книги / Практикум по написанию научной статьи на английском языке

rдв.режi xдв.режi

Uдв

Рис. 2. Схема замещения АД для имитационного моделирования установившегося режима работы двигателя

Расчет параметров схемы замещения АД (рис. 2), характеризующих неноминальный режим работы двигателя, осуществлялся по формулам:

rдв.режi = Uдв cosϕдвi , (1)

I

двi

xдв.режi = Uдв sin ϕдвi . (2)

I

двi

Б. Физическое моделирование Б1. Оборудование

В качестве исследуемых объектов были выбраны два двигателя. Нагрузочные характеристики двигателя АД ПЭДТН 63-117 были представлены ранее (см. рис. 1). Нагрузочные характеристики двигателя ДМТ-011-6У1 мощностью 1,4 кВт представлены на рис. 3. При этом нагрузка двигателя выполнялась двигателем постоянного тока типа П32 М мощностью 1,1 кВт.

Рис. 3. Нагрузочные характеристики двигателя ДМТ-011-6У1

21

Б2. Методика проведения эксперимента

Моделирование проводилось следующим образом:

1.Строились нагрузочные характеристики обоих двигателей по току и коэффициенту мощности в зависимости от загрузки двигателя.

2.Выполнялся переход от данных характеристик к параметрам режимного активного и реактивного сопротивлений двигателя при различной загрузке по формулам (1) и (2).

3.Определялись уравнения аппроксимирующих кривых данных параметров.

4.Определялись коэффициенты подобия между активным и реактивным сопротивлениями исследуемых двигателей по формуле (3). В данном случае коэффициенты являются не константами, а полиномами. В качестве переменной в них выступает загрузка двигателя в процентах.

где f1 (загр) – полином, описывающий изменение сопротивления исследуемого двигателя в зависимости от загрузки; f2 (загр) – полином, описывающий изменение сопротивления лабораторного двигателя в зависимости от загрузки.

5. Активное и реактивное сопротивления лабораторного двигателя, соответствующие выбранной загрузке, умножаются на коэффициент перехода по формулам:

Индекс (1) обозначает параметры исследуемого двигателя, индекс (2) – параметры лабораторного двигателя.

6. Вычислялось полное сопротивление двигателя по формуле

7. Ток и коэффициент мощности исследуемого двигателя рассчитывались по формулам:

22

Результаты

А. Имитационное моделирование

Результаты расчетов режимных параметров моделируемого и лабораторного двигателей представлены на рис. 5 и 6.

Рис. 5. Режимные параметры АД ПЭДТН 63-117

Рис. 6. Режимные параметры ДМТ-011-6У1

При обратном переходе от сопротивлений к току и коэффициенту мощности погрешность расчетов по величине тока составляет 0,78 %, а по коэффициенту мощности – 0,50 %. Имитационная модель исследуемого двигателя позволяет определить потребляемые двигателем активную и реактивную мощности при различной загрузке – от холостого хода до номинальной нагрузки.

Б. Физическое моделирование

Результаты физического моделирования сведены в таблице. Они свидетельствуют о том, что данный подход дает погрешность менее 1 % при определении тока и коэффициента мощности исследуемого двигателя.

23

Результаты апробации методики

Заключение

В исходных положениях предполагалось, что если двигатель работает в установившемся режиме и при этом учитываются только потребляемые им активная и реактивная мощности, то он может быть представлен как последовательное соединение активного и реактивного сопротивлений (имитационная модель) и полиномов, описывающих эти сопротивления, которые определяют подобие между различными двигателями (физическая модель).

Результаты проведенных вычислений показывают, что данное представление ПЭД при расчете параметров схемы замещения на основе нагрузочных характеристик дает погрешность при определении величины тока и коэффициента мощности менее 1 %. Эти результаты подтверждают выдвинутую гипотезу. Данная точность объясняется тем, что нагрузочные характеристики двигателя отражают все его конструктивные и физические особенности. В конечном итоге это дает маленькую погрешность расчетов и позволяет с большой точностью моделировать установившийся режим работы ПЭД при различной загрузке.

24

В работе расчет проведен для одного двигателя, который реально используется на нефтяных добывающих скважинах. Для большей точности модели расчет следует провести для более широкой номенклатуры электродвигателей. Также следует учитывать, что нагрузочные характеристики двигателя получены с испытательного стенда. Для дальнейшей верификации модели следует снять нагрузочные характеристики ПЭД с функционирующей скважины.

Подход, описанный в этой работе, является составляющей частью исследования, которое позволит составлять имитационные и физические модели добывающих скважин. В дальнейшем перечень оборудования расширится и будет включать в себя, кроме ПЭД, остальной состав электротехнического комплекса данных скважин.

