Электрическая трансмиссия: отзывы, фото и характеристики на Aredi.ru

Содержание

отзывы, фото и характеристики на Aredi.ru

1.​​Ищите по ключевым словам, уточняйте по каталогу слева

Допустим, вы хотите найти фару для AUDI, но поисковик выдает много результатов, тогда нужно будет в поисковую строку ввести точную марку автомобиля, потом в списке категорий, который находится слева, выберите новую категорию (Автозапчасти — Запчасти для легковых авто – Освещение- Фары передние фары). После, из предъявленного списка нужно выбрать нужный лот.

2. Сократите запрос

Например, вам понадобилось найти переднее правое крыло на KIA Sportage 2015 года, не пишите в поисковой строке полное наименование, а напишите крыло KIA Sportage 15 . Поисковая система скажет «спасибо» за короткий четкий вопрос, который можно редактировать с учетом выданных поисковиком результатов.

3. Используйте аналогичные сочетания слов и синонимы

Система сможет не понять какое-либо сочетание слов и перевести его неправильно. Например, у запроса «стол для компьютера» более 700 лотов, тогда как у запроса «компьютерный стол» всего 10.

4. Не допускайте ошибок в названиях, используйте​​всегда​​оригинальное наименование​​продукта

Если вы, например, ищете стекло на ваш смартфон, нужно забивать «стекло на xiaomi redmi 4 pro», а не «стекло на сяоми редми 4 про».

5. Сокращения и аббревиатуры пишите по-английски

Если приводить пример, то словосочетание «ступица бмв е65» выдаст отсутствие результатов из-за того, что в e65 буква е русская. Система этого не понимает. Чтобы автоматика распознала ваш запрос, нужно ввести то же самое, но на английском — «ступица BMW e65».

6. Мало результатов? Ищите не только в названии объявления, но и в описании!

Не все продавцы пишут в названии объявления нужные параметры для поиска, поэтому воспользуйтесь функцией поиска в описании объявления! Например, вы ищите турбину и знаете ее номер «711006-9004S», вставьте в поисковую строку номер, выберете галочкой “искать в описании” — система выдаст намного больше результатов!

7. Смело ищите на польском, если знаете название нужной вещи на этом языке

Вы также можете попробовать использовать Яндекс или Google переводчики для этих целей. Помните, что если возникли неразрешимые проблемы с поиском, вы всегда можете обратиться к нам за помощью.

Электрическая трансмиссия — вики

Варианты применения новой трансмиссии

Новые трансмиссии отличаются большей гибкостью и изменчивостью. Они используют большое количество датчиков, которые передают все рабочие данные в режиме реального времени в центральный блок управления. Двигатели могут быть индивидуально сконфигурированы и использованы. Одна или обе оси имеют привод; на каждую ось может работать один или два двигателя. Это обеспечивает гибкие решения, особенно когда требуется большой крутящий момент. Новая трансмиссия от Kreisel, например, будет работать не только на специальных проектах, таких как суперспортивный автомобиль, но и на коммерческих автомобилях, таких как фургоны массой до 3,5 тонн или грузовики и автобусы массой до 15 тонн.

Поставщик автомобилей GKN Driveline также разработал двухскоростную коробку передач специально для электромобилей, которая может работать с более широким диапазоном мощности. Первоначально установленный в электрическую версию Jeep Renegade, он предназначен для обеспечения не только лучшего ускорения и более высоких скоростей, но и более длинных дистанций. Джип ездит благодаря электродвигателю мощностью 120 кВт. Как и в коробке передач с двойным сцеплением, шестерни изменяют фрикционное соединение. Дополнительными преимуществами этой трансмиссии являются более низкие потери энергии благодаря коаксиальной конструкции и так называемой векторизации крутящего момента. Это распределяет крутящий момент на отдельные колеса, что позволяет лучше и точнее работать на кривых участках и предотвращает типичную недостаточную поворачиваемость.

Новые разработки в области трансмиссии делают электромобили более эффективными. Повышение мощности двигателей может быть реализовано лучше. Одно из изменений, к которому традиционалистам уже сегодня приходится привыкать, касается старой доброй механической трансмиссии классических автомобилей. Вряд ли она вернется и в электромобилях будущих поколений.

Дизель-электрический трактор ДЭТ

В январе 1961 года на ЧТЗ началось производство дизель-электрических тракторов мощностью 250 л.с. Большое, как говорится, видится на расстоянии. Достаточно ли было времени, чтобы разглядеть и оценить ДЭТ? В 1953 году Исаков П.П., новый главный конструктор ЧТЗ, принял заказ на создание 250-сильного гусеничного трактора. Его предшественник, Балжи М.Ф., отвечал на этот заказ: «спроектировать трактор нельзя».

В СССР тогда не было тракторного двигателя мощнее 140 л.с. Нартов Я.Г., Сильченко Л.Р., Уманский А., Уткин В.Н., Чудаков В.Д., Щербаков В.А., Яковлев Г.С. (ЧТЗ), Богоявленский В.Н. (г. Москва) во главе с Исаковым П.П. нашли решение многих технических проблем. В частности была применена электрическая трансмиссия, известная конструкторам ЧТЗ по немецким самоходным артиллерийским установкам «Фердинанд».

В апреле 1956 года трактор был изготовлен. Реальная потребность в мощных бульдозерах помогла в освоении производства. Машина получилась уникальная. Аналогов не было. Ее появление вызвало большой интерес у специалистов.

На Первой выставке строительно-дорожного машиностроения в Москве в 1956 году были представлены ДЭТ-250 производства ЧТЗ и Komatsu D-250. Машины одного тягового класса и самые большие в то время бульдозера двух компаний. ДЭТ выделялся среди коллег, как лебедь среди гусей, при одинаковом весе он имел бо’льшие размеры. Что это означает, не могли объяснить и создатели машины.

Потребность в тяжелых бульдозерах была большой. Производство ДЭТ-ов достигло 500 шт. в год и определялось количеством выделяемых Госпланом дефицитных электромашин. Шло время. Аналогов у ДЭТ не появлялось. Даже свои заводские конструкторы машин по подобию ДЭТ не проектировали. Модернизация шла медленно. Модификаций почти не было. Зачем? Ведь спрос гарантирован…

 

Komatsu, тем временем, создали машину большего типоразмера в классическом исполнении — D-355. Он составляет сегодня значительную часть парка тяжелых бульдозеров России. В СССР же, попытка заменить ДЭТ-250 трактором Т-500 из семейства Т-220, Т-330, Т-500 провалилась. Через десятилетие после начала производства стало проясняться, что означают бо’льшие размеры ДЭТ по сравнению с его одноклассниками. Бульдозер проявил себя как мобильная машина. Он выполняет две задачи: перемещает грунт и легко переезжает с одного рабочего места на другое – этакий двоеборец сочетающий противоположное: тяжелую и легкую атлетику.

Техника развивается, бульдозеры тоже. Например: Liebherr упорно доказывает преимущества гидростатической трансмиссии, Caterpillar внедрила на бульдозерах треугольную гусеницу и считает электрические трансмиссии перспективными. Фирмы Eimco и ЧТЗ пытались радикально изменить компоновку – не получилось. Увеличивали рабочие скорости на Т-130 – вернулись к прежним. А вот микроподрессоривание ходовой части тяжелых машин прижилось и стало классикой.

ДЭТ состоялся. Каково его будущее? Ведущий конструктор Устьянцев Л.П., приняв эстафету от создателей необычной машины, смог пройти свой этап и передать дело Игнатьеву В.В. Стоять на месте нельзя – вытеснят.

Поделиться

Виды привода

По количеству задействованных ведущих колёс возможны разные системы передачи момента. Трансмиссия автомобиля состоит из механизмов, реализующих эти схемы.

  • Задний привод. Двигатель располагается впереди автомобиля или по центру кузова в пределах колёсной базы, или сзади над осью, или в заднем свесе. Коробка передач для организации лучшей развесовки может быть в блоке с двигателем или с главной передачей на задние колёса.
  • Передний привод. Используется в массовых автомобилях, хотя иногда его применяют и в более дорогих классах, а также в лёгких грузовиках. Разница может быть лишь в поперечном расположении силового агрегата или продольном. Первая схема более компактна и проще реализуется.
  • Подключаемый полный привод. Возможно много вариантов, но чаще всего используются два. На утилитарных внедорожниках водитель вручную подключает передний мост на тяжёлых участках при постоянном заднем. У кроссоверов используется электронная или вязкостная муфта, подключающая задний мост, постоянно в этом случае используется передний.
  • Постоянный полный привод. В машине всегда задействованы для создания тяги все колёса. Различные механические и электронные устройства могут изменять соотношение момента по осям или даже по колёсам.

Описание

Определяющей характеристикой дизель-электрической трансмиссии является то, что она устраняет необходимость в коробке передач за счет преобразования механической силы дизельного двигателя в электрическую энергию (через динамо-машину ) и использования электрической энергии для привода тяговых двигателей , которые приводят в движение транспортное средство. механически. Тяговые двигатели могут питаться напрямую или от аккумуляторных батарей , что делает транспортное средство типом гибридного электромобиля . Этот метод передачи иногда называют электрической трансмиссией , поскольку он идентичен бензиново-электрической трансмиссии , которая используется на транспортных средствах с бензиновыми двигателями, и турбинно-электрической трансмиссии , которая используется для газовых турбин .

Физические принципы работы

По способу передачи момента возможны различные варианты исполнения.

  • Механическая трансмиссия. Представляет собой набор валов и шестерёнчатых передач. Гидроавтоматические коробки также относятся к данной группе, поскольку гидравлика и электроника там используются только для управления процессом переключения передач.
  • Гидравлическая трансмиссия. Практически не применяется на автомобилях, хотя есть примеры её использования в мототехнике. Базовым принципом является использование гидронасоса высокого давления с одной стороны и гидромоторов в качестве исполнительных механизмов. Между ними расположена напорная магистраль с гибкими шлангами.
  • Электрическая трансмиссия. Выглядит самой простой и эффективной, видимо за ней будущее. К двигателю подсоединён генератор, вырабатывающий ток большой мощности, которым легко управлять и передавать его к исполнительным устройствам. В их роли применяются электромоторы. Мотор можно устанавливать на каждое ведущее колесо, реализуя любой алгоритм управления. В случае чистого электроавтомобиля в качестве источника энергии используется не генератор, а аккумуляторная тяговая батарея. Применяется реверсирование при реализации режима рекуперации энергии для подзаряда батареи при торможениях.
  • Гибридные схемы. Например, совместное использование механической передачи на одну ось и электрической — на другую. По такому принципу уже построены некоторые серийные автомобили.

Автоматическая трансмиссия — наиболее распространенные неисправности

Если в классической автоматической коробке передач случается перегрев масла или самой коробки, в результате могут быть повреждены прокладки и фрикционные пластины, а также гидрокинетическая муфта. В трансмиссии с двойным сцеплением частой проблемой для двухмассовых маховиков и самого сцепления является избыточный износ, кроме того, так называемые сухие коробки передач ломаются чаще, чем трансмиссии с «мокрым» сцеплением.

В полуавтоматических коробках передач чаще всего происходит поломка оборудования, поскольку переключение передач осуществляется гидравлическими и электрическими приводами. Бесступенчатые коробки передач не обладают исключительной долговечностью, они также страдают от неисправностей блока управления, поломок системы сцепления, растянутой или сломанной цепи и неисправного масляного насоса. Во многих случаях на работу автоматической коробки передач влияет способ использования автомобиля, качество выполняемого техобслуживания, а также (что интересно) оборудование двигателя, а именно, свечи зажигания, кабели высокого напряжения и генератор переменного тока.

Суда с турбо-электрическим приводом

USS  Langley , первый авианосец ВМС США, был преобразован в 1920–1922 годах в первый турбоэлектрический корабль ВМС США.

USS  Tullibee , спущенный на воду в 1960 году, был первой турбоэлектрической подводной лодкой ВМС США.

Военные корабли

Подводные лодки
  • Военный корабль США »  Гленард П. Липскомб»
  • USS  Tullibee
  • Подводные лодки класса Triomphant
  • Подводные лодки класса Колумбия
Катера береговой охраны

Тампа — -класса резаки USCGC  Хайда , USCGC  Модоке , USCGC  Мохаве и USCGC  Tampa

Торговые суда

Уругвай . Он был спущен на воду в 1927 году как « Калифорния» , первый в мире турбо-электрический океанский лайнер .

Normandie , спущенный на воду в 1932 году

Canberra , спущенный на воду в 1960 году, был первым кораблем с турбо-электрической трансмиссией переменного тока .

RMS  Queen Mary 2 , спущенная на воду в 2003 году, оснащена газовыми турбинами и является крупнейшим в мире турбоэлектрическим судном.

Arauca (показано здесь) и ее родственный корабль Antilla были спущены на воду в 1939 году. Их силовые установки потерпели значительные технические отказы во время их первого плавания .

