EIRNUZP – Електронний інституційний репозитарій Національного університету «Запорізька політехніка»
Інституційний репозитарій Національного університету «Запорізька політехніка» – це електронний архів, що накопичує, систематизує, зберігає та забезпечує довготривалий відкритий доступ до електронних публікацій та електронних версій документів наукового та навчально-методичного призначення, авторами яких є співробітники, аспіранти, докторанти та студенти Національного університету «Запорізька політехніка».
Communities in DSpace
Select a community to browse its collections.
Recent Submissions
Research of the non-sinusoidal loads impact on the operability of tap-changers contacts
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2020) Zіnovkin, V. V.; Blyzniakov, O. V.; Зіновкін, Володимир Васильович; Близняков, Олександр Вікторович
EN: Purpose. To establish quantitative indicators of the influence of non-sinusoidal loads on the parameters and operability of contacts of voltage control devices of transformers of power-consuming electrical installations
Methodology. In our research, we used the probabilistic-statistical methods to analyze the experimental findings.
Experimental studies were carried out applying advanced software-based methods for processing, systematizing and visualizing the findings derived.
Findings. The analysis of the accident rate of transformers for power-consuming technological installations showed that adjustable transformers, in particular, on-load tap-changers, are in many cases the cause of failure in the operation of electrical installations. On the example of a switching device of the RNOA-110/1250 type, it was experimentally established that the non-sinusoidality of the current caused by abruptly alternating loads, in combination with an increase in the number of switchings, leads to an increase in the contact resistance, which significantly reduces the reliability and serviceability of contacts.
Originality. The dependence of the transient resistance of the contacts of the voltage control device under the load of the transformer on the degree of non-sinusoidality of the load current is obtained.
Practical value. The results of the work can be used in the development of new designs of on-load tap-changers for special purpose operation under conditions of load fluctuations. In particular, the work is aimed to increase the reliability of on-load tap changers contact systems, as well as in the study of the operating conditions of network and furnace transformers in power supply systems of energy-intensive technological installations.
UK: Мета роботи. Встановити кількісні показники впливу несинусоїдальних навантажень на параметри і роботоспроможність контактів пристроїв регулювання напруги трансформаторів під навантаженням (пристроїв РПН) для енергоємних технологічних установок.
Методи дослідження. У роботі використані методи імовірнісно-статистичного аналізу результатів експериментальних досліджень. Експериментальні дослідження виконані з використанням сучасних програмних методів обробки, систематизації та візуалізації отриманих результатів.
Отримані результати. Аналіз аварійності трансформаторів для енергоємних технологічних установок показав, що пристрої РПН є в багатьох випадках причиною збою в роботі технологічних установок. На прикладі пристрою РПН типу РНОА-110/1250 експериментально встановлено, що несинусоїдальність струму, що є нас лідком різкозмінного навантаження, у поєднанні зі зростанням кількості перемикань призводить до збільшення перехідного опору контактів, що істотно знижує показники надійності і работоспосбность контактів.
Наукова новизна. За даними експерименту і їх статистичної обробки отримана залежність перехідного опору контактів пристрою РПН від коефіцієнта несинусоїдальності струму навантаження при різних кількостях перемикань під навантаженням.
Практична цінність. Результати роботи можуть використовуватись при розробці нових типів пристроїв РПН спеціального призначення для роботи при різкозмінних навантаженнях, зокрема, підвищення надійності їх контактних систем, а також при дослідженні можливих режимів надійної роботи мережевих і пічних трансформаторів в системах електропостачання енергоємних технологічних комплексів.
Параметричне керування ефективністю асинхронного приводу засобами перетворювача з підвищеним коефіцієнтом потужності
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2020) Бородай, В. А.; Ковальов, О. Р.; Нестерова, О. Ю; Borodai, V. A.; Kovalov, O. R.; Nesterova, O. Yu.
UK: Мета роботи. Розробка схемного рішення та обґрунтування параметрів системи керування і силової частини перетворювача напруги живлення, за умови його експлуатації з підвищеним коефіцієнтом потужності і плавного або ступеневого способів регулювання енергоефективності асинхронного приводу.
Методи досліджень. Для проведення досліджень використані положення теорії електричних машин, методи схемотехнічного проектування автоматичних систем у компоненті Multisim із складу електронної лабораторії National Instruments, математичне моделювання у пакеті Matlab.
