изоляторов в условиях эксплуатации;
• Электромагнитный датчик 550 МГц – 1 ГГц;
• Акустический датчик 40 кГц;
• Синхронизация с фазой рабочего напряжения

Степень готовности к внедрению. Лабораторный образец комплекса.

Патентная защищённость. Есть.

Презентационные материалы о разработке можно просмотреть по ссылке.

Краткое описание разработки/проекта:

Настоящий проект направлен на создание автоматизированной системы контроля состояния изоляторов высоковольтной линии электропередач (ВЛ) с помощью беспроводной системы передачи данных GSM стандарта. Беспроводная система контроля изоляторов высоковольтной линии электропередач (СКВЛ) предназначена для непрерывного контроля состояния изоляции высоковольтной линии. СКВЛ состоит из датчиков, концентратора и программы отображения данных на смартфоне. Датчики, устанавливаемые на изолирующих конструкциях ВЛ или вблизи них на траверсах опор, передают данные с заданным временным интервалом, а концентратор, установленный на одной из опор ВЛ, получая данные от датчиков, передаёт их по радиоканалу GSM стандарта в службу линий (смартфон начальника службы ВЛ). Программное обеспечение смартфона визуализирует полученные данные в виде графиков изменения напряженности электрического поля на изоляторе и интенсивности частичных разрядов.

СКВЛ позволяет снизить аварийности ВЛ путем уменьшения риска коротких замыканий по причине повреждения или загрязнения изоляторов, а также сократить простой линии в связи с уменьшением времени поиска места повреждения и ликвидации неисправности. В результате значительно снижаются потери энергокомпании, связанные с недоотпуском электроэнергии и штрафами со стороны потребителей.

Преимущества данной системы:

1. Непрерывный контроль состояния изоляторов ВЛ в режиме реального времени, обеспечивающий своевременное их обслуживание.
2. Сокращение времени простоя высоковольтной линии из-за уменьшения времени поиска места пробоя или перекрытия изоляции на ВЛ.

СКВЛ – разработка ФГБОУ ВО «Казанский Государственный Энергетический Университет» при участии службы ВЛ Альметьевских электрических сетей по договору с ОАО «Сетевая компания» (Альметьевские электрические сети).

Степень готовности к внедрению. На текущий момент разработана рабочая конструкторская документация и изготовлены опытные образцы изделия, проводятся натурные испытания на ВЛ 110 и 220 кВ Альметьевских электрических сетей.

Презентационные материалы о разработке можно просмотреть по ссылке.

Краткое описание разработки/проекта:

Дифференциальный метод основан на измерении установившегося значения напряжения промышленной частоты поврежденной фазы в начале и по концам воздушной линии электропередачи 6-10 кВ. При однофазном замыкании на землю с изолированной нейтралью линия может работать относительно длительное время, это позволяет не рассматривать переходной процесс и использовать автономные малогабаритные датчики для измерения напряжения, которые не требует  синхронизации во времени.

Датчики устанавливаются на расстоянии 10-50 м от ближайшего трансформатора (ТП, КТП). Значения параметров источника питания, нагрузки потребителей, переходного сопротивления в месте аварии и удельное сопротивление земли не влияют на определение места повреждения при применении данного метода.

Для каждого конкретного случая программное обеспечение по определению повреждения будет индивидуальное.

Степень готовности к внедрению. Ведется создание экспериментально-опытного образца устройства для измерения напряжения с дистанционной передачей информации.

Патентная защищённость.

Получен патент на изобретение: "Устройство для измерения напряжения в высоковольтной цепи с дистанционной передачей информации".

Получено положительное решение о выдаче патента "Способ определения места однофазного замыкания на землю в сетях 6-10 кВ с изолированной нейтралью".

Получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ "Программа по дистанционному определению места повреждения в распределительных сетях".

Краткое описание разработки/проекта:

Программно-аппаратный комплекс предназначен для определения места дефектов изоляции, в виде аварийных коммутаций и частичных разрядов,  в кабельно-воздушной сети древовидной структуры в рабочем режиме.

Комплекс состоит из датчиков, устанавливаемых в крайних подстанциях сети, которые синхронно, в глобальной шкале времени, фиксируют начало сигналов переходного процесса (СПП), рождаемых в месте дефекта высоковольтной изоляции. Зарегистрированные датчиками осциллограммы СПП по облачным каналам связи передаются на удаленный сервер, где подвергаются интеллектуальной обработке. Выявленные места короткого замыкания и замыкания на землю пересылаются на рабочий стол диспетчера электросетей по протоколу МЭК 60870-104. Выявленные места и иные параметры дефектов высоковольтной изоляции мониторяться и составляют основу автоматически генерируемого отчета, периодически отсылаемого диспетчеру электросетей.