океанские лайнеры
  • Калифорния (позже Уругвай ), Пенсильвания (позже Аргентина ) и Вирджиния (позже Бразилия )
  • Канберра — самые мощные паротурбоэлектрические агрегаты на пассажирском судне, 42 500 л.с. (31 700 кВт) на вал, 2 вала
  • Монарх Бермудских островов (позже Новая Австралия и Аркадия ) и Королева Бермудских островов
  • RMS  Mooltan (модернизированный в 1929 г.)
  • Замок Морро и Ориенте (позже USAT  Томас Х. Барри )
  • Normandie — самое мощное пассажирское судно с паровым турбонаддувом, 40 000 л. С. (30 000 кВт) на вал (50 000 л. С. При максимальной мощности), 4 вала
  • Потсдам и Шарнхорст (позже японский авианосец  Shinyo )
  • Президент Кливленд и Президент Вильсон (первоначально планировалось как транспорты класса адмирал В.С. Бенсон )
  • Президент Гувер и президент Кулидж
  • RMS  Queen Mary 2 — приводится в действие газовыми турбинами General Electric, а также ее дизельными генераторами для генерации тока для ее четырех электрических гондольных азимутальных двигателей Rolls-Royce.
  • Санта-Клара (позже USS  Susan B. Anthony )
  • Океанские лайнеры Strath- класса RMS  Strathnaver и RMS  Strathaird
  • RMS  вице-король Индии
Прибрежные лайнеры
  • (ранее Powhatan ), преобразованная в турбоэлектрическую трансмиссию в 1920 году.
  • Принцесса Маргарита (II) и принцесса Патрисия
Паромы
  • TEV  Wahine
  • TEV  Rangatira — возможно, последнее в мире паровое турбо-электрическое торговое судно; слом 2005
  • Union Rotorua и Union Rotoiti были построены как газотурбинные суда с электрической передачей. Впоследствии Rotoiti был переведен на дизельный двигатель.
Круизные суда

Круизные лайнеры класса Millennium Celebrity Constellation , Celebrity Infinity , Celebrity Millennium и Celebrity Summit

Банановые лодки
  • Дариен (модернизированный примерно в 1930 г.)
  • Грузовые и пассажирские лайнеры (позже складские суда класса Mizar ) Antigua , USS  Ariel , USS  Merak , USS  Mizar , USS  Talamanca и USS  Tarazed
  • Муса и Платано
  • Сан-Бенито , позже USS  Taurus
Балкеры
  • Фрэнк Болл был озерным грузовым судном, которое в 1930 году было переоборудовано в турбоэлектрическую силовую установку.
  • СС Карл Д. Брэдли

Автоматическая трансмиссия — буксировка прицепа

Мы уже упоминали, что автоматические коробки передач, как правило, чувствительны к перегреву

В связи с этим, автомеханики уделяют особое внимание вопросу буксировки тяжелых прицепов. Если вы планируете делать это, сначала на паспортной табличке автомобиля проверьте допустимый вес прицепа, который может буксировать ваш автомобиль

Иногда бывает, что способности буксировки некоторых моделей в значительной степени символичны, и речь идет не только о размерах, но и о массе.

Также необходимо проверить, оборудован ли в вашей машине охладитель трансмиссионного масла. Он может отсутствовать в некоторых версиях, особенно импортированных из-за пределов Европы, а буксировка прицепа в таком случае может привести к перегреву коробки передач и, как следствие, к ее поломке. При необходимости на рынке можно найти компании, которые могут установить соответствующий охладитель. Стоимость такой услуги, безусловно, будет ниже, чем замена или капитальный ремонт коробки передач вашего автомобиля.

Железнодорожные локомотивы

Во время Первой мировой войны возникла стратегическая потребность в железнодорожных локомотивах без дымовых шлейфов над ними. Дизельная технология еще не была достаточно развита, но было предпринято несколько попыток предшественников, особенно для бензиново-электрических трансмиссий , французскими (Crochat-Collardeau, патент от 1912 года, также использовавшимся для танков и грузовиков) и британцами ( Dick, Kerr & Co и British Westinghouse. ). Около 300 таких локомотивов, из них 96 стандартной колеи, находились в эксплуатации на различных этапах конфликта. Еще до войны 57-тонный газоэлектрический бокс-бокс GE производился в США.

В 1920-х годах дизель-электрическая технология впервые получила ограниченное применение в стрелочных переводах (или маневровых машинах ), локомотивах, используемых для перемещения поездов по железнодорожным станциям, а также их сборки и разборки. Первой компанией, предлагающей локомотивы «Ойл-Электрик», была Американская локомотивная компания (ALCO). Серии ALCO HH дизель-электрического переключателя поступил в серийное производство в 1931 г. В 1930 — х годах, система была адаптирована для streamliners , самые быстрые поезда своего времени. Дизель-электрические силовые установки стали популярными, потому что они значительно упростили способ передачи движущей силы на колеса, а также потому, что они были более эффективными и значительно снижали требования к обслуживанию. Трансмиссии с прямым приводом могут быть очень сложными, учитывая, что типичный локомотив имеет четыре или более осей . Кроме того, тепловозу с прямым приводом потребуется непрактичное количество передач, чтобы двигатель оставался в пределах своего диапазона мощности; подключение дизеля к генератору устраняет эту проблему. Альтернативой является использование гидротрансформатора или гидравлической муфты в системе прямого привода для замены коробки передач. Гидравлические трансмиссии считаются несколько более эффективными, чем дизель-электрические.

Назначение трансмиссии

Источником крутящего момента является, как правило, маховик двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Именно с него снимается вся необходимая для движения машины полезная мощность. Но для передачи её к ведущим колёсам потребуется создать схему, которая позволит изменять соотношение крутящего момента и скорости вращения. Произведение этих двух величин как раз и представляет собой мощность. Увеличивая одну из них при постоянной отдаче двигателем мощности, трансмиссия уменьшает вторую, что необходимо для обеспечения работы автомобиля в различных дорожных условиях и на разных скоростях. Причём этим соотношением должен оперативно управлять водитель или электронные системы машины. Практически это выражается в виде изменения передаточного числа трансмиссии. Таким образом, трансмиссия автомобиля это посредник между мотором и ведущими колёсами.

Помимо этого, силовая передача должна позволять выбирать момент, подаваемый на каждое колесо. В идеале — от нуля до максимума, хотя не все схемы на это способны. В простых случаях достаточно нагрузить крутящим моментом два ведущих колеса.

Дорожный и прочий наземный транспорт

автобусов

Новый дизель-электрический автобус Flyer Industries DE60LF с аккумуляторными батареями на крыше

Дизель-электрический прототип автобуса MCI с батареями под полом

Также производятся автобусы на базе дизельных электрических двигателей, в том числе гибридные системы, способные работать от аккумуляторов и накапливать электроэнергию. Двумя основными поставщиками гибридных систем для дизель-электрических автобусов являются Allison Transmission и BAE Systems . New Flyer Industries , Gillig Corporation и North American Bus Industries являются основными заказчиками гибридных систем Allison EP, а Orion Bus Industries — основным заказчиком системы BAE HybriDrive. Mercedes-Benz производит собственную дизель-электрическую систему привода, которая используется в их . Единственный автобус, который работает на одинарной дизель-электрической трансмиссии, — это концептуальный автобус Mercedes Benz Cito с низким полом, который был представлен в 1998 году.

Грузовики

Дизель-электрический самосвал Liebherr T282

Примеры включают:

  • Крупные горнодобывающие машины, такие как самосвал Liebherr T 282B или колесный погрузчик LeTourneau L-2350 .
  • Огромные гусеничные транспортеры НАСА .
  • Коммерческий грузовик Mitsubishi Fuso Canter Eco Hybrid .
  • Дизель-электрический грузовик International DuraStar Hybrid.
  • Dodge проводит испытания дизель-электрической версии Dodge Sprinter .

Концепции

В автомобильной промышленности дизельные двигатели в сочетании с электрическими трансмиссиями и батарейным питанием разрабатываются для будущих систем привода транспортных средств. Партнерство для нового поколения транспортных средств — это совместная исследовательская программа между правительством США и «большой тройкой» производителей автомобилей ( DaimlerChrysler , Ford и General Motors ), которые разработали дизельные гибридные автомобили.

  • «Крейсер третьего тысячелетия», попытка коммерциализации дизельно-электрического автомобиля в самом начале 1980-х годов.
  • General Motors Precept
  • Ford Prodigy
  • Додж Интрепид ESX
  • Ford Reflex — концептуальный дизельный гибридный автомобиль.
  • Zytek разрабатывает дизельный гибридный силовой агрегат
  • Citroën C-Cactus
  • Опель Флекстрим
  • Top Gear Hammerhead-i Eagle Thrust
  • Rivian Automotive разрабатывает дизель-электрический двигатель, который, по оценкам, должен развивать скорость 90 миль на галлон США (2,61 л / 100 км) в городе и более 100 миль на галлон США (2,35 л / 100 км) на шоссе.

Военная техника

Дизель-электрическая силовая установка была опробована на некоторых военных транспортных средствах , например, на танках . На прототипах сверхтяжелых танков TOG1 и TOG2 времен Второй мировой войны использовались сдвоенные генераторы с дизельными двигателями V12. Более поздние прототипы включают модульный бронетранспортер SEP и T95e . В будущих резервуарах могут использоваться дизель-электрические приводы для повышения эффективности использования топлива при уменьшении размера, веса и шума силовой установки. Попытки использовать дизель-электрические приводы на колесных военных транспортных средствах включают неудачные попытки вооруженного роботизированного автомобиля ACEC Cobra , MGV и XM1219 .

Что такое трансмиссия?

Сам термин пришел в русский язык из итальянского: существительное «transmissio» обозначает  переход, передачу. Глагол «transmittere» звучит как передавать, пересылать. Под трансмиссией в машиностроении в широком смысле понимают передачу энергии от ее источника (двигателя, силовой установки) к рабочим органам машины. В автомобиле независимо от его типа (легкового, грузового) трансмиссия — система узлов и механизмов, передающих вращательное, поступательное движение от двигателя к колесам.

От правильной работы каждого компонента системы зависят:

  • безопасность водителя, пассажира;
  • расход топлива;
  • износ трущихся, соприкасающихся друг с другом деталей;
  • соответствие технических характеристик сведениям, заявленным производителем.

Трансмиссионные детали, узлы и механизмы производят из износоустойчивых материалов, способных выдерживать высокие механические нагрузки, воздействие перепадов температур, химически активных веществ. Для уменьшения трения, охлаждения трансмиссии применяют специальные моторные масла, которые нужно регулярно менять согласно инструкции завода-производителя авто.

Появятся ли на электрокарах механические коробки передач с педалью сцепления?

В настоящий момент популярность механических коробок передач со сцеплением падает по всему миру. Автоматические трансмиссии заняли в автомире свое доминирующее положение. В итоге уже выросло целое поколение молодых водителей, которые не знают, что такое управлять автомобилем с МКПП. Но, тем не менее, вряд в ближайшие годы в мире исчезнут водители, которые любят механические трансмиссии.

Но то, что точно уже известно, что в ближайшие десять лет автомир ждет повсеместная электромания. Скорее всего, в ближайшие годы популярность электрических автомобилей начнет свое резкое восхождение и возможно совсем скоро это отразится на обычных машинах с двигателями внутреннего сгорания, которые могут совсем скоро потерять свою популярность, а затем и вовсе исчезнуть.

Но как быть, если, как правило, в электрических автомобилях отсутствует трансмиссия. Как быть тем водителям, кто любит МКПП и в будущем захочет приобрести электрокар. Может ли в будущем электро-автомобилях появится механические коробки передач со сцеплением?

На самом деле любой электрокар не нуждается в коробке передач, поскольку максимальный крутящий момент электродвигателя доступен водителю сразу, как только он нажимает педаль газа. То есть, даже на маленьких оборотах любой электромотор обеспечивает максимальную мощность и силу. 

Вот почему в принципе не имеет смысла оснащать электрокары трансмиссиями.

Но вот вопрос. Можно ли на электрический автомобиль установить, например механическую коробку передач? Ведь в будущем это будет интересовать огромное количество водителей, которые всю жизнь предпочитали управлять транспортными средствами с МКПП. 

Вот видео ролик от популярного в зарубежном Интернете блогера, в котором его автор разъяснил детально, возможна ли установка на электрокар механической коробки передач со сцеплением. 

В действительности нет, конечно, логической причины, чтобы сцепление существовало в электрической машине. Электромотор не заглохнет, если вы не включите нужную скорость, как например, в автомобилях с двигателями внутреннего сгорания.

Вот почему установка коробки передач со сцеплением в электроавтомобиль не имеет рационального смысла. 

Но на эмоциональном уровне, конечно, многим бы хотелось, чтобы в электрокаре присутствовала механическая трансмиссия. И чисто технически это реально легко сделать.

В итоге, МКПП на электрическом авто будет работать точно также как и на обычной машине, доставляя водителю такое же удовольствие от ручного переключения передач.

Вот как это работает (для тех, кто не знает английский язык, включите субтитры и их перевод):

Наиболее частые признаки поломки трансмиссии

Наиболее сложный в ремонте элемент трансмиссии — коробка переключения передач. Владельца автомобиля должны насторожить:

  • трудности при переключении передач, хруст, скрипы, другие посторонние звуки при переведении рычага в другое положение;
  • невозможно включить передачу;
  • в салоне появляется резкий запах моторного масла;
  • шелест, стуки, когда рычаг переключения передач находится в нейтральном положении.

Утечка масла из КПП — серьезная причина сразу же обратиться к специалистам. Недостаток смазки способен полностью вывести механизм из строя.

Повреждение тросика, «слабая» педаль сцепления способны привести к «залипанию» муфты сцепления. При нажатии на педаль диски не смогут разъединиться, и переключить скорость не получится. При этом раздается неприятный скрежещущий звук.

Автоматическая трансмиссия — «переключение передач с помощью проводов»

При обсуждении темы автоматических коробок передач также стоит упомянуть технологию «переключение передач с помощью проводов», о которой много не говорят, однако она становится все более распространенной. Возможно, что через некоторое время данная технология станет значительным элементом автомобилей с автономными системами нового поколения или даже полностью автономных транспортных средств, потому что такие автомобили сами определяют направление движения и скорость. Вам достаточно указать пункт назначения, так как режимы передачи выбираются с помощью электроники (их подбирает блок управления).

Требуемый режим (D, N или R) активируется небольшим рычагом или кнопками, которые можно найти на рулевой колонке либо около центральной панели. Затем сигнал по беспроводной связи передается на приемник коробки передач, который включает или выключает определенную передачу. Кроме того, эта инновационная технология позволяет более эффективно проектировать интерьер автомобиля и уменьшает его массу за счет исключения большого количества механических элементов, которые в противном случае находились бы под центральным туннелем или приборной панелью. Система «переключение передач с помощью проводов» может быть оборудована вместе с бесступенчатой трансмиссией, трансмиссией с двойным сцеплением или полуавтоматической трансмиссией. Она уже используется многими производителями автомобилей и доступна в таких марках как Audi, BMW, Citroen, Mercedes, Volkswagen или Toyota.

Американская делегация испытывает трактор «Беларус» с электротрансмиссией «Русэлпром»

следующая новость >

Американская делегация испытывает трактор «Беларус» с электротрансмиссией «Русэлпром»

Корреспондент «Farms Guardian» Джеймс Рикард посетил Белоруссию по приглашению компании MTZ Equipment Ltd. — североамериканского импортера тракторов «Беларус», чтобы лично познакомиться с радикальным концептом электрического привода от «Русэлпром». Вот, как он описывает свои впечатления:

 

С обещанием фактически отсутствия обслуживания, простоты использования и высокой экономичности, «Минский тракторный завод» — производитель тракторов «Беларус» — сделал смелый шаг и применил трансмиссию с электроприводом.