Отримані результати. Розроблено та побудовано цифрові моделі системи імпульсно-фазового керування для ступеневого і плавного регулювання напруги живлення двигуна із залученням способу широтно-імпульсної модуляції мережної напруги, надано рекомендації щодо рівня просідання навантаження, за якого потрібно зменшити напругу живлення, і її величина при релейному керуванні, а також випробувано систему плавного керування з координатно-фазовим управлінням шпаруватості для досягнення раціональної енергоефективності привода.
Наукова новизна. Обґрунтовано вибір межі перемикання релейного регулятора та рівень раціональної величини вихідної напруги перетворювача за якої досягається раціонально-енергоефективне керування приводом, запропоновано алгоритм визначення параметрів RC фільтруючого кола задля одночасного забезпечення найкращих умов комутації силових ключів перетворювача та здійснення безперервної компенсації реактивної потужності двигуна за умови експлуатації перетворювача із підвищеним коефіцієнтом потужності.
Практична цінність. Впровадження спрощеної системи перетворення із підвищеним коефіцієнтом потужності дозволить створити автоматичну систему асинхронного привода, завдяки якій можливо досягти збереження енергоресурсу на ланках двигуна, перетворювача та енергосистеми, за умови мінімальних капітальних вкладень на її виготовлення.
EN: Purpose. Development of circuit solution and substantiation of parameters of control system and power part of power supply converter, provided its operation with high power factor and smooth or stepwise methods of energy efficiency control of asynchronous drive.
Methodology. The provisions of the theory of electric machines, methods of circuit design of automatic systems in the Multisim component of the National Instruments electronic laboratory, mathematical modeling in the Matlab package were used for research.
Findings. Digital models of pulse-phase control systems for stepwise and smooth regulation of the supply voltage of motors using the method of pulse-width modulation of the mains voltage have been developed and built, recommendations are given for the level of load sagging, at which it is necessary to reduce the supply voltage and its magnitude with relay control, and also tested a smooth control system with coordinate-phase duty cycle control to achieve rational energy efficiency of the drive.
Originality. The choice of the switching limit of the relay regulator and the level of rational value of the converter output voltage is substantiated, at which rational and energy-efficient control of the drive is achieved, the algorithm for determining the RC filtering circuit parameters is proposed to ensure simultaneously the best conditions for switching the converter power switches and the implementation of continuous compensation of the engine reactive power, provided that the converter is operated with an increased power factor.
Practical value. The introduction of a simplified conversion system with a high power factor will create an automatic asynchronous drive system, through which it is possible to achieve energy conservation at the engine, converter and power system, with minimal capital investment in its production.
Системи контролю енергоефективності виробничих процесів та шляхи їх удосконалення
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2020) Дрешпак, Н. С.; Dreshpak, N. S.
UK: Мета роботи. Визначити недоліки існуючих систем контролю енергоефективності виробничих процесів та причини їх виникнення, виконати аналіз вимог до сучасних систем контролю .
Методи дослідження. Аналіз недоліків існуючих систем контролю, співставлення і визначення їх можливостей в умовах ринкової економіки, узагальнення результатів.
Отримані результати Функціональні можливості існуючих систем контролю ефективності використання енергії не відповідають сучасним умовам протікання виробничих процесів, що створює проблеми для визначення змісту та упровадження управлінських дій в сфері енергозбереження. Низька оперативність систем контролю зумовлена обмеженими можливостями існуючих методів розрахунку нормованих значень енергоспоживання, відсутністю оперативної оцінки факторів впливу на кінцевий результат енергоефективності, суттєвою вартістю сучасних засобів обліку енергії. Обмеженість інформаційної складової контролю полягає в тому, що існує складність виділення із сукупності факторів впливу на досягнутий рівень енергоефективності складової, що пов’язана з активністю обслуговуючого персоналу в сфері впровадження заходів з енергозбереження. Існує необхідність підвищення точності розрахунку нормованих значень енергоспоживання. Шляхи усунення існуючих проблем полягають у визначенні закономірностей формування нормованих значень енергоспоживання в умовах оперативного контролю, застосуванні нових підходів до оцінки результативності дії факторів впливу, обґрунтуванні похибки розрахунку нормованих значень енергоефективності, створенні та визначенні критеріїв оцінки ефективності споживання енергії в періодах, пов’язаних зі звітністю підприємства. Реалізація цих дій передбачає суттєву зміну поглядів на організацію процедури контролю, технічне та інформаційне забезпечення його виконання.
Наукова новизна. Вперше запропоновано комплексне удосконалення існуючих систем контролю енергоефективності на основі підвищення їх оперативності, інформативності та достовірності даних. Вперше проаналізовані причини виникнення та прояву недоліків існуючих систем контролю в умовах сучасного виробництва.