25

КЛЮЧИ К ЗАДАНИЯМ И УПРАЖНЕНИЯМ РАЗДЕЛА I

# 3

Our analysis spans desktops and laptops, CPU vendor, overclocking, underclocking, generic vs. brand name and characteristics as machine speed and calendar age.

Only a few machines use overclocking to increase their performance.

Studying consumer machines brings new challenges not present when studying server-class machines.

I use server-class machines (equipment) to build my home network. (Consumer machines are built with cheaper components. Тhey run in harsher environments, with wider temperature variation, greater mechanical stresses, more ambient dust, and more frequent power cycling.

The frequency of power cycling may affect the period of PC failure free operation. To avoid frequent power cycling UPS (Uninterruptible Power Supply) should be used.

First, in contrast to servers, consumer machines tend to lack significant errorresiliency features, such as ECC [Error-correcting code] for memory and RAID [Redundant Array of Independent Disks] for disks. This increases the likelihood that a hardware error will have an impact on machine’s operation.

It is recommended to use RAID 1 or 6 to store important data.

It is recommended to use ECC memory when dealing with floating point operations.

Our study examines the failures which are due to faults within the CPU, DRAM modules, and disk subsystems.

China-USA trade war resulted in price surge of DRAM modules.

# 5б

As a result; therefore; as result/ thus; however; as a consequence; instead; whereas; moreover.

# 6

а) электроприборы /бытовая техника; б) счета за электричество <потребляемое электроприборами>; в) электроэнергетика; г) генерация электроэнергии; д) использование электричества; е) спрос на электроэнергию/потребности в электроэнергии; ж) потребление электроэнергии; з) электросети; и) энергоресурсы; к) политика в сфере энергетики; л) пилотные программы/проверка целесообразности/ТЭО; м) неисправность аппаратной части/аппаратная поломка; н) используемые (персональные) компьютеры; о) температурные изменения; п) дисковые подсистемы; р) характеристики/профиль домохозяйств; с) отказоустойчивость; т) (технический) персонал, занимающийся ремонтом.

26

РАЗДЕЛ II

Введение [англ. Introduction] – призвано дать вводную информацию, касающуюся темы статьи, объяснить, с какой целью предпринято исследование. Во введении обосновываются актуальность и новизна работы, конкретизируются цель и задачи исследования. Соответственно, в этом разделе часто встречаются глаголы: выявить (to show, to reveal), сформировать (to form, to establish), обосновать (to substantiate, to validate), проверить (to verify, to examine), определить (to define, to determine, to specify), создать (to create, to develop). Поскольку во введе-

нии обосновываются актуальность, новизна и предполагаемые результаты исследования, то здесь уместно использовать соответствующие обороты речи, напри-

мер: In this paper, we study...; Our goals for this analysis are two-fold. First, ... Second, ...; To this end, we characterize...; This is clearly evidenced...; In this paper, power system … is reviewed and re-interpreted; Each phase is presented under a perspective.

В целом языковые особенности введения «укладываются» в те же требования к оформлению, что к остальным частям работы.

Кроме того, поскольку цели, задачи и исходная гипотеза формулируются с учетом предыдущих исследований, выполненных другими авторами, для введения типичны повествовательные предложения, отсылающие к тому, что уже было сделано.

После написания введения его необходимо проанализировать по следующим ключевым пунктам: четко ли сформулированы цели, объект и исходные гипотезы, если они существуют; нет ли противоречий; указаны ли актуальность и новизна работы; упомянуты ли основные исследования по данной теме.

27

ЗАДАНИЯ И УПРАЖНЕНИЯ

Ознакомьтесь с содержанием приведенных ниже текстов Введения [Introduction] и выполните задания и упражнения.

# 1

MODELLING AND SIMULATION

OF THE CONTINUOUS POWER CABLE PROCESSING

Vanja Kosar , Zoran Gomzi, Kresimir Sintic

Faculty of Chemical Engineering and Technology, Department of Reaction Engineering and Catalysis, University of Zagreb, Savska c. 16, HR-10000 Zagreb, Croatia

Received 25 November 2005; received in revised form 21 March 2006; accepted 1 May 2006 Available online 6 May 2006