«Будучи известными в Великобритании и во всем мире за их простоту и долговечность, тракторы «Беларус» не выглядят простачками, когда дело доходит до инноваций, утверждая, что являются одними из первых в промышленности внедрившими в серийное производство четырехколесный привод и кабины.»

И хотя дизель-электрические трансмиссии, применяемые в течение десятилетий в поездах и карьерных грузовиках, — не новость, эта идея впервые в мире используется для сельского хозяйства. Производитель утверждает, что электрическая трансмиссия предлагает в среднем до 15% экономии топлива на операциях культивации и до 30% на транспорте. Удивительно, что основным мотивом по созданию такой трансмиссии для производителя была ее надежность; утверждается что она должна иметь межремонтный срок службы, по крайней мере, 30 000 часов.

Ари Прилик, менеджер по продажам MTZ Equipment Ltd. (Северная Америка) говорит: «После появления трансмиссий с переключением под нагрузкой и бесступенчатых трансмиссий, в их развитии не было реальной новизны. Чтобы быть конкурентоспособным, Беларусь должна сделать что-то иное».

Хотя проект был начат в 2006 году, технология бесщеточных электродвигателей должна была развиться чтобы стать конкурентоспособной по цене при сельскохозяйственном применении, говорит производитель. До настоящего времени несколько испытательных образцов набрали около 20 000 часов полевых испытаний.

На начальном этапе трансмиссии будут на моделях в 300 и 350 л.с. предприятия. Тем не менее у «МТЗ» есть планы внедрить полную линейку тракторов с электроприводом от 150 л.с. и выше. В настоящее время тракторы приводятся двигателями «Дойтц» экологического уровня Stage3/Tier3, что позволяет их поставлять только в страны с более низкими требованиями к эмиссии. Для Европы и Северной Америки прорабатываются различные варианты двигателей, отвечающих требованиям эмиссионных стандартов. Они включают «Катерпиллер», которые уже применяются на тракторах высокой мощности, и варианты от «Мерседес» и «Камминз».

Цены ожидаются около £206,700 (US$290,000) для версии 360 л.с., при сроке готовности с сентября текущего года. Что касается поставок в Великобританию, то это будет зависеть от импортера в Соединенное королевство, «Бровн’c оф Ливерседж», и амбиций производителя «МТЗ». В настоящее время «Бровн’с» концентрируется на тракторах мощностью ниже 150 л.с., при этом «МТЗ» с самого начала нацеливался на внутренний и местные рынки.

Мистер Прилик говорит: «Если имеется достаточная заинтересованность в тракторе, тогда будет возможность поставить его на другие рынки. Мы с удовольствием обсудим любые запросы по трактору с электроприводом.»

Чтобы снизить затраты, «МТЗ» придерживается проверенного товара, в данном случае это его модели тракторов в 300 и 350 л.с. с электрическими генератором и бесщеточным двигателем, в сущности заменяющими коробки передач с переключением под нагрузкой. Кроме двухступенчатого редуктора, обеспечивающего высокий и низкий диапазоны скоростей, от 0 до 20 км/час и от 0 до 50 км/час, остальное остается таким же, включая конечные передачи и гидросистему.

Рассматривались другие варианты, включая применение индивидуальных двигателей в колесах, но эта концепция понималась слишком дорогой в производстве, с вопросами по надежности.

С созданием электрической трансмиссии с бесступенчатым регулированием скорости производитель эффективно получил альтернативу обычным гидромеханическим бесступенчатым трансмиссиям. Что важно, особенностью этой трансмиссии в сравнении с переключаемыми под нагрузкой и бесступенчатыми, является намного меньшее число движущихся деталей и узлов — в ней имеются только муфты включения ВОМ и привода переднего ведущего моста.

Говорится также, что используемые генераторы и двигатели являются стандартными промышленными изделиями, изготавливаемыми Российской компанией (концерном «РУСЭЛПРОМ» — прим. ред.).

«Испытывались китайские и европейские альтернативы, при этом компоненты Российского производства признались лучшим решением с точки зрения встраивания в трактор и управления.»

Работа и управление

Трактор с электроприводом работает точно таким же образом, как и обычная бесступенчатая трансмиссия, при этом двигатель развивает мощность и обороты, достаточные только для удовлетворения требований трансмиссии, базируясь на управляющем входе оператора. Это осуществляется либо через педаль или джойстиком используемыми для изменения скорость, при этом трактор выбирает наилучшее сочетание оборотов двигателя и скорости трансмиссии.

Посредством применения электропривода увеличиваются оба параметра: как пусковой, так и рабочий момент на конечной передаче, — говорят специалисты «МТЗ». Также утверждается, что трансмиссия предлагает более чем 87% передачу мощности в большем диапазоне передних скоростей в сравнении с гидромеханической бесступенчатой трансмиссией. Это, говорит фирма, фактически дает такую же тяговую мощность, как соответствующая модель в 420 л.с. с переключением под нагрузкой.

Наряду с впечатляющей силовой составляющей, трансмиссия была также спроектирована для обеспечения электрического сопротивления при замедлении, дающего дополнительно 20%-ю тормозную мощность. Стабилизированная скорость (круиз контроль) может быть задана, а также функция замедленной скорости, облегчающая агрегатирование с сельхозмашинами, говорят специалисты «МТЗ». В дополнение, управление на крыльях позволяет перемещать трактор вперед и назад.

Функция «Удержание на уклоне» позволяет управлять трактором на уклоне. После 4-х секундного поддержания давления в тормозной системе при неподвижном тракторе, на двигатель будет подаваться ток, достаточный для удержания трактора на месте. Когда понадобиться начать движение, просто надавите на педаль подачи топлива.

Для поиска и устранения неисправностей, если они происходят, производитель также представляет диагностическое программное обеспечение. Оно позволяет наблюдать и проверять все критические параметры, включая температуру, ток и напряжение, а также возможность диагностировать любые проблемы.

Будущие возможности

Умно то, что начав со «средины» трактора — с трансмиссии, «Беларус» получает опцию дальнейшего развития силового узла трактора впереди, или развивать трактор сзади в направлении либо предложения возможности электрических силовых рабочих органов, или полной реконструкции силового привода с использованием индивидуальных колесных электродвигателей.

Как первичный вариант, для трактора будет стационарный преобразователь, позволяющий использование машины в качестве генератора. Предлагая трехфазный выход переменного тока 230В, 270 кВт, фирма полагает использование преобразователя как резервного источника мощности для фермы, или применение для силового стационарного оборудования такого, как шнекобуровые машины и элеваторы.

Созданный по такой схеме, преобразователь может быть установлен на тракторе, который обеспечил бы подачу мощности к оборудованию, такому как большие вентиляторы или буры и коробки подач кормораздатчика, например. Это также имеет преимущество лучшего контроля скорости вращения — в случае кормораздатчика это позволит получить плавный запуск. Кроме того, может быть подведена мощность к колесам прицепного оборудования, дающая увеличение тяги и снижение уплотнения почвы.

Другие элементы трактора могут также приводиться электрическим способом, такие как валы отбора мощности, компрессоры и гидронасосы. Фирма также рассматривает электропривод переднего ВОМ и вентилятора радиатора. Также можно даже отказаться от стартера двигателя, использование преобразованный ток в генераторе для запуска трактора.

Далее в этом направлении, двигатель может быть заменен на аккумуляторы, или на комбинацию меньшего двигателя и аккумулятора, которые могут быть разработаны, говорит компания — предлагая возможность рекуперации энергии при транспортном применении, и нулевую эмиссии.


Впечатления от вождения

Чтобы ощутить впечатление от трансмиссии, мы воспользовались парой испытательных тракторов 3023, принадлежавших фирме. Управление определенно простое, и любой управляющий ранее обычной бесступенчатой трансмиссией может быстро освоить его.

Взаимодействие между двигателем и трансмиссией было лучше ожидаемого, с впечатляющим реагированием на педаль хода и переменные уклоны — лучше чем у некоторых гидромеханических бесступенчатых трансмиссий. Вопреки отсутствию механической связи между конечной передачей и двигателем, вам будет трудно почувствовать любого рода «эластичность» в трансмиссии.

К сожалению, испытательные образцы не имели устройств торможения двигателем или трансмиссионного торможения – это, как мы понимаем, должно быть добавлено на производственных образцах. Мы также не можем комментировать характеристики переключения диапазона, так как испытательные модели имели только механическое переключение, хотя оно было эффективным и простым. Это должно быть электропереключение на производственных моделях. Реверсирование, однако, было впечатляющим, с быстрыми и плавными изменениями направления движения вследствие простого реверсирования полярности в электродвигателе.

Не смотря на то, что тракторы были испытательными образцами с 5000 часов наработки на них, главное, что требовалось для них — это усовершенствование. Чтобы сделать их более привлекательными для Западной Европы и Северной Америки, мы бы предложили усовершенствовать внешний вид и интерфейс управления, что является главными зонами, которые требуют проработки, также снижение некоторого высокотонального шума трансмиссии.

«В целом, дизель-электрический концепт является безошибочным. Приятно видеть менее доминирующего производителя, бросающего вызов с инновационным товаром гигантам рынка, которые «барахтаются» в электрификации тракторов и сельхозмашин. «МТЗ» в действительности вкладывает что-то в производство.»

Джеймс Рикард для «Farms Guardian»

Третий «Тигр» — лишний «Тигр»

История тяжёлых танков «Тигр» обычно рассматривается как противостояние двух моделей — Tiger h2 фирмы «Хеншель» с механической трансмиссией и Tiger (P) фирмы «Порше» с электрической трансмиссией, которая якобы и привела к его неудаче. Однако этот привычный взгляд неверен. Весной 1942 года немцы вели работы не по двум, а по трём «Тиграм»: Tiger h2, Tiger (P) Typ 101 с электрической передачей «Сименс» и Tiger (P) Typ 102 с гидромеханической трансмиссией фирмы «Фойт». Если о первых двух написано много, то последний долгое время оставался в тени. В книгах лишь приводились отрывочные упоминания и скудные описания без каких-либо фотографий и чертежей, по которым невозможно составить представление об этом танке.

В 2017 году на основе архивных материалов автор впервые опубликовал статью о Tiger (P) Typ 102, описав его устройство и рассказав о производстве и испытаниях. Однако в ней нашлись серьёзные ошибки, к тому же многое осталось неясным. В 2019 году вышла книга Михаэля Фрёлиха «Другой «Тигр»» (Der andere Tiger), посвящённая тяжёлым танкам фирмы «Порше». Фрёлих проделал большую работу и нашёл новую информацию о Tiger (P) Typ 102, но также допустил ряд ошибок. Теперь, объединив все известные материалы, можно попытаться составить первую полную историю этого загадочного танка на русском языке.

Другим путём

В отчёте CIOS о военной деятельности фирмы «Порше» приводится утверждение о том, что инженеры сомневались в пригодности обычных механических трансмиссий для тяжёлых танков и потому начали эксперименты с электрическими и гидромеханическими передачами. Однако во многих изложениях гидромеханические трансмиссии полностью игнорируются, а электрические описываются как исключительно сложные, ненадёжные и дорогие. В результате создаётся впечатление, будто Фердинанд Порше раз за разом пытался устанавливать электрические трансмиссии куда только можно, не обращая внимания на неудачи и совершенно не заботясь об их практичности. А вот его конкуренты в лице Управления вооружений и фирмы «Хеншель», дескать, не витали в облаках и применяли более адекватные механические трансмиссии.

Начнём с последнего. В простой механической коробке передач обороты и крутящий момент изменяются ступенчато, по числу передач. Однако танк движется в самых разных условиях, от хорошего асфальта до раскисшей грязи. Получается, что бесконечному разнообразию условий, каждое из которых требует оптимальный крутящий момент, соответствует лишь ограниченное число передач. Иными словами, простые коробки передач не позволяют рационально использовать мощность. Есть у них и другие серьёзные недостатки. Водителю приходится часто переключать скорости и выжимать сцепление, а на танке это требует куда больших усилий, чем на автомобиле. Во время переключения передач мощность кратковременно перестаёт поступать на ведущие колёса, из-за чего переключение в особо тяжёлых условиях затруднено. Наконец, двигатель механически связан с ведущими колёсами, поэтому он подвержен высоким нагрузкам и не всегда может выдать максимальную мощность.

Безвальная коробка передач «Майбах» SRG 328 145, которая ставилась на Pz.Kpfw.III Ausf.E-G и VK 30.01 (H). Передачи включаются пятью рычагами, четыре из которых имеют вакуумный привод. Каждой скорости соответствует своя комбинация рычагов, при их переключении попеременно включаются тормоз и ускоритель для синхронизации. Все операции занимают доли секунды, что требует высочайшей культуры производства полуавтоматического механизма

Упомянутые проблемы можно преодолеть только ценой значительного усложнения конструкции. Этим путём пошёл Отдел №6 Управления вооружений, ответственный за моторизацию Вермахта. Инженер Генрих Книпкамп из Отдела №6 разработал схему принципиально новой механической трансмиссии, которая состояла из полуавтоматической безвальной коробки передач и двухпоточного трёхрадиусного механизма поворота. Мы уже разбирали его идеи в отдельной статье, здесь же отметим главное. Безвальные коробки передач дают наибольшее число передач при наивысшем диапазоне скоростей, двухпоточные механизмы поворота улучшают управляемость и снижают потери мощности, а полуавтоматический механизм упрощает вождение.

Однако резкое усложнение трансмиссий привело к множеству проблем. Полуавтоматические системы управления требовали 3–4 лет для доведения до ума, а без них безвальные коробки передач не могли работать. Трёхрадиусные двухпоточные механизмы поворота так и не удалось заставить нормально работать, поэтому их пришлось заменить на более простые двухрадиусные или однопоточные конструкции.