Практична цінність. Полягає в тому, що визначені напрямки наукових досліджень, реалізація яких розширить функціональні можливості контролю енергоефективності в сучасних умовах, дозволить підвищити ефективність управління виробничим процесом.
EN: Purpose. To identify the disadvantages of the existing systems of energy efficiency control of production processes and the reasons for their occurrence, to analyze requirements for modern control systems.
Methodology. Analyzing disadvantages of the existing control systems, comparing and determining their capabilities in a market economy, generalizing the received results.
Findings. The functionalities of the existing energy efficiency control systems do not correspond to the current conditions of production processes, that create problems for determining the content and implementation of energy saving measures. Low efficiency of the control systems is caused by the limited capabilities of the existing methods of calculating the normalized values of energy consumption, the lack of prompt assessment of the factors affecting the final result of energy efficiency, as well as the significant cost of modern energy metering. The limitation of the information component of control is that there is a difficulty in identifying from the set of factors influencing the achieved level of energy efficiency component, which is associated with the activity of service personnel in the implementation of energy saving measures. There is a need to improve the accuracy of calculating the normalized values of energy consumption.
The ways to eliminate existing problems are to determine the patterns of formation of normalized values of energy consumption in terms of operational control, application of new approaches to assessing the effectiveness of impact factors, justification of errors in calculating normalized values of energy efficiency, creating and determining criteria for energy consumption in the periods related to the reporting of the enterprise. The implementation of these actions involves a significant change in views on the organization of the control procedure, technical and information support for its implementation.
Originality. For the first time, a comprehensive improvement of the existing energy efficiency control systems, basing on increasing their efficiency, information content and the reliability of data, are proposed. For the first time, the causes and demonstration of the disadvantages of the existing control systems in modern production are analyzed.
Practical value. Certain areas of research are identified, their implementation will expand the functionality of energy efficiency control in modern conditions and will increase the efficiency of production process management.
Короткострокове прогнозування споживання електроенергії на об’єктах енергоринку з використанням метода «ГУСЕНИЦА»-SSA
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2020) Розен, В. П.; Демчик, Я. М.; Rozen, V. P.; Demchyk, Ya. M.
UK: Мета роботи. Основною метою проведеного дослідження є підвищення ефективності режиму роботи енергосистеми за рахунок прогнозування споживання електричної енергії споживачами шляхом використання методу «Гусеница»-SSA для зниження похибки прогнозування електричної енергії на об’єктах енергоринку.
Методи дослідження. Досліджується використання метода "Гусенница"-SSA прогнозування споживання електричної енергії промислового об'єкта енергоринку.
Отримані результати. В даній статті досліджується використання метода "Гусенница"-SSA прогнозування споживання електричної енергії промислового об'єкта енергоринку. Основою проведеного дослідження є підвищення ефективності режиму роботи енергосистеми за рахунок прогнозування споживання електричної енергії споживачами, постачальниками та виробниками. Використання сучасних способів збору статистичної інформації дозволяє приймати правильні рішення в плануванні та управлінні енергооб’єктами. В статті представлено метод сингулярного спектрального аналізу, який дозволяє використання статистичних даних нестаціонарного ряду. Використання методу сингулярного спектрального аналізу-SSA дозволяє отримати похибку прогнозування електричної енергії на об’єктах енергоринку в межах допустимого. Отримане прогнозне електричне споживання за деякий період дозволить управляти електроенергетичною системою задопомогою пристроїв збору даних. Пристрої збору даних в автоматичному режимі будуть передавати статистичну інформацію, а програмне забезпечення корегувати прогнозні значення електричної енергії замовленні споживачем, постачальником. Дане дослідження дозволяє використовувати метод сингулярного спектрального аналізу в простому прогнозуванні на тиждень, добу , годину на перед при використанні статистичних інструментів.
Результати можуть використовуватися в електроенергетиці при попередньому прогнозуванні споживання електроенергії та плануванні об’ємів виробництва електричної енергії та ціни на неї. Запропонований метод показує як правильно використовувати сингулярний спектральний в прогнозуванні електричної енергії.
Наукова новизна. Дослідження в області прогнозування електроспоживання дозволить знизити похибку прогнозування не застосовуючи методів аналізу на стаціонарність часових рядів електроспоживання.
Практична цінність. Дозволить замовляти електричну енергію в постачальників з меншою похибкою це збільшить економію коштів споживачів.
EN: Purpose. The main goal of the study is to increase the efficiency of the operating mode of the power system by predicting the consumption of electric energy by consumers using the "Gusenitsa" -SSA method to reduce the error in predicting the electrical energy at the energy market facilities.