Комплекс предназначен для применения в электросетевых компаниях при эксплуатации воздушно-кабельных линий электропередач любой топологии и любого класса напряжения.

Решать такой широкий круг задач позволяет программное обеспечение комплекса, а большой объем регистрируемой информации позволяет ставить новые задачи по ее обработке.

Предполагаемая цена комплекса определяется количеством датчиков и стоимостью программного обеспечения и зависит от условий поставки.

Основным преимуществом перед аналогами является уникальное программное обеспечение, позволяющее определять место повреждения в сетях с любой топологией.

Патентная защищённость.

1. Патент №2372624 от 12.03.08, Хузяшев Р.Г., Кузьмин И.Л.
2. Патент №134666 от 10.07.13, Хузяшев Р.Г., Кузьмин И.Л.
3. Свидетельство о государственной регистрации программы №2015618393 от 11.06.15  Кузьмин, И.Л., Хузяшев Р.Г.

Презентационные материалы о разработке можно просмотреть по ссылке.

Краткое описание разработки/проекта:

Установка предназначена для электрических сетей класса напряжения 0,4-10 кВ, частотой 50 Гц.

Установка размещается в контейнере (-ах), приспособленных для размещения на прицепах для автомобильного транспорта с оборудованием места для размещения оператора генераторной установки (далее – ГУ) и контрольно-измерительных приборов отдельно от отсека с ГУ.

Установка содержит комплекс взаимосвязанного силового и микропроцессорного оборудования с единой системой управления, позволяет производить удаление ГИО с проводов:

• ВЛ 6-10 кВ;
• ВЛ 0,4 кВ (в т.ч. без необходимости отключения потребителей).

Компоновка системы позволяет:

1. Производить плавку ГИО на ВЛ 0,4-10 кВ переменным током с возможностью регулировки тока плавки;
2. При технико-экономической обоснованности, производить плавку ГИО на ВЛ 0,4-10 кВ постоянным током с возможностью регулировки тока плавки;
3. Производить плавку ГИО на ВЛ 0,4-10 кВ в повторно-кратковременном режиме с установкой параметров плавки (тока плавки, времени работы и времени паузы);
4. Использовать ГУ в качестве резервного источника электроснабжения (далее – РИСЭ) в сети 0,4-10 кВ на период производства аварийно-восстановительных работ.

Мощность ГУ позволяет производить плавку ГИО без перемещения Установки на ВЛ длинной не менее 10 км (с дополнительным генератором) (в каждом направлении) с проводом АС-95.

Подключение Установки к сети, при использовании в качестве РИСЭ и в режиме плавки ГИО осуществляется без подъема на опору.

Общая стоимость разработки 7 500 тыс.руб.

Презентационные материалы о разработке можно просмотреть по ссылке.

Краткое описание разработки/проекта:

Проект направлен на создание экспериментальных образцов модулей различной модификации для беспроводных сетей в составе систем автоматизации различного применения и разработку новых методических и технических решений в области создания сетевых шлюзовых ретрансляторов под различные протоколы – персональные беспроводные сети (Bluetooth), локальные беспроводные сети (Wi-Fi), использование линий электропередачи для передачи данных (PLC), проводные локальные сети (Ethernet), универсальные последовательные шины (USB), последовательный интерфейс передачи данных (RS-485), передача данных с использованием инфракрасного диапазона (IrDA) - с целью повышения устойчивости работы этих сетей по сравнению с существующими аналогами.

Для модулей беспроводных систем автоматизации процессов БСАП разработано специальное программное обеспечение, реализующее следующие функции: местное и дистанционное управление объектами; самодиагностика модулей БСАП и их каналов связи; возможность настройки оперативным персоналом; функции самовосстановления сети при потере нескольких узлов; функцию самоорганизации сети; возможность ручной настройки топологии сети.

Новизна выбранного способа решения поставленной задачи заключается в разработке собственного программного обеспечения на основе созданных авторами алгоритмов управления, применении уникальных конструктивных решений при разработке модулей БСАП.

В разрабатываемой линейке модулей создан отечественный аналог программного обеспечения беспроводных модулей с библиотекой различных конфигураций модулей. Предлагаемые модули могут внедряться и слаженно работать, расширяться и адаптироваться к новым потребностям и задачам за минимальное время в любых учреждениях (новых, строящихся, реконструируемых).