Именно проблемы с трансмиссиями во многом затянули создание тяжёлых танков «Хеншель». Например, в ходе работ по D.W. и VK 30.01 (H) инженерам пришлось дважды менять механизм поворота и предусмотреть две альтернативные коробки передач. Одним из вариантов была двухпоточная трансмиссия из полуавтоматической коробки передач SMG 90 и трёхрадиусного механизма поворота L320C. Она провалила испытания на Pz.Sfl.IVc в ноябре-декабре 1942 года, а ведь VK 30.01 (H) — это фактически танк 1939 года! Вот какая непростая ситуация скрывается за утверждениями о более адекватных механических трансмиссиях.

В тех же условиях фирма «Порше» выбрала принципиально другой путь — автоматические бесступенчатые трансмиссии. На танке VK 30.01 (P) устанавливалось два V-образных 10-цилиндровых двигателя Typ 100 воздушного охлаждения. Они соединялись с двумя генераторами, которые давали мощность двум тяговым электродвигателям, каждый из которых вращал соответствующее ведущее колесо. Суть в том, что электродвигатели автоматически и бесступенчато изменяют крутящий момент в широком диапазоне скоростей. Если сопротивление движению возрастает, то они автоматически, без участия водителя, увеличивают крутящий момент, снижая обороты, и наоборот. Этот процесс происходит плавно и бесступенчато, а мощность постоянно поступает на ведущие колёса, что очень важно на бездорожье. Таким образом, электрическая передача значительно упрощает вождение и позволяет рационально использовать мощность, обеспечивая оптимальный крутящий момент и наивысшую возможную скорость в данных условиях.

Испытания шасси тяжёлого танка VK 30.01 (P) в 1942 году. На нём получили опыт применения электрической трансмиссии с двигателями воздушного охлаждения

У электрической трансмиссии есть и другие важные достоинства. Она обеспечивает одинаковый ход как вперёд, так и назад. У ДВС отсутствует механическая связь с ведущими колёсами, поэтому они могут работать в оптимальном режиме, а при необходимости с них всегда можно снять максимальную мощность. К примеру, на испытаниях трофейного «Фердинанда» с электрической трансмиссией в СССР была достигнута максимальная скорость в 35 км/ч по шоссе, при этом ДВС работали на половинной мощности, поскольку этого было достаточно. В аналогичной ситуации обычная механическая трансмиссия вынудила бы разогнать ДВС до максимальных оборотов, хотя их полная мощность и не требовалась. Наконец, принятая фирмой «Порше» схема трансмиссии позволяла сохранять подвижность при поломке одного ДВС на половинной скорости.

Альтернатива от «Фойт»

Несмотря на описанные выше достоинства, электрические трансмиссии так и не стали стандартом в танкостроении. Им присущи три серьёзных недостатка, которые в то время не удалось преодолеть. Во-первых, электрическая передача была очень тяжёлой и занимала немалый объём. Два генератора, два тяговых электродвигателя и система управления Tiger (P) в сумме весили 4316 кг. Для сравнения, блок из безвальной коробки передач и двухпоточного механизма поворота Tiger h2 весил 1345 кг — на три тонны легче! Вдобавок из-за больших габаритов возрастал заброневой объём, что также утяжеляло танк. Во-вторых, генераторы и электродвигатели были дорогими в производстве и требовали много ценной меди. На одну трансмиссию Tiger (P) уходило примерно 940 кг меди. Для сравнения, на весь Tiger h2 требовалось 93 кг меди. В-третьих, преобразование механической мощности в электрическую и наоборот сопровождалось немалыми потерями, которые значительно повышали расход топлива.

Гидромеханическая трансмиссия Tiger (P) Typ 102 фирмы «Фойт»

У тяжёлой и дорогой электрической передачи есть хорошая альтернатива — гидромеханическая трансмиссия. Гидротрансформатор автоматически и бесступенчато изменяет крутящий момент, а передача мощности через масло позволяет исключить механическую связь ДВС с ведущими колёсами. По сравнению с генератором и электродвигателем он очень простой, лёгкий и компактный. Однако с увеличением крутящего момента растут и потери мощности, так что гидротрансформатор сравнительно эффективно работает лишь в узком диапазоне и не может полностью заменить коробку передач. Поэтому его используют в составе гидромеханической трансмиссии с механизмом поворота и коробкой передач на 2-4 скорости. Такая трансмиссия получается гораздо легче и дешевле электрической, хотя расход топлива из-за потерь мощности в гидротрансформаторе всё же получается выше, чем с механической трансмиссией.

Идея применить гидромеханическую трансмиссию вместо электрической возникла ещё во время проектирования VK 30.01 (P). 17 декабря 1940 года Фердинанд Порше и директор «Штайр» Оскар Хакер впервые встретились с представителями фирмы «Фойт», которая занималась производством турбин и гидротрансформаторов. Инженеры обсудили механизм поворота и провели предварительные расчёты для проектирования трансмиссии с двумя гидротрансформаторами, каждый из которых отвечал за свой диапазон скоростей (об этой особенности речь пойдёт ниже). Следующая встреча с «Фойт» состоялась 14 марта 1941 года. Однако гидромеханическая трансмиссия для VK 30.01 (P) так и не была создана, поскольку уже в июле началось проектирование VK 45.01 (P).

Гидромеханическая трансмиссия Typ 102, вид на блок гидротрансформаторов

В отличие от VK 30.01 (P), VK 45.01 (P) изначально планировался в двух вариантах: Typ 101 с электрической трансмиссией «Сименс» и Typ 102 с гидромеханической трансмиссией «Фойт». Первое обсуждение будущего Typ 102 состоялось 12 июля 1941 года, когда работы по VK 45.01 (P) только начались. Фирма «Фойт» не только проектировала трансмиссию Typ 102, но и поставляла вентиляторы системы охлаждения, поэтому её представители неоднократно встречались с инженерами «Порше». В январе и феврале 1942 года были подготовлены чертежи гидромеханической трансмиссии, а 23 марта фирма «Крупп» получила сообщение, что в первой серии из 100 VK 45.01 (P) половина должна быть собрана с гидромеханическими трансмиссиями.

Устройство Typ 102

При проектировании VK 45.01 (P) основным вариантом был Typ 101 с электрической трансмиссией. Об этом говорит следующее. Во-первых, чертежи гидромеханической трансмиссии были подготовлены незадолго до сборки первого танка. Во-вторых, необычная компоновка VK 45.01 (P) с двумя двигателями в центре моторно-трансмиссионного отделения явно выбиралась под установку генераторов и электродвигателей. И теперь перед инженерами «Фойт» возникла необычная задача — вписать гидромеханическую трансмиссию в имеющееся отделение, чтобы Typ 102 минимально отличался от «электрической» модели и мог бы собираться с ней параллельно. Посмотрим, что у них получилось.

Кинематическая схема гидромеханической трансмиссии Typ 102. Выполнил Василий Чобиток

Трансмиссия Typ 102 делилась на две части: блок гидротрансформаторов находился перед двигателями на месте генераторов, а блок механизма поворота — за двигателями на месте электромоторов. Между собой они соединялись карданным валом, который проходил между двигателями.

Каждый двигатель соединялся с ведущим валом, который приводил вентиляторы системы охлаждения и помпы подачи и откачки масла, а с одного борта монтировались компрессор системы управления и генератор. Также предусмотрели водяные помпы, поскольку одно время обсуждались варианты VK 45.01 (P) с двигателями водяного охлаждения — Typ 130 и Typ 131. На изготовленной трансмиссии вместо них установили заглушки. Ведущий вал через пару шестерней вращал промежуточный вал с двумя гидротрансформаторами. Каждый гидротрансформатор приводил ведомый вал через свою пару шестерней. Наконец, мощность с ведомого вала шла по карданному валу в блок механизма поворота. Так как двигателей два, всего в трансмиссии было четыре гидротрансформатора.

Чертёж блока гидротрансформаторов. Слева наверху виден привод вентиляторов системы охлаждения. Фотография из архива Харольда Биондо

Идея «Фойт» заключалась в следующем. На нейтрально передаче оба гидротрансформатора каждого двигателя были пустыми. На первой скорости первый гидротрансформатор заполнялся маслом и начинал вращать свою пару шестерней с передаточным числом 1,875. На второй скорости заполнялся, соответственно, второй гидротрансформатор, мощность передавалась через другую пару шестерней с передаточным числом 0,674, а первый гидротрансформатор опорожнялся. Переключение скоростей производилось автоматически, но водитель также мог выбирать нужную скорость или нейтраль. Такая необычная для танка система уже была успешно применена фирмой «Фойт» на тепловозах с гидромеханическими трансмиссиями. Она обеспечивала плавное включение передач без механического износа и очень удобное управление, однако наличие четырёх гидротрансформаторов из-за двухмоторной схемы увеличивало размеры трансмиссии.

Перейдём к блоку механизма поворота. Карданный вал вращает планетарный двухскоростной редуктор с передаточными отношениями 1 и 2,7. Пониженная передача предназначалась для особо трудных условий вроде прохождения тяжёлого бездорожья, движения на одном двигателе или буксировки танка. Она рассматривалась как запасная и включалась только во время остановки на нейтрали, поэтому в редукторе не было синхронизаторов, а его рычаг даже не был выведен к месту водителя. Передаточные числа были подобраны таким образом, что вторая медленная передача была аналогична первой быстрой, поэтому фактически передач было три с диапазоном 7,5.

Чертёж двухскоростного планетарного редуктора. Фотография из архива Харольда Биондо

На выходном валу двухскоростного редуктора было две конических шестерни, малая и большая. Малая шестерня приводила масляные помпы, а большая соединялась с двумя коническими шестернями на ведущем валу механизма поворота. Между ними находилась кулачковая муфта. В зависимости от того, с какой шестерней она сцеплялась, левой или правой, включался передний или задний ход, а среднее положение соответствовало нейтрали. Таким образом, трансмиссия обеспечивала одинаковую скорость переднего и заднего хода.

На каждый борт двухступенчатый механизм поворота состоял из планетарного ряда, тормоза, гидродинамического замедлителя и многодискового сцепления. Ведущий вал механизма поворота соединялся с эпициклом, а ведомый с водилом. Солнечная шестерня связывалась с тормозами и сцеплением. Работает эта конструкция следующим образом. При устойчивом движении по прямой включены оба сцепления. Водила и солнечные шестерни вращаются заодно, передаточное число равно единице. Для поворота, например, вправо выключается сцепление правого борта. Солнечная шестерня начинает вращаться вхолостую, мощность к гусенице не идёт и она замедляется. При дальнейшем повороте рычага в правый гидродинамический замедлитель подаётся масло и он начинает тормозить солнечную шестерню, заодно уменьшая скорость гусеницы.

Фрагмент чертежа механизма поворота. Качество архивной копии оставляет желать лучшего. Справа налево всё же можно разглядеть сцепление, барабанный тормоз, гидродинамический замедлитель, планетарный ряд и конические шестерни переднего и заднего хода

Потянем рычаг дальше. Теперь включается правый тормоз и солнечная шестерня полностью блокируется, передаточное число равно 1,32 и танк устойчиво поворачивает с радиусом в 11 метров. Это первая ступень. Наконец, при крайнем положении рычага тормоз отпускается, гусеница блокируется полностью и танк устойчиво поворачивает с радиусом 2,68 метра. Это вторая ступень. Наличие двух ступеней улучшает управляемость и уменьшает потери мощности, а гидродинамические замедлители позволяют притормаживать гусеницы продолжительное время, поскольку в них нет механического износа, а тепло отводится маслом.

Не менее интересна и система управления. Для облегчения вождения торможение гусениц и выключение сцеплений производилось гидропневматической системой. Компрессор нагнетал воздух в два баллона. От них он подавался к пневматическим вентилям и пневмогидравлическим цилиндрам, которые находились под сидением водителя. Каждый рычаг поворота связывался с тремя вентилями. Когда водитель тянул за рычаг, вентили открывались и закрывались в определённой последовательности, включая и выключая соответствующие тормоза и сцепление.

Схема системы управления Typ 102. Пневматические и гидравлические линии показаны пунктирными стрелками. Фотография из архива Харольда Биондо

Два вентиля через пневмогидравлические цилиндры включали два гидравлических тормоза, которые находились в ленивцах, именно поэтому у них зубчатые венцы. Эти тормоза и блокировали гусеницы во время поворота. Задние же тормоза использовались как стояночные, а также блокировали солнечную шестерню, замедляя гусеницу для поворота с большим радиусом. Данная система перешла от «электрического» Typ 101, у которого стояночные тормоза находились в корме и устанавливались с электродвигателями заодно, а для поворота применялись тормоза в ленивцах. Это позволило компактно разместить всю гидропневматическую систему в передней части корпуса и уменьшить длину путей, обеспечив быстрый отклик. На Typ 102 для управления механизмом поворота пришлось провести гидравлические и пневматические линии в корму. В дальнейшем мы увидим, что это ухудшило управляемость танка.

Производство и испытания

Как уже говорилось ранее, по изначальным планам в первой серии из 100 Tiger (P) половина танков собиралась с гидромеханической трансмиссией. 23 марта 1942 года в Штутгарте на совещании между «Порше», «Круппом» и Министерством вооружений и боеприпасов обсуждалось производство 50 Typ 101 и 50 Typ 102. Вскоре, однако, эти планы пришлось пересмотреть. Фирма «Фойт» внесла изменения в гидромеханическую трансмиссию, поэтому уже готовые корпуса Typ 102 требовали переделки.

4 апреля завод «Нибелунгенверке» сообщил «Круппу», что не может заниматься переделкой имеющихся корпусов Typ 102 своими силами, поскольку всё оборудование занято в сборке Typ 101. На тот момент «Нибелунгенверке» получил 14 корпусов Typ 101 и столько же корпусов Typ 102. 18 апреля фирма «Порше» прислала «Круппу» новые чертежи моторно-трансмиссионного отделения Typ 102. Вскоре «Нибелунгенверке» попросил больше не отгружать корпуса Typ 102, поскольку для их хранения не было места.