Methodology. The use of the method "Gusennitsa" -SSA for forecasting the consumption of electric energy of an industrial facility of the energy market is investigated.
Findings. This article explores the use of the Gusenitsa -SSA method for forecasting the electricity consumption of an industrial facility in an energy market. The basis of this study is to improve the efficiency of the power grid mode by forecasting electricity consumption by consumers, contractors and producers. Using modern methods of gathering statistical information allows you to make the right decisions in the planning and management of energy objects. The article presents the method of singular spectral analysis that allows the use of statistics of a non-stationary series. The use of the method of singular spectral analysis-SSA allows to obtain the forecasting error of electric energy on the objects of the energy market within the acceptable range. The obtained forecast electric consumption for some period will allow to control the electric power system by means of data collection devices. Data collection devices in automatic mode will transmit statistical information, and the software will adjust the predicted values of electricity ordered by the consumer, the supplier. This study allows us to use the method of singular spectral analysis in simple forecasting for the week, day, and hour before using statistical instruments. The results can be used in electricity for the preliminary forecasting of electricity consumption and the planning of electricity production and prices. The proposed method shows how to use the singular spectral in the prediction of electrical energy.
Originality. Research in the field of power consumption forecasting will reduce the forecasting error without using methods of analysis for the stationarity of power consumption time series Practical value. It will allow you to order electric power from suppliers with a lower margin, this will increase the economy of consumers' funds.
Монополярний режим роботи передач постійного струму в складі магістральних електричних мереж України
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2020) Кирик, В. В.; Білик, А. В.; Kyryk, V. V.; Bilyk, A. V.
UK: Мета роботи. Виконати аналіз умов роботи вставок постійного струму в монополярному режимі розміщених в межах підстанцій змінної напруги та провести дослідження виникнення постійного струму намагнічування в обмотках силових трансформаторів змінного струму, котрі попадають в зону дії наведеного потенціалу.
Методи дослідження. В основу роботи покладено теоретичні дослідження питань пов'язаних з роботою силового обладнання змінної напруги в зоні дії наведеного потенціалу у зарубіжних країнах. Обробка результатів дослідження виконувалася з використанням сучасного прикладного програмного забезпечення: MathCAD, Power Factory.
Отримані результати. В процесі виконання роботи було отримано результати, які свідчать про понаднормовані значення постійного струму намагнічування обмоток автотрансформаторів на підстанції Вінницька 750 кВ, при розташуванні перетворювальної підстанції в Західноукраїнській енергосистемі України, на підстанції Західноукраїнська 750 кВ. При роботі напівпровідникових перетворювачів в уніполярному режимі, постійний струм намагнічування перевищує допустимі норми на 13% для підстанцій 330 кВ і більше ніж в 7 разі для підстанцій 750 кВ.
Наукова новизна. Авторами проведено теоретичне дослідження, одного із можливих варіантів реалізації передачі постійного струму в Україні й визначено ризики пов'язані з монополярним режимом роботи передачі постійної напруги.
Практична цінність. Результати роботи можуть бути використанні при проектуванні нових передач постійного u1089 струму (вставок постійного струму) в енергосистемі України з метою збільшення її експортних можливостей, а також при дослідженні можливих режимів роботи передач постійного струму в складі систем змінної напруги.
EN: Purpose. Perform an analysis of the conditions of the direct-current transmission in a monopolar mode in the conditions near the alternating voltage substation located and to conduct a study of the occurrence of a direct current of dc bias in the windings of power transformers of an alternating current that fall into the zone of the induced potential.
Methodology. The basis of the work is based on theoretical studies of the problems related to the operation of power equipment of alternating voltage in the zone of action of the given potential in foreign countries. The results of the research were processed using modern software applications: MathCAD.
Findings. In the course of the work, overtime values of the direct current of magnetization of windings of autotransformers for the Vinnytsia 750 kV substations were obtained, with the location of a transformation substation
in the Western Ukrainian Power System of Ukraine, at a 750 kV Western-Ukrainian substation. When operating semiconductor converters in unipolar mode, the direct magnetizing current exceeds the permissible norms by 13% for 330 kV substations and more than 7 times for 750 kV substations.
Originality. The authors carried out a theoretical study, one of the possible options for establishing the transmission of DC in Ukraine, and identified the risks associated with the monopolar mode of operation of the transducer of constant voltage.
Practical value. The results of the work can be used in the design of new DC transmissions (DC inserts) in the power grid of Ukraine in order to increase its export capabilities and also at research of possible operating modes of transfers of a direct current as a part of systems of alternating voltage.