Использование модулей БСАП в мониторинге состояний объектов и автоматизации предприятий и общественных зданий позволит получить следующее:

• адресный доступ к каждому узлу сети;
• широковещательный доступ ко всем узлам сети;
• дальность передачи сигнала между соседними устройствами (в помещении – до 100 м, на открытой местности – до 500 м);
• автоматическая ретрансляция передаваемых данных;
• создание зон сплошного информационного покрытия большой площади;
• создание недорогих инструментов автоматизации;
• бюджетные решения концепции "Умный дом".

Наличие отечественной рентабельной альтернативы зарубежным аналогам позволит существенно повысить долю автоматизированных систем освещения и других технологических процессов, как следствие, снизить энергозатраты, расширить функциональные возможности.

На основе данных модулей созданы интеллектуальная система освещения и система мониторинга гололёда.

С целью отладки программного обеспечения был разработан полигон в ФГБОУ ВО «КГЭУ» из 50 светильников со встроенными модулями БСАП.

Система мониторинга гололёда проходит опытную эксплуатацию на линиях 6 и 35 кВ.

Степень готовности к внедрению. Эксперементальный образец.

Патентная защищённость. Есть.

Презентационные материалы о разработке можно просмотреть по ссылке.

Краткое описание разработки/проекта:

Опытная система мониторинга температуры провода ВЛ в реальном времени имеет следующие возможности:

1. Измерение и запоминание параметров аварийного режима;
2. Вычисление расстояния до мест повреждения;
3. Осциллографирование истории развития аварий;
4. Контроль протекания тока;
5. Контроль механические нагрузки на провод;
6. Использование ВЛ с максимальной пропускной способностью, избегая при этом пережога провода и излишнего отключения потребителей;
7. Производить плавку при близких к максимально допустимым температурам провода, ускоряя процесс плавки гололёда.

Датчики устанавливается непосредственно на провода высоковольтной линии в местах с необходимостью контроля температуры провода, питаются от электромагнитного преобразователя напряжения. Датчик состоит из микроконтроллера, набора датчиков, системы синхронизации времени, блока приема и передачи данных, источника аварийного автономного питания (при необходимости). Датчик устанавливается на проводах ВЛ и производит мониторинг всех вышеперечисленных параметров. Оптимально располагать датчик вблизи траверс опор (непосредственная близость к траверсам опор).

Собранные данные передаются на датчик – координатор, который передаёт информацию на диспетчерский пульт. Обработка и протоколирование данных осуществляются на диспетчерском пункте.

Система способна непрерывно функционировать в сложных климатических условиях. Для монтажа датчика не требуется специального инструмента.

Датчики работают на воздушных линиях электропередачи 110 – 220 кВ.

Опытный образец датчика имеет следующие характеристики:

• Диапазон измерения температуры -60...+110°C.
• Разрешающая способность при определении значения температуры 0,1°C.
• Диапазон измерения относительной влажности воздуха 1…99%.
• Разрешающая способность при определении относительной влажности воздуха 3%.

Патентная защищённость. Есть.

Презентационные материалы о разработке можно просмотреть по ссылке.

Краткое описание разработки/проекта:

В составе воздуха замкнутых помещений (жилых, офисных, производственных), в выбросах от производств, ТЭС и автотранспорта содержатся различные экологически вредные примеси. Современные электрофизические способы очистки газовых сред от вредных примесей, несмотря на преимущества перед химическими способами, имеют ряд недостатков, таких как размеры источников высокого напряжения, сложность конструкций и управления технологическими процессами и высокие энергозатраты.

Для повышения эффективности электрофизических процессов очистки:

• Определены и обоснованы методы повышения эффективности технологического процесса наработки радикалов режимами импульсно-периодического стримерного разряда.
• Разработана и запатентована физическая модель реакционной камеры с системой регулируемых электродов и использованием монокристаллических материалов, позволяющей интенсифицировать процесс очистки газовых сред от примесей.
• Разработаны экспериментальные образцы высоковольтных генераторов, позволяющих регулировать электрические параметры в широком диапазоне.
• Разработаны рекомендации для проектирования установки очистки газовых сред от примесей в зависимости от типа, объема и назначения помещения, а также от количества и силы источников загрязнения.