Гитлер осматривает цеха «Нибелунгенверке», 20 июня 1942 года. Из-за нехватки места корпуса пришлось ставить друг на друга

Уже построенные корпуса Typ 102 требовали таких серьёзных изменений, что ни один танк не мог быть собран в срок, поэтому их оказалось проще переделать в Typ 101 под установку электрических трансмиссий. 8 мая «Порше» сообщала «Круппу», что из 100 танков лишь 10 должны строиться с гидромеханическими трансмиссиями, причём сборка 90 «электрических» Typ 101 была в приоритете. В итоге был построен лишь один Tiger (P) с гидромеханической трансмиссией, а остальные 14 корпусов Typ 102 переделали под установку электрических трансмиссий на заводах «Нибелунгенверке» и «Крупп».

Единственный построенный прототип Typ 102 с весовым макетом башни использовался для испытаний. Заезды проходили с постоянными трудностями из-за ненадёжных двигателей воздушного охлаждения — главной проблемы Tiger (P). К марту 1944 года Typ 102 прошёл 2000 километров в окрестностях «Нибелунгенверке», затем его отправили на испытательный полигон в Куммерсдорфе, где он преодолел ещё 200-300 километров. По мнению представителей «Порше» и «Фойт», в целом гидромеханическая трансмиссия показала себя работоспособной.

Однако выявились детские болезни. Во-первых, пневматическая система выключала сцепления с ощутимой задержкой, из-за чего на скоростях выше 25 км/ч танк входил в поворот с опозданием. На испытаниях было два-три случая, когда водитель не справлялся с управлением, и танк сходил с дороги на скорости, близкой к максимальной. Во-вторых, обнаружились проблемы с уплотнениями в механизме поворота. Масло буквально выбивало, видимо, по этой причине над кормовой решёткой установили козырёк. Не известно, были ли решены эти проблемы в ходе испытаний и насколько они повлияли на дальнейшие планы производства, поскольку информация по Typ 102 очень отрывочна.

Шасси Typ 102 опознаётся по козырьку над кормовой решёткой, под ним видны потёки масла. На весовом макете башни стоят Фердинанд Порше, глава фирмы «Штайр» Оскар Хакер и главный инженер «Фойт» Фриц Кугель. Испытания в окрестностях завода «Нибелунгенверке». Санкт-Валентин, Австрия, 23 декабря 1943 года

Дальнейшая судьба Typ 102 достоверно не известна. Выдающиеся исследователи бронетехники Томас Йентц и Хилари Дойл ограничились фактом, что был построен один прототип, упомянув недостаток информации в послевоенных допросах «Порше» и «Фойт». Михаэль Фрёлих попробовал составить более полную картину, но его попытка оказалась неудачной. Согласно Фрёлиху, у шасси Typ 102 был номер 150013. Из-за этого предположения две истории, танка №150013 с электрической трансмиссией и прототипа Typ 102 с гидромеханической трансмиссией, смешались в одну. Известно, что танк №150013 участвовал в сравнительных показах в Берке, а затем в ноябре 1942 года был отправлен в Куммерсдорф, где проходил испытания по буксировке «Фердинанда». В начале 1944 года он был переделан в командирский танк Panzerbefehlswagen VI P на заводе «Нибелунгенверке» и отправлен в 653-й тяжёлый батальон истребителей танков. В ходе переделки танк №150013 получил дополнительную лобовую броню и двигатели «Майбах» HL 120 TRM по типу «Фердинанда». Это единственный Tiger (P), который воевал и был потерян в бою.

Судя по кормовому козырьку и весовому макету башни, это шасси Typ 102

Фрёлих упоминает, что танк №150013 якобы с гидромеханической трансмиссией проходил испытания в Куммерсдорфе по буксировке «Фердинанда» ещё в конце августа 1943 года. В другом месте он пишет, что шасси Typ 102 было отправлено в Куммерсдорф лишь в марте 1944 года, никак не комментируя это противоречие. К тому же совершенно не ясно, как можно проводить ходовые испытания шасси и одновременно с этим переделывать его в командирский танк. По мнению Фрёлиха, командирский Tiger (P) оснащался гидромеханической трансмиссией и двигателями воздушного охлаждения. Однако эти двигатели заслужили очень плохую репутацию и больше нигде не применялись, поэтому их эксплуатация была бы крайне затруднена.

С другой стороны, установка двигателей «Майбах» HL 120 TRM с электрической передачей для унификации с «Фердинандом» очень логична и правдоподобна. Наконец, нам известен точный вес танка №150013 до переделки — 59 305 кг. Он соответствует Typ 101 с электрической трансмиссией, в то время как Typ 102 за счёт гидромеханической трансмиссии, по оценке автора, был легче примерно на две тонны. Остаётся признать, что версия Фрёлиха слишком противоречивая и неправдоподобная. Мы не можем достоверно полностью восстановить историю опытного Typ 102.

Оценка проекта

Перед инженерами «Фойт» стояла задача создать гидромеханическую трансмиссию, которая бы работала аналогично электрической и устанавливалась в Tiger (P) с минимальными изменениями. В целом с этой задачей они справились. Как и электрическая, гидромеханическая трансмиссия автоматически и бесступенчато изменяла крутящий момент, была очень удобной в управлении, допускала движение на одном двигателе, обеспечивала устойчивый ход по прямой, максимальную скорость 35 км/ч и высокую скорость заднего хода, которая ограничивалась ходовой частью. Но главное, при аналогичных характеристиках она была гораздо легче и дешевле.

На производство одного Typ 102 уходило почти на две тонны меньше металлов, чем на один Typ 101. И хотя Typ 102 требовал несколько больше алюминия, экономия меди составляла почти 1400 кг на танк. Не удивительно, что гидромеханическая трансмиссия была намного легче. У автора нет данных о полном весе, но известно, что два генератора весили 1828 кг, а блок гидротрансформаторов всего лишь около 800 кг. Кроме того, электрическая трансмиссия была гораздо сложнее в производстве: 3100 часов против 1515 часов на одну гидромеханическую трансмиссию. Как результат, по трудоёмкости Tiger (P) Typ 102 и Tiger h2 оценивалась аналогично, а вот Tiger (P) Typ 101 оказался намного сложнее.

Дальнейшее развитие идей «Фойт» — гидромеханическая трансмиссия для танка Typ 250. Коробка передач и двухпоточный механизм поворота компактно собраны в одном блоке

«Порше» и «Фойт» явно рассматривали гидромеханические трансмиссии как перспективную альтернативу. В рамках программы VK 45.02 (P) было предложено три варианта Typ 181 с гидромеханической трансмиссией, два из которых предусматривали дизельные двигатели воздушного охлаждения. Позже для многоцелевых танков «Порше» и «Рейнметалл» фирма «Фойт» спроектировала компактную двухпоточную гидромеханическую трансмиссию с автоматическим управлением. Однако Управление вооружений не проявило интереса к этим разработкам. Отмечалось, что гидромеханическая трансмиссия Typ 102 была больше и тяжелее, чем механическая трансмиссия Tiger h2, вдобавок она уступала по механизму поворота и топливной экономичности. Представители «Фойт» отвечали, что в трансмиссию Typ 102 были заложены резервы прочности, которые можно пустить на снижение веса. Желание подстраховаться, видимо, было связано с тем, что трансмиссия пошла в серийное производство без предварительных испытаний (всего было собрано 50 трансмиссий). Что касается механизма поворота, фирма «Фойт» предложила спроектировать новую двухпоточную конструкцию, более эффективную и простую в производстве, но эта задумка так и не была воплощена в металле.

Фотография двигателя Typ 101/2 со спаренным генератором, над ним два двойных вентилятора с ремённым приводом. Такие двигатели предполагалось ставить на Tiger (P) Typ 103

Несмотря на свои достоинства по сравнению с электрической передачей, трансмиссия «Фойт» была обречена изначально. И дело вовсе не в её детских болезнях, неизбежных и едва ли нерешаемых. Tiger (P) проектировался в крайней спешке и пошёл в производство без предварительных испытаний буквально с чертёжной доски. В результате выявилось множество серьёзных дефектов, которые потребовали изменений конструкции. Из-за этого серийное производство отставало от плана, а затем и вовсе было остановлено. Основные проблемы наблюдались у двигателей воздушного охлаждения, которые перегревались и быстро выходили из строя.

Изначальный проект Tiger (P) предусматривал размещение вентиляторов в надгусеничных нишах. Эта идея оказалась неудачной, поскольку внутренние ряды цилиндров плохо охлаждались. Для решения проблемы на Tiger (P) Typ 103 инженеры перенесли вентиляторы из надгусеничных ниш на генераторы, поменяв их местами с топливными баками, чтобы каждый ряд цилиндров обдувался своим вентилятором. Новая система охлаждения не требовала серьёзных изменений электрической трансмиссии, чего не скажешь о гидромеханике: на Typ 102 пришлось бы переделывать блок гидротрансформаторов. Вероятно, именно эти трудности привели к отказу от гидромеханической трансмиссии на Tiger (P).

Схема трансмиссии и системы управления Pz.Kpfw.35(t). Переключение передач и торможение осуществляется пневматической системой

Хотя на фоне других немецких танков Tiger (P) Typ 102 выглядит очень странным и необычным, некоторые интересные особенности его конструкции вовсе не уникальны. На танке Pz.Kpfw.35(t) фирмы «Шкода» применялась пневматическая система управления с передними тормозами при кормовых ведущих колёсах, а задний ход был реализован тремя коническими шестернями, совсем как на Typ 102. Двухступенчатый механизм поворота был с успехом реализован на танке Pz.Kpfw.38(t) фирмы BMM, причём эта же фирма и занималась выпуском блока механизма поворота для Typ 102. Ничего удивительного здесь нет — Фердинанд Порше сотрудничал с чешскими инженерами и явно находился под влиянием чешских танков. Действительно новым на Typ 102 было автоматическое переключение передач и применение гидродинамических замедлителей.

Напоследок приведём цитату из отчёта CIOS о военной деятельности фирмы «Порше». По мнению союзников, чертежи гидромеханической трансмиссии Typ 102 «показывают типичную немецкую изобретательность, нередко извращённую». Трудно с этим не согласиться.

Автор благодарит Василия Чобитка за помощь в исправлении ошибок и составление кинематической схемы трансмиссии.

При написании этой статьи использовались архивные материалы, опубликованные Харольдом Биондо (https://www.patreon.com/haroldbiondo).


Источники и литература:

  1. Thomas L. Jentz, Hilary L. Doyle. Panzerkampfwagen VI P (Sd.Kfz.181): The History of the Porsche Typ 100 and 101 also known as the Leopard and Tiger (P) — Darlington Productions, 1999
  2. Thomas L. Jentz, Hilary L. Doyle. Germany’s Tiger Tanks. D.W. to Tiger I: Design, Production & Modifications — Schiffer Publishing, 2000
  3. Michael Frölich. Der andere Tiger. Der Panzerkampfwagen Porsche Typ 101 — Motorbuch Verlag, 2019
  4. CIOS. The War-time Activities of Dr. Ing. HCF Porsche, KG

Электромеханическая трансмиссия карьерного самосвала БелАЗ — НПФ ВЕКТОР

В 2018-м году НПФ «ВЕКТОР» принимала участие в разработке и пусконаладке системы управления для новой электромеханической трансмиссии 90-тонного самосвала БелАЗ. Проект выполнен в кооперации с  ЗАО «ПТФК «ЗТЭО» (изготовление электродвигателей и генераторов),  фирмой «НПП ЦИКЛ+» (разработка и изготовление силовых преобразователей) и университетом МЭИ (разработка тяговых двигателей). На момент написания данного текста самосвал проходит опытную эксплуатацию в угольном разрезе Кемеровской области, готовится к выпуску еще несколько экземпляров машин.

 

 

Выполнение данного проекта подробно описано в нашем блоге на ресурсе Habr в виде трех статей:

 

Технические характеристики разработанной элеткротрансмиссии:

  • Номинальная мощность тягового генератора: 750 кВт
  • Номинальная мощность тягового электродвигателя: 320 кВт
  • Номинальная мощность тормозной резистивной установки: 2х600 кВт
  • Номинальная частота вращения тягового генератора: 1900 об/мин
  • Максимальный момент на валу тягового электродвигателя: 8490 Нм
  • Номинальный КПД тягового генератора: 95%
  • Номинальный КПД тягового электродвигателя: 94%
  • Охлаждение агрегатов КТЭО: воздушное

Генератор ГСТ-850 – классический синхронный генератор, с двумя трёхфазными обмотками статора, мощностью 850 кВт (режим S6), номинальная – 750 кВт (режим S1). В ГСТ-850 отсутствует обмотка третьей гармоники, поскольку питание обмотки возбуждения (ОВ) осуществляется с помощью преобразователя обмотки возбуждения (ПОВ) напрямую со звена постоянного тока (ЗПТ).

ДВИТ-320 – вентильно-индукторный двигатель с независимым возбуждением, с тремя трёхфазными обмотками статора, мощностью 320 кВт (режим S1), работа с максимальным моментом в диапазоне частот вращения 0…286 об/мин, работа с постоянством мощности на валу — 380…4050 об/мин.

Шкаф управления ШУ Б-90 конструктивно представляет собой три моноблока, размещенных в одном корпусе.

Фотографии оборудования (кликабельны):

 

 

 

 

 

Особенно стоит отметить, что для управления 9-ти фазным тяговым вентильно-индукторным двигателем используется отечественный микроконтроллер К1921ВК01Т.

НПФ «ВЕКТОР» в данном проекте производила разработку контроллеров, алгоритмов управления, ПО контроллеров, диагностического ПО компьютера, а также сопровождение испытаний и пусконаладку оборудования на объекте заказчика.

Работы были выполнены в кратчайшие по меркам такого проекта сроки — за два года.

Основы системы передачи электроэнергии

Электроэнергетика Основы системы передачи электроэнергии

Автор/редактор: Люк Джеймс / Эрика Гранат объекта, такого как электростанция или электростанция, на электрическую подстанцию, где напряжение преобразуется и распределяется между потребителями или другими подстанциями.

Связанные компании

Технологии передачи и распределения электроэнергии (T&D) включают в себя компоненты, используемые для передачи и распределения электроэнергии от генерирующих объектов до конечных пользователей.

(Источник: Unsplash)

Взаимосвязанные линии, обеспечивающие перемещение электроэнергии, известны как «передающие сети» и образуют систему передачи электроэнергии, или, как ее чаще называют, электросеть.

Первичная передача

Базовое представление энергосистемы с передачей, выделенной синим цветом.