Introduction

Over the last 30 years, polymeric materials have largely replaced paper/oil insulation in mediumand high-voltage cables. Although ethylene/propylene rubbers and high-density polyethylene have become popular in certain quarters, the most commonly used insulation system is crosslinked low density polyethylene (PE-XL) [1]. Despite its apparent chemical simplicity, polyethylene is capable of exhibiting a wide range of different lamellar forms and textures, depending on the molecular composition of the material and its precise history (temperature, shear, etc.). Crosslinked polyethylene has found many applications in the cable industry [2]. Through crosslinking, thermoplastic polyethylene becomes a thermoset material, with no loss to its electrical properties. The most widely used technique is crosslinking of polyethylene with organic peroxides. The crosslinking of polyethylene initiated with organic peroxides consists of a large number of chemical reactions [3]. Some of them lead to the linking of macromolecules, but some reactions have a negative effect on the crosslinking. Since all reactions occur simultaneously, it is difficult to investigate the kinetics of a particular reaction. Using different methods, however, it is possible to investigate the kinetics of certain groups of reactions during crosslinking [4]. During the manufacturing of power cables insulated with crosslinkable polyethylene, the hot polymer is applied to the conductor by extrusion at temperatures under those of rapid vulcanization. The insulated core passes into a high-pressure tube to increase the temperature of the insulation to the level at which the vulcanization agent is highly active. This is the continuous vulcanization (CV) tube. Changes of process variables associated with the CV tube may cause alterations in the physical properties, the aging characteristics, and, especially, in the heat resistance of the cable insulation [5]. The performance of the insulating compounds in this area of the crosslinking process may determine the maximum output rates of a power cable manufacturing facility.

28

1.1. Model of the process

A mathematical model describes the curing process in the vulcanization tube, which is in fact the tubular reactor.As shown in Fig. 1 in the first (reaction) part of the vulcanization tube heat is transferred by convection from nitrogen to cable surface due to the cable moving, radiation because of energy dissipation from iron tube wall to cable surface, and conduction across the cable. Also, the reaction heat is released by the chemical reaction; the heat balance describes all four impacts (Eq. (4). The first part of the mathematic model is a material balance which includes the reaction kinetics. Many authors simplified problem of dicumyl peroxide decomposition with first order kinetics [6, 7], but in this paper the kinetics of autocatalytic reaction will be used (Eq. (2)).

Several assumptions were made either because of obvious validity or to simplify the analysis:

•Cable ‘plug’ flow-stationary process.

•Temperature gradient in the axial direction (z) is neglected; it is assumed only radial heat conduction through cable [8].

•Crosslinking reaction occurred in the insulation and reaches desire degree of crosslinking in the heated part of the vulcanizationtube.

•Thermodynamic properties (cp, ρ, λ) are assumed constant in a process temperature range.

Heat and material balance are connected with reaction rate and mathematically describes a system of three partial differential equations, which will be numerically solved for the chosen boundary conditions (Eqs. (1)–(11)):

<………>

These sets of partial differential equations (PDE), Eqs. (1)–(11), were transformed into the dimensionless form and solved numerically with the finite differences method for solving systems of PDE, named method of lines [10].

From the presented simulation optimal process parameters such as process temperatures and the speed capacities (u) of CV line will be predicted and evaluated. The planning of crosslinking plants for a large number of specific types of cables requires deciding on the production speed at which a prescribed degree of crosslinking is attained in the vicinity of the conductor at the end of the extrusion line. In addition to the crosslinking degree, other plant limits, such as the extruder output performance and the final temperature of the conductor, should not be adversely affected. In order to allow decisions on the degree of crosslinking for a specific speed of cable u, the temperature field T(r, x) must be known for the stationary production process.

29

# 2

AN INTERGRATED APPROACH TO POWER SYSTEM

RELIABILITY ASSESSMENT

M Th Schilling and M B Do Coutto Filho

Fluminense Fed. U. (CAA), Brazil

A M Leite da Silva

EFEI, Brazil

R Billinton

UMIST, England

I. Introduction

Although the idea of applying reliability techniques to power system analysis has been around as early as 1934, the pace of acceptance has been arduous. This is clearly evidenced since one of the first books on the subject appeared only in 1968, being followed by another one published in 1970. Nevertheless, in the last 60 years power system reliability engineering has matured into a full-blown technology encompassing myriads of techniques ranging from data gathering to reliability prediction. Furthermore only quite recently was it possible to ascertain that a consistent set of probabilistic criteria for generation planning should have general acceptance in electric utilities.

In this paper, power system reliability assessment is reviewed and re-interpreted as an integrated sixfold procedure as depicted in Figure 1. Each phase is presented under an extended perspective and the existing controversial aspects are highlighted. Therefore, a practical framework is established to support the tasks of research, design, development, application and comparison of power systems reliability programs.

From: [Electrical Power & Energy Systems, Vol. 17 No. 6, pp. 381-390, 1995]

Copyright © 1995 Elsevier Science Ltd

Printed in Great Britain. All rights reserved

30