Степень готовности к внедрению. Устройство может быть внедрено в офисы и другие жилые помещения со слабой или недостаточной вентиляцией, а также на производствах по ремонту тепловозов, КамАЗ и др. предприятий с выбросами в воздух экологически вредных примесей.

Патентная защищённость. Патенты РФ на полезную модель №170188 и №182472.

Презентационные материалы о разработке можно просмотреть по ссылке.

Краткое описание разработки/проекта:

Целью проекта является создание интеллектуальных станций управления и новой серии российских высокоэффективных вентильных двигателей для штанговых скважинных насосных установок, предназначенных для повышения уровня нефтедобычи, оптимизации технологического процесса, существенного снижения влияние «человеческого» фактора и повышения производственной безопасности.

Настоящий проект направлен на создание современного высокотехнологичного производства в интересах нефтегазовой отрасли, обеспечения максимального дебита при минимальных затратах. Адаптивные системы управления для «умных» месторождений позволят с помощью беспроводных систем передачи данных обеспечить оптимальные режимы и надежность работы погружного оборудования, а также при необходимости удаленно производить регулировку технологического режима работы скважин.

По итогам реализации проекта будет создано высокотехнологичное оборудование и производство серии электроприводов на базе российских высокоэффективных энергосберегающих вентильных двигателей для станков-качалок нефти в соответствии с потребностями заказчиков.

Презентационные материалы о разработке можно просмотреть по ссылке.

Краткое описание разработки/проекта:

Снижение затрат на обслуживание ЛЭП и уменьшение вероятности обрыва благодаря своевременному отслеживанию состояния проводов с помощью средств визуального обследования и магнитного контроля, применяемых на роботизированном комплексе.

Технические характеристики роботизированного комплекса для оценки состояния ЛЭП:

• перемещение по проводу на роликах с возможностью преодоления препятствий, таких как места креплений проводов и соединителей для линий 6÷10кВ со штыревой изоляцией;
• запас хода до 10 км;
• удалённый GSM канал контроля (местоположение, выполняемые функции и состояние робота);
• масса: не менее 10 кг;
• температурная зона: +5 ÷ +40 С

Выполняемые функции:

1. видео осмотр проводов ЛЭП, арматуры и мест крепления, изоляторов, охранной зоны;
2. магнитный контроль состояния стального сердечника при наличии;
3. автоматизированный процесс обследования охранной зоны ЛЭП;
4. оценка состояния изоляторов электростатическим и электромагнитным способами;
5. работа под напряжением;
6. разрушение изморозевых отложений с плотностью до 0,6 г/см3.

Новизна разработки обусловлена внедрением роботизированных технологий в обследование энергосистемы.

Высокий научно-технический уровень достигается за счет видеоосмотра грозозащитного троса; магнитометриисостояния стального сердечника грозозащитного троса; автоматизированного процесса обследования троса; возможностью работы под напряжением.

Общая стоимость разработки 3200 тыс.руб.

Степень готовности к внедрению. Имеется полезная модель.

Презентационные материалы о разработке можно просмотреть по ссылке.

Краткое описание разработки/проекта:

Перерабатываемый материал–навоз сельскохозяйственных животных, бытовые отходы; влажность ≈ 80%; выход биоудобрений в сутки - 0,015 м3; объем цилиндрического реактора - 0,02 м3; габариты цилиндрического биореактора: высота - 0,3 м; диаметр - 0,3 м; выход биогаза в сутки - 1,5 м3; выход биогаза за цикл сбраживания (8 - 10 суток) - 12,0 м3; масса - 18 кг.

Область применения. Энергетическое и транспортное машиностроение, сельскохозяйственное производство, химическое и нефтяное машиностроение и др.

Преимущество.

Значительное повышение энергоэффективности когенерационных электроустановок, сжигающих биогаз.

Новизна и актуальность.

Степень готовности к внедрению. Разработаны принципы когенерации и малогабаритная электроустановка на их основе.

Патентная защищённость.

1. Патент на полезную модель. Авторы: Нафиков И.Р., Гайфуллин И.И., Рудаков А.И., Курочкин П.С. «Биореактор периодического действия для анаэробного сбраживания органических отходов»/ Россия№150764 27.02.2015 Бюл. № 6.
2. Патент на полезную модель. Авторы: Рудаков А.И., Иванов Б.Л., Низамиев А.А., ГГ. Загидуллин Г.Г. «Кавитационный теплонагреватель»/ Россия№2014119237/06; 20.11.2014 Бюл. № 32.

Презентационные материалы о разработке можно просмотреть по ссылке.