(Источник: Solo Nunoo через ResearchGate)

Электроэнергия, вырабатываемая на электростанции, обычно составляет от 11 кВ до 33 кВ. Прежде чем оно будет отправлено в распределительные центры по линиям электропередачи, оно повышается с помощью трансформатора до уровня напряжения, который может составлять от 100 кВ до 700 кВ или более, в зависимости от расстояния, на которое его необходимо передать; чем больше расстояние, тем выше уровень напряжения.

Причина, по которой электрическая мощность повышается до этих уровней напряжения, состоит в том, чтобы сделать ее более эффективной за счет снижения потерь I2R, которые имеют место при передаче энергии. Когда напряжение увеличивается, ток уменьшается по отношению к напряжению, так что мощность остается постоянной, тем самым уменьшая эти потери I2R.

Этот этап известен как первичная передача — передача большого количества электроэнергии от начальной генерирующей станции к подстанции по воздушным линиям электропередач.В некоторых странах подземные кабели также используются в тех случаях, когда передача осуществляется на более короткое расстояние.

Вторичная передача

Когда электроэнергия достигает приемной станции, напряжение понижается до напряжения, обычно между 33 кВ и 66 кВ. Затем он отправляется по линиям передачи, выходящим из этой приемной станции, на электрические подстанции ближе к «центрам нагрузки», таким как города, деревни и городские районы. Этот процесс известен как вторичная передача.

Когда электроэнергия поступает на подстанцию, она еще раз понижается понижающим трансформатором до напряжения, близкого к тому, при котором она была выработана — обычно около 11 кВ. Отсюда фаза передачи переходит в фазу распределения, и электроэнергия используется для удовлетворения потребностей первичных и вторичных потребителей.

Следуйте за нами на LinkedIn

Вам понравилось читать эту статью? Тогда подпишитесь на нас в LinkedIn и будьте в курсе последних новостей отрасли, продуктов и приложений, инструментов и программного обеспечения, а также исследований и разработок.

Следуйте за нами!

(ID:46489228)

Национальное исследование перегрузок при передаче электроэнергии 824p(a) предписывает министру энергетики проводить исследование перегрузок при передаче электроэнергии каждые три года и готовить его в консультации с затронутыми штатами и региональными организациями по надежности. В исследовании Департамент стремится предоставить информацию о перегрузке передачи, сосредоточив внимание на конкретных признаках ограничений передачи и перегрузки и их последствиях.Исследование сосредоточено на конкретных временных рамках — например, на исторических тенденциях за последние несколько лет и на перспективу от трех до пяти лет. Исследование полностью основано на общедоступных данных и документах, связанных с передачей.

Исследование перегрузок на 2020 год

Национальное исследование перегрузок при передаче электроэнергии за 2020 год было опубликовано в сентябре 2020 года и доступно на веб-сайте Управления электроэнергетики: /node/4586274

В уведомлении Федерального реестра от 24 сентября было объявлено о доступности исследования для общественного обсуждения. .Период представления комментариев длился 60 дней и завершился в понедельник, 23 ноября 2020 года. После рассмотрения комментариев Управление электроэнергетики подготовит и опубликует отчет, в котором будут обобщены комментарии и даны ответы на них, а также указано, намерено ли Министерство энергетики обозначить какие-либо конкретные географические районы как национальные. Коридоры электропередач.

В рамках подготовки к исследованию перегрузок Министерство энергетики опубликовало Уведомление о «Процедурах проведения исследований перегрузок при передаче электроэнергии» в Федеральном реестре в августе 2018 года и запросило письменные комментарии к 9 октября 2018 года.Впоследствии Министерство энергетики продлило период представления комментариев на пятнадцать дней до 24 октября 2018 года. Публичные комментарии, полученные Министерством энергетики в ответ на уведомление Федерального реестра , размещены ЗДЕСЬ.

Информация о предыдущих исследованиях пробок доступна ЗДЕСЬ.


Ежегодный обзор данных о передаче электроэнергии в США

Министерство энергетики США (DOE) несет широкую ответственность за разработку и поддержку реализации энергетической политики, которая служит общественным интересам. Обеспечение того, чтобы своевременные и точные данные по ключевым вопросам были широко доступны для общественности, является одной из этих обязанностей.Помня об этой ответственности, Управление электроэнергетики выпускает Ежегодный обзор данных о передаче в США, в котором собраны данные, связанные с передачей, с акцентом на шесть областей: инфраструктура передачи, надежность передачи, использование передачи, ограничения передачи, планирование передачи и экономические перегрузки. Эти данные, собранные из общедоступных источников, используются для информирования различных анализов DOE, включая проводимые OE раз в три года исследования перегрузок передачи. В отчете не делается выводов о системе передачи — вместо этого это попытка собрать общедоступные данные в одном месте и представить их в унифицированной структуре как можно более сопоставимо.


Ежегодный обзор данных о передаче электроэнергии в США за 2018 год доступен ЗДЕСЬ.

Ежегодный обзор данных о передаче электроэнергии в США за 2016 г. доступен ЗДЕСЬ.

Ежегодный обзор данных о передаче электроэнергии в США за 2015 г. доступен ЗДЕСЬ.
 

Планирование электропередачи в штате Миннесота

Принцип работы системы электротрансмиссии

Типовые конструкции линий электропередачи   •   Как надежное электричество доходит до вас

Линии передачи представляют собой наборы провода, называемые проводниками, по которым передается электроэнергия от электростанций на подстанции, которые передают электроэнергию потребителям.На электростанции, электроэнергия «подкачивается» до нескольких тысяч вольт трансформатором и подается на линию электропередачи. На многочисленных подстанциях системы передачи трансформаторы отключаются. мощность на более низкое напряжение и подавать ее на распределительные линии. Распределение линии несут энергию к фермам, домам и предприятиям. Тип передачи конструкций, используемых для любого проекта, определяется характеристиками маршрут линии электропередачи, включая местность и существующую инфраструктуру.

Типовые конструкции линий электропередачи

• Высоковольтные (230 кВ, 345 кВ, 400 кВ (постоянного тока), 500 кВ (постоянного тока):

В настоящее время в Миннесоте высоковольтная система обычно состоит из 230-киловольтной и 345 кВ. Есть также две линии постоянного тока (DC), одна 400 кВ и один на 500 кВ.

Конструкции, как правило, представляют собой стальные решетчатые башни, деревянные двутавровые рамы. или однополюсная сталь. (фото ниже каждого).

• Нижний системы передачи напряжения:

Системы 161-кВ и 115-кВ отвечают за передачу мощности от более крупная система передачи и генерирующая установка по всему штат. Некоторые крупные промышленные потребители могут обслуживаться напрямую от 161-кВ. и 115 кВ.

Конструкции 161 кВ и 115 кВ, как правило, однополюсные. сооружения высотой от 70 до 95 футов.

Системы напряжением от 69 кВ до 23 кВ передают мощность на распределительные подстанции.Они также обеспечивают связь с некоторыми из более отдаленных и малонаселенных области в Большой Миннесоте. Многие мелкие и сельские промышленные клиенты получают питание напрямую от этих систем.

Конструкции, как правило, представляют собой однополюсные башни, построенные из дерева. или стали и имеют высоту от 50 до 70 футов.

Трансмиссия Номинальное напряжение: +/- 400 кВ ВН постоянного тока
Тип: Башня
Типовая высота башни:
145-180 футов

Типовая ширина полосы отвода:
190-180 футов 900-182 футов

Трансмиссия Номинальное напряжение: 500 кВ
Тип: Башня
Типовая высота башни:
90-150 футов
Типовая ширина полосы отчуждения:
160-200 футов

2

Трансмиссия Номинальное напряжение: 345 кВ
Тип: Двойная опора
Типовая высота опоры:
115–150 футов

Типовая ширина полосы отвода:
10 190–162 футов 900–162 футов

Трансмиссия Номинальное напряжение: 230 кВ
Тип: H-образная рама
Типовая высота опоры:
60-90 футов

Типовая ширина полосы отвода:
100-160 футов

72

Трансмиссия Номинальное напряжение: 161 кВ
Тип: Однополюсный
Типовая высота опоры:
70-95 футов
Типовая ширина полосы отчуждения:
100-150 футов

2
2
2
2

Трансмиссия Номинальное напряжение: 115 кВ
Тип: Однополюсный
Типовая высота башни:
55-80 футов

Типовая ширина полосы отвода:
90-130 футов

7

Трансмиссия Номинальное напряжение: 69 кВ
Тип: Однополюсный
Типовая высота башни:
50-70 футов
Типовая ширина полосы отвода:
70-100 футов

5

   

Как надежное электричество достигает вас


Кооперативы по производству и передаче (G&Ts), как и Great River Energy, эксплуатируют электростанции.В паре электростанции топливо (уголь, ядерное топливо или биомасса) нагревает воду до вырабатывать пар и крутить турбину. В турбине внутреннего сгорания топливо (газ или масло) сжигается, и горячий газ приводит в движение турбину. Ветряная гидроэнергетика и солнечная энергия являются другими формами производителей энергии.


Высоковольтные
линии электропередачи


Трансформаторы на электростанции повышают напряжение до напряжения передачи (69 кВ, 115 кВ, 230 кВ, 500 кВ, 765 кВ), поэтому он может перемещаться на большие расстояния по высоковольтным линиям электропередачи.Этими линиями управляют ГТП, которые передают электроэнергию от электростанций к местам, где используется электричество.

ПОДСТАНЦИЯ ПЕРЕДАЧИ
Трансформаторы снижают электрическую энергию до более низкого напряжения (69 кВ, 34 кВ) что делает его пригодным для доставки больших объемов на короткие расстояния.

МЕСТНАЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ ПОДСТАНЦИЯ
Трансформаторы снижают электрическую энергию до более низкого напряжения (69 кВ, 34 кВ) что делает его пригодным для доставки больших объемов на короткие расстояния.

Крупный промышленный пользователь
Большинству отраслей промышленности требуется от 2400 до 4160 вольт для работы тяжелого оборудования.У них обычно есть собственная подстанция на объекте.

Распределение линии
Линии, принадлежащие местным электрокооперативам, передают электроэнергию к трансформаторам которые снижают уровни мощности до 120/240 или 120/208 вольт для использования в школах, фермы, малые предприятия и дома.

 

Светлое будущее для передачи и распределения электроэнергии

16 июня 2020 г.

 

«В 2019 году в электроэнергетике продолжилась многолетняя динамика рекордных капитальных затрат ЖКХ на фоне стагнации роста нагрузки.И это показывает мало признаков изменения, поскольку потребность в обновлении устаревшей инфраструктуры, оцифровке и защите сети от природных и техногенных катастроф сохраняется». – Источник: «Делойт»: Обзор отрасли энергетики и коммунальных услуг, 2020 г.

Передача энергии

Вы когда-нибудь задумывались, как энергия достигает вашего дома или офиса, чтобы питать свет, телевизор и заряжать электронику одним нажатием выключателя? Энергия доставляется потребителям через сложную сеть. Во-первых, он часто генерируется на электростанции и перемещается по сети наземных и подземных линий электропередач.В сеть входят электрические подстанции, трансформаторы, линии передачи и распределения, которые соединяют производителей энергии с потребителями. Во многих случаях энергия должна преодолевать большие расстояния, чтобы достичь потребителя по высоковольтным линиям электропередачи. Энергия «Передача» относится к передаче больших объемов электроэнергии от места производства. Затем электрическая энергия поступает на подстанции, где трансформаторы снижают напряжение, чтобы затем электрическая энергия могла быть распределена конечному потребителю.

Изменение энергетического ландшафта

Возникает растущая потребность коммунальных предприятий в обновлении и модернизации своих сетей передачи и распределения электроэнергии.Из-за этого многие коммерческие поставщики электроэнергии планируют вкладывать значительные средства в свои сети передачи и распределения электроэнергии.

Есть несколько причин для обновления энергетической инфраструктуры:

  1. Большая часть существующей сети достигла конца своего срока службы и не поспевает за темпами роста населения и строительства в развивающихся районах. Надежность и отказоустойчивость сети имеют решающее значение.
  2. Новые или модернизированные линии и подстанции позволяют технологиям экологически чистой или возобновляемой энергии выводить свою продукцию на рынок (с крупных объектов солнечной и ветровой энергии, которые часто расположены в сельской местности, недостаточно обслуживаемой существующей электрической сетью в этих районах).Учить больше.
  3. Перемещение линий под землей помогает сократить количество отключений электроэнергии в районах, подверженных ураганам.
  4. Усовершенствованные сетевые технологии позволяют дистанционно выявлять проблемы и перенаправлять электроэнергию, тем самым уменьшая количество и продолжительность отключений.
  5. Совершенствование инфраструктуры интеллектуальных измерений позволяет коммунальным предприятиям внедрять больше инструментов для снижения счетов.
  6. Защита от физических угроз и угроз кибербезопасности помогает обеспечить безопасность сети (защита сети).
  7. Передовые и новейшие технологии более эффективны в эксплуатации и дешевле в долгосрочной перспективе для клиентов.

Возможности для консалтинговых фирм

Поскольку коммунальные предприятия модернизируют свои системы передачи и распределения электроэнергии, они в общей сложности потратят миллиарды долларов. В результате открываются возможности для инжиниринговых и консалтинговых фирм на различных этапах этих многолетних сложных проектов. Необходимо не только спроектировать систему, изготовить компоненты, спланировать маршруты, провести оценку, получить разрешения и удовлетворить регулирующие органы, но и физическое строительство должно быть выполнено качественно с учетом различных ограничений.Коммерческие поставщики электроэнергии чувствительны к потенциальному воздействию, которое их проекты могут оказать на окружающую среду и сообщества, которым они служат, и будут обращаться к консалтинговым фирмам за помощью в уменьшении этого потенциального воздействия. Эта надлежащая забота со стороны поставщиков электроэнергии и регулирующая среда, применимая к этому типу развития, предоставляет существенные и сложные возможности для работы для инженерной и консалтинговой отрасли, чтобы принести пользу и улучшить сообщества.

Для получения дополнительной информации о рынке электроэнергии S&ME посетите веб-сайт: https://www.smeinc.com/markets/power

Свяжитесь с нами

Если у вас есть вопросы относительно энергетических услуг, пожалуйста, свяжитесь с Марти Балцегаром.

Стимулирование перехода: новая и более совершенная трансмиссия является ключом к нулевому выбросу углерода; вот что им движет

Линии электропередач, способные передавать большое количество энергии на большие расстояния, возможно, не самое интересное, что происходит сегодня в энергетическом пространстве.Серия Utility Dive Propelling the Transition освещает ряд других разработок, помогающих коренным образом изменить энергетический сектор.

Но эксперты говорят, что улучшения в существующей системе передачи имеют решающее значение для более широкой декарбонизации энергосистемы Соединенных Штатов, и что несколько развивающихся технологий могут сделать линии более эффективными и доступными.

Однако, по словам некоторых разработчиков новых технологий, этой теме уделяют мало внимания.

«Большинство людей не заботятся о передаче», — сказал Трей Уорд III, генеральный директор Direct Connect Development Co.

«Существуют препятствия для внедрения новых технологий [передачи]», — сказал Крис Кимметт, директор по электросетям в Reactive Technologies. «Все дело в том, чтобы подняться по кривой образования».

Проблема особенно обострилась в Соединенных Штатах, сообщили эксперты Utility Dive, где стимулы для коммунальных предприятий основаны на крупных капиталовложениях. Это приводит к тому, что предпочтение отдается строительству новых линий, а не улучшению и оптимизации существующей системы.

Тысячи мегаватт возобновляемой энергии застряли в очередях на присоединение, сказал Уорд, как самый надежный U.S. Ветровые и солнечные ресурсы часто расположены далеко от центров спроса и требуют новой передачи для доступа к потребителям.

«Возобновляемые источники энергии более подвержены перегрузкам и сокращениям, чем другие ресурсы», — сказал Роб Грамлич, исполнительный директор Коалиции «Работа в интересах передовых технологий передачи» (WATT). «Многие проекты по возобновляемым источникам энергии застряли в очередях на подключение. Многие проекты по возобновляемым источникам энергии сокращаются сетевыми операторами или просто сталкиваются с низкими ценами на энергию из-за перегрузок.

По данным Коалиции WATT, полдюжины сетевых операторов сообщили, что затраты на перегрузки выросли на 9% с 2016 по 2017 год и на 22 % с 2017 по 2018 год. способность перемещать менее дорогую мощность.

Улучшения трансмиссии могут принимать различные формы, сказал Грамлих. Существуют различные «корзины» обходных путей, улучшений и расширений сети, включая новые конструкции кабелей, стимулы для передачи и реформу размещения.

«Я вижу три большие области возможностей для передачи», — сказал директор Института Роки-Маунтин Марк Дайсон. К ним относятся две важные новые технологии и институциональная реформа, в том числе централизованное планирование и изменения в способах передачи через пласты.

Новые подходы к размещению могут стимулировать развитие

Одним из новых подходов является строительство подземных высоковольтных линий электропередачи постоянного тока, которые «помогут решить некоторые проблемы, связанные с размещением, которые трудно решить другими способами», — сказал Дайсон.

Компания Уорда реализует пример этой технологии. Direct Connect Development разрабатывает SOO Green HVDC Link, используя новый подход к размещению передачи — ключевой трудности при разработке новых проектов. Линии могут простираться на сотни миль, требуют длительных и дорогостоящих процессов утверждения и часто вынуждены использовать выдающийся домен для строительства.

SOO Green будет следовать по железной дороге SOO Line Railroad — основной железнодорожной дочерней компании Canadian Pacific Railway — в 350 милях от Айовы до Иллинойса, связывая ISO Мидконтинента с рынками электроэнергии PJM Interconnection.

«Железнодорожные коридоры предоставляют уникальные возможности, — сказал Уорд. По его словам, размещение линий электропередачи рядом с ними позволяет избежать серьезных проблем с доменом, сводит к минимуму воздействие на окружающую среду и устраняет визуальные воздействия от накладных расходов
. средства передачи.

Подробнее о SOO Green ниже, но сначала рассмотрим еще одну партию новых технологий, увеличивающих пропускную способность существующей трансмиссии.

Передача большей мощности по существующим линиям  

«Система питания переменного тока в этой стране не очень легко поддается контролю, — сказал Дайсон.Системы для увеличения пропускной способности могут помочь ему работать более эффективно, а также «обеспечить больший контроль над тем, куда уходит и, точнее, не уходит энергия».

К трем основным технологиям для разработки более гибких систем передачи относятся: управление потоком мощности, динамические характеристики линии и оптимизация топологии.

«Если вы думаете о том, как работают линии электропередачи в Соединенных Штатах, вы понимаете, что наша общая загрузка чрезвычайно низка. Обычно 50% линий после непредвиденных обстоятельств используют менее 25% своей мощности», — сказал Грегг Ротенберг, генеральный директор. компании Smart Wires, разрабатывающей технологии управления потоками энергии.

Линии электропередачи должны иметь достаточную резервную мощность для учета непредвиденных обстоятельств — это означает, что они останутся стабильными, даже если произойдет наихудшее из возможных событий, например, выход из строя большого генератора. «Мы управляем нашей электросетью консервативно, — сказал Ротенберг, — поэтому потеря какого-либо одного актива не повлияет на сеть».

Почему мы не используем большую часть существующей пропускной способности линий электропередачи? «Проблема в том, что власть течет туда, куда она течет. Она ищет путь наименьшего сопротивления», — сказал Ротенберг.И часто это не те линии, где имеется наибольшая пропускная способность.

Технология

Smart Wires проталкивает и вытягивает энергию по линиям передачи с резервной пропускной способностью, вместо того, чтобы позволить энергии течь естественным образом по линиям с наименьшим сопротивлением.

Технология называется Modular Power Flow Control (MPFC), которую компания внедряет под названием SmartValve. Ротенберг сказал, что стоимость систем составляет от 10% до 20% по сравнению с «устаревшими решениями», такими как замена линий электропередач, что, в свою очередь, составляет около 10% стоимости строительства новых линий.

По словам Ротенберга,

MPFC «собирает» энергию с самой линии электропередачи и подает напряжение. Напряжение служит «сигналом для линии, который эффективно изменяет сопротивление этой линии… Вы обманываете электроны, заставляя их идти по другому пути», — сказал Ротенберг.

Smart Wires получила финансирование от Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства энергетики США, которое, по словам компании, привело к первому развертыванию технологии MPFC в системе 161 кВ Управления долины Теннесси.

Используя технологию MPFC, теперь можно передавать питание с перегруженной линии на малоиспользуемую линию. Хотя эти системы более распространены в Европе и все чаще используются в Южной Америке, Ротенберг сказал, что в Соединенных Штатах их использование довольно редко.

«Соединенные Штаты опоздали на вечеринку, — сказал Ротенберг. «Все проблемы связаны со стимулами».

Большинство коммунальных предприятий получают компенсацию в зависимости от суммы вложенного ими капитала, а стоимость установки технологии MPFC ниже по сравнению с другими решениями, включая прокладку и повторную проводку линий и строительство новых линий электропередач.

В марте Федеральная комиссия по регулированию энергетики выпустила уведомление о предлагаемом нормотворчестве для изменения политики стимулирования передачи электроэнергии и стимулирования развития инфраструктуры. Комиссия рассматривает подход, который позволит перейти от концепции «рисков и проблем» к модели, которая предоставляет стимулы для передачи на основе преимуществ для клиентов.

По словам Кимметта, проблема выходит за пределы США. «Мы обнаружили, что во всем мире операторы передачи определенно заинтересованы в том, чтобы инвестировать в капитальное оборудование, а не в программное обеспечение», — сказал он.

Программные решения 

Dynamic Line Ratings (DLR) и Topology Optimization являются примерами программных решений.

Системы

DLR регулируют рабочие пределы линии передачи на основе тепловых условий, таких как температура и ветер, а не на наборе фиксированных, заранее установленных пределов. Решения по топологии реконфигурируют сеть, удаляя и добавляя линии обратно в эксплуатацию, чтобы позволить мощности течь вокруг перегруженных частей системы.

— Вы буквально оцениваете линию на более высоком уровне, — сказал Ротенберг.«Вы говорите, что в определенное время разрешено поставлять больше мегаватт в зависимости от температуры, влажности и других условий окружающей среды».

Эта технология важна для чистой энергетики, «особенно для ветра», сказал Ротенберг. «Когда дует ветер и вырабатывает электроэнергию из турбин в одно и то же время и в одном и том же месте, этот ветер охлаждает линии электропередачи и обеспечивает больший поток энергии. Но проблема в том, что коммунальные предприятия обычно не корректируют номиналы линий соответствующим образом».

Что касается топологии, Ротенберг объяснил, что линии электропередачи выходят из строя из-за технического обслуживания и по другим причинам, «но [сетевые операторы] обычно не принимают во внимание экономику», вместо этого оставляя линии на месте, пока они функционируют должным образом — даже если это не самый эффективный способ передачи власти.

Другие технологии мониторинга позволяют организациям, передающим электроэнергию, более эффективно эксплуатировать сеть по мере того, как появляется все больше возобновляемых источников энергии. Сеточная технология Reactive Technologies ориентирована на измерение инерции.

Вращающиеся генераторы газовых и угольных электростанций обеспечивают инерцию, которая помогает стабилизировать сеть. Но поскольку больше энергии вырабатывается ветром и солнцем, которые не создают инерции, сеть может стать менее стабильной и восприимчивой к быстрым изменениям спроса.

«Без точного представления об инерции системные операторы могут быть вынуждены ограничить интеграцию возобновляемых источников энергии или даже сократить производство вместо ископаемого топлива», — сказал Кимметт.Компания использует новый тип моделирования инерции, который подает небольшое количество энергии в сеть и измеряет изменения частоты, чтобы получить более точные измерения.

«Если вы моделируете инерцию и знаете, что модель не так точна, вы будете консервативны. Если вы точно знаете, где находится край обрыва, вы подъедете ближе. Все дело в принятии лучших решений в режиме реального времени. Это все о предотвращении искусственного сокращения использования возобновляемых источников энергии».

Все эти технологии находятся на разных стадиях развертывания в США.Эксперты по передаче говорят, что совместное размещение является одной из самых больших возможностей для развития систем передачи высокого напряжения, и проект SOO Green недавно получил поддержку со стороны федеральных регулирующих органов.

Экологический пример SOO

Зеленая линия SOO – это отдельный проект, но официальные лица проекта говорят, что это воспроизводимая модель, которую можно использовать для создания линии передачи постоянного тока высокого напряжения (HVDC), которая может помочь покупателям возобновляемой энергии получить доступ к недорогим крупномасштабным ветровая и солнечная генерация.

По словам Уорда, это первый в своем роде железнодорожный межрегиональный проект передачи, в котором будет использоваться современная технология HVDC для интеграции больших объемов возобновляемой энергии.

SOO Зеленая линия передачи высокого напряжения постоянного тока

Разрешение предоставлено Direct Connect Development

 

«С помощью этого проекта мы создаем новую отрасль, — сказал Уорд. «Модель совместного размещения подземных высоковольтных линий постоянного тока SOO Green может быть воспроизведена, чтобы раскрыть потенциал чистой энергии Америки и построить национальную сеть экологически чистой энергии… это будет крупнейшее наращивание инфраструктуры нашего поколения».

В центре внимания проекта

Подземные железнодорожные линии электропередач высокого напряжения постоянного тока

Назначение

Соедините рынки независимых системных операторов Midcontinent и PJM Interconnection

Статус

Федеральные регулирующие органы разрешили SOO Green взимать договорные ставки за права на передачу по проекту

Удар

Ожидается, что проект

поставит 2000 МВт дешевой возобновляемой энергии в северный Иллинойс

План SOO Green по соединению рынков MISO и PJM посредством использования нового поколения подземных кабелей высокого напряжения представляет собой инновационное партнерство с дочерней линией Canadian Pacific Railway.

«Девелопмент трансмиссии — это девелопмент недвижимости», — сказал Уорд. Тесно сотрудничая с железной дорогой и оставаясь в пределах ее полосы отчуждения, девелоперы рассчитывают избежать разногласий по маршруту и ​​размещению в процессе прокладки пары линий постоянного тока 525 кВ. Операции планируется начать в конце 2024 года, и недавно проект получил хорошие новости от федеральных регулирующих органов.

Федеральная комиссия по регулированию энергетики 23 июля уполномочила SOO Green взимать согласованные ставки за права на передачу по проекту при условии подачи ею документации о соответствии после открытого запроса.Линия будет построена с SOO Green в качестве торгового разработчика. По словам Уорда, пользователи системы будут платить за нее, избегая сложностей, связанных с процессом распределения затрат между RTO.

Уорд сказал, что компания планирует в ближайшее время провести тендер, чтобы подобрать покупателей и продавцов возобновляемой энергии на линии, и первый этап позволит якорным грузоотправителям получить мощность на раннем этапе процесса с преимуществами первопроходца. На втором этапе запроса будут сопоставляться грузоотправители с генерацией в восходящем направлении и приемом в нисходящем направлении, а на третьем этапе будет использоваться процесс аукциона для распределения оставшейся мощности.

Проект, по словам Уорда, представляет собой потенциал для «открытия новых источников возобновляемой энергии и создания первого звена сверхустойчивой национальной супермагистрали».

CHA — Электропередачи и подстанции

По мере того, как электрическая система работает на пределе своих возможностей, чтобы обеспечить большую мощность, наши клиенты ищут творческие решения для оптимизации своих активов и лучшего обеспечения своих клиентов. Эксперты CHA имеют многолетний опыт планирования, проектирования и выдачи разрешений на инфраструктуру подачи электроэнергии, включая воздушные и подземные линии электропередачи и подстанции.Мы спроектировали сотни передающих, распределительных и собственных подстанций и коммутационных станций (от 15 кВ до 300 МВА). Мы также проектировали мобильные трансформаторы и подстанции до 25 МВА и 161 кВ. Каждая подстанция спроектирована с учетом ваших конкретных электрических и экологических требований.

Услуги по передаче электроэнергии и подстанции:
  • Отверждение кабеля
  • Концептуальный и предварительный проект
    • Инженерные исследования
    • Смета расходов
    • Разработка документа по объему работ
  • Строительная инспекция
  • Детальный проект
    • PLS-CADD™ Моделирование и проектирование
    • Гражданское, структурное и электрическое проектирование
  • Электрические и системные исследования
  • Электротехника и дизайн
    • Номинальные параметры линии
    • Зазоры
    • Заземление
    • Конструкция подземного кабеля
  • Технические характеристики электрооборудования
  • Проектирование и проектирование фундамента
    • Прямая заделка и бетонные фундаменты
  • Маршрутизация линии
    • Различные условия местности (под водой и т. д.))
  • Оценка линии, проектирование модернизации и модернизации
    • Повторные цепи
    • Номинальное напряжение
    • Установка OPGW
  • Защита, управление и проектирование SCADA
  • Приобретение полосы отвода и земельные услуги
  • Выбор площадки, лицензирование и выдача разрешений
  • Структурная инженерия и анализ
    • Деревянные и стальные столбы
    • Решетчатые башни
    • Каркасные конструкции
  • Проект модернизации и модернизации станции
    • Модернизация оборудования
    • Расширение станции
  • Конструкция подземного кабеля
    • Вырезать и заполнить
    • Жесткий диск
    • Джек и Бур
  • Анализ мерцания напряжения
Дополнительные услуги:
  • Инженерные услуги владельца
  • Управление программой на месте
  • Управление проектами на месте
  • Строительная инспекция
Мы предлагаем решения для:
  • Коммунальные услуги – принадлежащие инвестору и муниципальные
  • Электрогенераторы
  • Строительные подрядчики
  • Разработчики — возобновляемые источники энергии и промышленность
  • Университеты и колледжи

Оптимизация размещения линий электропередач для помощи возобновляемым источникам энергии | Траутман Перец

У.Система электрической трансмиссии S. является важнейшим компонентом «самой большой в мире машины» и, по мнению некоторых, величайшим инженерным достижением 20 века. [1] Наша инфраструктура электропередачи представляет собой сложную сеть высоковольтных проводов, кабелей, конструкций и вспомогательного оборудования, которая транспортирует электроэнергию на большие расстояния, прежде всего от централизованных электростанций до центров нагрузки. [2]

Как и у всех машин, детали системы электротрансмиссии изнашиваются и срочно нуждаются в обновлении.Более того, постоянно меняющиеся приоритеты государственной политики вынуждают владельцев и операторов линий электропередач модифицировать сеть электропередач для выполнения функций в таких масштабах, которые даже 20 лет назад не предполагались.

Разумные умы могут расходиться во мнениях относительно наилучшего способа поощрения развития чистой энергетики, но бесспорно то, что штаты настойчиво узаконивают такое развитие. Согласно базе данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и эффективности, по состоянию на июнь 2019 года 29 штатов и округ Колумбия имеют обязательные стандарты портфеля возобновляемых источников энергии, а еще восемь штатов имеют необязательные цели портфеля возобновляемых источников энергии.[3]

Аналогичным образом, по состоянию на август этого года 23 штата и округ Колумбия ввели целевые показатели выбросов парниковых газов для снижения уровня выбросов к определенной дате. [4]

Также широко признано, что система электропередачи должна быть значительно расширена и модернизирована, чтобы способствовать развитию чистой энергетики. Например, сотрудники Федеральной комиссии по регулированию энергетики недавно представили Конгрессу доклад, в котором обсуждаются препятствия и возможности для передачи электроэнергии высокого напряжения.

Крупные объекты по производству возобновляемой энергии строятся в отдаленных районах вдали от населенных пунктов, а «новые высоковольтные линии электропередачи могут повысить доступность безуглеродной энергии и облегчить замену энергии, вырабатываемой ископаемым топливом, тем самым помогая государствам». достичь своих целей [возобновляемых источников энергии и сокращения выбросов парниковых газов]». [5] Многие электроэнергетические компании в целом согласны с этим.

Согласно недавнему анализу, проведенному от имени WIRES, международной некоммерческой торговой ассоциации, состоящей из инвесторов, членов и государственных организаций, занимающейся продвижением инвестиций в сети электропередачи, «[t]инвестиции в передачу потребуются, чтобы помочь государствам а коммунальные предприятия, ставящие перед собой цель чистой энергии, удовлетворяют свои энергетические потребности с помощью наиболее рентабельных и обильных ресурсов.[6] Даже экологические группы, такие как Национальный совет по защите ресурсов [7] и Western Resource Advocates [8], согласны с тем, что инвестиции в чистую энергию потребуют значительных обновлений нашей системы электропередачи.

Существует множество проблем, которые влияют на нашу способность модернизировать систему электропередачи, но одна из наиболее потенциально сложных — это необходимость получения разрешения на размещение от государственных регулирующих органов. Этот процесс может занять годы и стоить миллионы долларов.Как мы можем улучшить государственное регулирование размещения, чтобы уменьшить эти узкие места?

Что такое государственные разрешения на размещение?

В данном случае государственные разрешения на размещение — это разрешения, необходимые для физического строительства и эксплуатации линий электропередачи. [9] Каждый штат индивидуален, но, как правило, регулирующие органы [10] оценивают предлагаемый проект по сравнению с потенциальными альтернативами, чтобы определить, нужен ли проект и может ли он быть построен по разумной цене, не вызывая чрезмерного воздействия.

Государства имеют разные названия для одобрения, но примерами являются «сертификат общественного удобства и необходимости», «сертификат общественного блага» и «сертификат необходимости и экологической совместимости». Процессы утверждения государством, как правило, носят квазисудебный характер и требуют подробного заявления и вспомогательных материалов.

В большинстве штатов разрешено вмешательство других заинтересованных сторон, раскрытие информации, публичные слушания, слушания по доказательствам, перекрестный допрос свидетелей, брифинги и апелляции в апелляционные суды штатов.С момента подачи заявки может пройти несколько лет, прежде чем регулятор вынесет решение. Это не включает время, необходимое для подготовки тщательной заявки после того, как проект задуман — до одного года — или время на рассмотрение апелляции по поводу решения о размещении — потенциально более одного года.

Когда требуется государственное разрешение на размещение для проектов по передаче электроэнергии?

В зависимости от штата владельцу или застройщику электропередач может потребоваться разрешение перед строительством, модификацией, перемещением, модернизацией, реконструкцией и/или заменой линии электропередачи и связанных с ней объектов.

Эти термины, где это применимо, могут быть однозначно определены в каждом штате, но в целом, если владельцы и разработчики электропередач будут касаться каких-либо частей системы электропередачи, они должны тщательно проанализировать, требуется ли разрешение на размещение.

Почему это важно?

Большинство электроэнергетических компаний, которые разрабатывают и владеют инфраструктурой электропередач, хорошо знакомы с применимыми государственными требованиями к размещению в своих производственных зонах.Независимо от того, строят ли эти коммунальные предприятия новую линию электропередачи или модернизируют существующую, они, как правило, несут ответственность за получение всех необходимых разрешений.

Но там, где требуется работа по линии электропередачи для соединения крупных сельских объектов солнечной и ветровой генерации с центрами нагрузки или для размещения все более плотных кластеров распределенной возобновляемой генерации, другие заинтересованные стороны проявляют личную заинтересованность в процессе размещения линий электропередач. Процесс размещения линий электропередач потенциально может добавить несколько лет и миллионы долларов к проектам по возобновляемым источникам энергии или накоплению энергии.

Как мы можем улучшить процесс выбора места для электропередачи?

Во-первых, заинтересованные стороны должны осознать, что энергетические компании больше не являются единственными сторонами, на которых отрицательно сказываются длительные и дорогостоящие процессы размещения. Этот процесс, вероятно, повлияет на разработчиков и сторонников чистой энергии, а также на законодателей и регулирующих органов, поддерживающих цели государственной политики в области чистой энергии. Кроме того, розничные потребители энергии в конечном счете возьмут на себя затраты на процесс размещения.

Во-вторых, если они еще не сделали этого, штаты должны четко определить типы проектов по передаче электроэнергии, для которых требуется утверждение площадки, и объем этого процесса утверждения. Как минимум, владельцам и разработчикам электропередач нужна определенность в отношении разрешений на размещение. Там, где требуются такие утверждения, крайне важно, чтобы необходимое время и ресурсы были точно спрогнозированы в начале проекта.

В-третьих, штаты должны признать, что универсальный процесс размещения является дорогостоящим и неэффективным.Совершенно новая линия электропередачи протяженностью 20 миль, построенная в незастроенном коридоре, как правило, будет иметь большее воздействие, чем новая линия электропередачи длиной 1000 футов, необходимая для соединения крупной солнечной электростанции с существующей электросетью.

Аналогичным образом, модернизация существующих линий электропередачи или даже строительство новой линии электропередачи на существующей полосе отвода, как правило, будет иметь гораздо меньшее воздействие, чем новая линия электропередачи в неосвоенном коридоре.

К сожалению, многие процессы государственного размещения не делают четкого различия между этими обстоятельствами. В той мере, в какой они еще не существуют, штатам следует создать сокращенные процессы размещения для проектов с ограниченным ожидаемым воздействием.

Например, Совет по размещению энергетических объектов Род-Айленда разработал два сокращенных процесса выбора места в дополнение к их полному процессу выбора места для линий электропередачи, работающих на напряжении 69 киловольт или выше. Проекты, которые требуют строительства, перемещения и/или модификации линий электропередачи длиной менее 1000 футов, просто требуют краткого уведомления о намерении построить, и совет по размещению должен действовать на основании этого уведомления не позднее, чем через 45 дней после подачи заявки.[11]

Для проектов, связанных со строительством новой линии электропередачи длиной более 1000 футов, но короче 6000 футов, или для модификации или перемещения существующей линии электропередачи длиной более 1000 футов, совет по размещению требует более подробного уведомления о намерениях, но как правило, все еще должны действовать в течение 60 дней с момента подачи. [12]

государства могли бы применить несколько иной подход, который должен дать аналогичные результаты. Совет по размещению Коннектикута обычно регулирует размещение линий электропередачи с расчетной мощностью 69 киловольт и более.Однако Законодательное собрание Коннектикута специально исключило «ответвители линий электропередачи» из подведомственных линий электропередачи. [13]

Отводы линии электропередачи определяются как линии электропередачи, основная функция которых заключается в соединении частных предприятий по производству электроэнергии или когенерации и которые не оказывают существенного неблагоприятного воздействия на окружающую среду, как это определено советом по размещению. [14] Частный объект по производству электроэнергии — это объект, который вырабатывает электроэнергию исключительно за счет технологии когенерации, возобновляемых источников энергии или того и другого.[15]

Другими словами, Законодательное собрание Коннектикута ввело специальный режим для линий электропередач, необходимых для подключения возобновляемых источников энергии и когенерационных установок. Вероятно, для этого потребуется подать ходатайство о вынесении декларативного решения, позволяющего совету по размещению определить, действительно ли предлагаемый проект квалифицируется как отвод линии электропередачи, но обычно это менее дорогостоящий и трудоемкий процесс, чем получение сертификата экологической совместимости. и общественная потребность.

Заключение

Все более агрессивные требования изменить то, как мы вырабатываем и используем электроэнергию, потребуют значительных обновлений и расширения нашей системы электропередачи. Регулирование размещения линий электропередач важно, но государства должны критически проанализировать, могут ли текущие процессы размещения эффективно и с минимальными затратами удовлетворить объем проектов, необходимых для достижения приоритетов государственной политики.

Заинтересованные стороны, которые признают важность передачи электроэнергии для развития экологически чистой энергетики, должны коллективно выступать за изменения в государственных процессах размещения, которые признают, что не все проекты линий электропередачи оказывают одинаковое воздействие и что необходимы более сокращенные процессы.


[1] Национальная инженерная академия, Век инноваций: двадцать инженерных достижений, изменивших нашу жизнь , 2003.

[2] Линии электропередач обычно доставляют электричество на подстанции, где напряжение снижается для распределения в дома и на предприятия.

[3] DSIRE, Стандарты возобновляемой и чистой энергии (июнь 2019 г.), https://s3.amazonaws.com/ncsolarcen-prod/wp-content/uploads/2019/07/RPS-CES-June2019.пдф. Вирджиния, которая была включена в этот анализ как штат с целью добровольного портфеля возобновляемых источников энергии, в этом году приняла агрессивный стандарт обязательного портфеля возобновляемых источников энергии, который вступил в силу 1 июля.

[4] Центр климатических и энергетических решений, Целевые показатели выбросов парниковых газов штата США (июль 2019 г.), https://www.c2es.org/document/greenhouse-gas-emissions-targets/.

[5] Сотрудники FERC, Отчет о барьерах и возможностях для передачи высокого напряжения: отчет для комитетов по ассигнованиям обеих палат Конгресса в соответствии с Законом о дополнительных консолидированных ассигнованиях 2020 г. , 11–12 (июнь 2020 г.), https: //чистая энергосеть.org/wp-content/uploads/2020/08/Report-to-Congress-on-High-Voltage-Transmission_17June2020-002.pdf.

[6] WIRES, Информация для обсуждения передачи — взгляд на интеграцию возобновляемых источников энергии и вопросы устойчивости для передачи электроэнергии в отдельных регионах США , 43 (январь 2020 г.), https://wiresgroup.com/informing-the- передача-обсуждение/.

[7] Cullen Howe, Совет по защите природных ресурсов, губернатор Куомо предлагает улучшить передачу для N Y (4 марта 2020 г.), https://www.nrdc.org/experts/cullen-howe/governor-cuomo-proposes-transmission-improvements-ny.

[8] Джон Нильсен, Western Resource Advocates, Разумное планирование передачи и распределения электроэнергии важно для продвижения экологически чистой энергии и защиты окружающей среды , https://westernresourceadvocates.org/clean-energy/smart-transmission/.

[9] За некоторыми исключениями размещение линий электропередач регулируется штатами.

[10] В некоторых штатах размещение регулируется коммунальными службами или комиссиями по коммунальным услугам.В других штатах размещение может регулироваться отдельным органом, например советом по размещению энергетических объектов или комитетом по оценке площадки.

[11] 445-00 RI Code R. §§ 1.6 (C-E).

[12] Если совет по размещению обнаружит, что проект окажет значительное воздействие на окружающую среду или общественное здоровье, безопасность и благополучие, он преобразует этот сокращенный процесс в полный процесс выбора места.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.