Електротехніка та електроенергетика - 2015, №1
Permanent URI for this collectionhttps://eir.zp.edu.ua/handle/123456789/27623
Browse
Recent Submissions
Item Методи та засоби зниження технічних втрат електроенергії в елементах систем електропостачання(Національний університет "Запорізька політехніка", 2015) Ципленков, Д. В.; Красовський, П. Ю.; Tsyplenkov, D. V.; Krasovskiy, P. Yu.UK: Метою даної роботи є встановлення факторів, що впливають на зміну технічних втрат електроенергії, та залежності динаміки зміни технічних втрат за час експлуатації елементів систем електропостачання а також розробка класифікації заходів щодо зниження втрат електроенергії у системах електропостачання. В результаті проведеного аналізу встановлено, що зміна технічних втрат визначається постійною зміною конфігурації мереж, внаслідок їхньої реконструкції та змін умов і інтенсивності експлуатації, а також технічного стану елементів систем електропостачання за час експлуатації. EN: The aim of the work is to determine the factors that influence the change of electricity technical losses and the dynamics of power losses change depending on the exploitation term of the elements of power supply systems. This will allow to develop more accurate methods for determining the electric energy losses and calculate the real value of the power losses in the elements of the power supply system that have been operated for a long time. The task of electricity losses reduction is an important part of the more general problem of reducing energy consumption and efficient use of energy resources through the optimization of consumption and power generation. In the context of continuous growth of power rates and change of energy consumption, the energy saving and rational management of the power economy get the great importance and present not only engineering problem, but also the economic problem. Hence the need to reduce non-productive energy losses and improve the technical operation of power supply system appears. Currently, much attention is paid to the electric energy losses reduction through the development of more accurate methods of the energy losses determination in all elements of power systems. The analysis shows that the change of power losses is determined by changing of the permanent electric networks reconfiguration as a result of their reconstruction and changes in the conditions and frequency of use, as well as the technical state of the elements of power supply systems during the operation.Item Формирование программы энергосбережения для систем электроснабжения(Національний університет "Запорізька політехніка", 2015) Дьяченко, Вера Викторовна; Дьяченко, Віра Вікторівна; Dyachenko, V. V.RU: В статье рассматривается новый подход к формированию программы энергосбережения для систем электроснабжения, целью которой является реализация максимального объема потенциала энергосбережения. Формируется общий список энергосберегающих мероприятий программы на результатах оптимизации структуры и параметров системы с точки зрения минимума потерь электрической энергии в ней. Критерием включения мероприятий в данную программу является себестоимость сэкономленной энергии, значение которой не должно превышать действующий тариф. UK: У статті розглядається новий підхід до формування програми енергозбереження для систем електропостачання, метою якої є реалізація максимального обсягу потенціалу енергозбереження. Формується загальний список енергозберігаючих заходів програми згідно результатам оптимізації структури і параметрів системи з точки зору мінімуму втрат електричної енергії в ній. Критерієм включення цих заходів у дану програму є собівартість зекономленої енергії, значення якої не повинно перевищувати діючий тариф. EN: The article discusses a new approach to the formation of energy–saving program for the power supply system, which aims to realize the maximum amount of reserve electric power saving system. The combination of all technical and circuit modifications at each site and system level power that creates the energy–efficient systems, and is an initial list of energy saving measures will be included into the program. The general list of energy–saving measures on the results of the program to optimize the structure and parameters of the system in terms of the minimum electric power losses in it is formed. For the power supply system on the basis of a regulatory evaluation of the effectiveness of energy saving measures it is proposed the criteria selection of cost–effective measures to reduce energy losses in the system: the saved energy cost should not exceed the current tariff for electricity consumption from the grid.Item Удосконалення методу оцінювання надійності схем релейного захисту(Національний університет "Запорізька політехніка", 2015) Літвінов, В. В.; Саченко, Я. С.; Litvinov, V. V.; Sachenko, Ya. S.UK: Удосконалено метод дерева відмов для оцінювання імовірності відмови схеми релейного захисту на інтервалі часу шляхом використання статистичних функцій розподілу імовірності відмов елементів схеми релейного захисту. Удосконалений метод дозволяє проводити оцінку надійності схем релейного захисту з урахуванням характеристик окремих типів обладнання. Проведено порівняльний аналіз надійності схем релейного захисту на електромеханічній та мікропроцесорній елементній базах. EN: In paper the fault tree method for the relay protection scheme reliability estimation at the time interval is improved. The improved method can be used as input information of the following values: the averaged reliability indexes of equipment, the statistical functions of relay scheme elements of fault probability distribution and the modified statistical functions of relay scheme elements of fault probability distribution. The improved fault tree method is possible to apply both for the comparison estimations and for the risk-management problem solution. In practical part of the paper the comparison of reliability analysis of relay schemes with electromechanical relays and digital relays is presented. The obtained results show that the reliability of modern digital relay schemes is less than the reliability of electromechanical relay schemes. Also, in paper the quantity estimation of 6 kV network current protection fault probability is obtained by using the statistical functions F(t).Item Совершенствование частотного пуска гидроагрегата гидроаккумулирующей электростанции в насосном режиме(Національний університет "Запорізька політехніка", 2015) Волков, В. А.; Довбищук, Д. В.; Волков, В. О.; Довбищук. Д. В.; Volkov, V. A.; Dovbischuk, D. V.RU: гидроаккумулирующих электростанциях (ГАЭС). Усовершенствован частотный способ пуска гидроагрегата в насосном режиме от соседнего гидроагрегата, работающего в генераторном режиме. Разработана математическая модель усовершенствованного способа данного пуска гидроагрегата. На основе указанной математической модели создана имитационная компьютерная модель, посредством которой исследованы электромагнитные и механические процессы частотного пуска применительно к гидроагрегатам, установленным на Киевской ГАЭС. UK: Виконано аналіз існуючих способів пуску гідроагрегатів в насосному режимі на гідроакумулюючих електростанціях (ГАЕС). Удосконалено частотний спосіб пуску гідроагрегату в насосному режимі від сусіднього гідроагрегату, що працює в генераторному режимі. Розроблено математичну модель удосконаленого способу даного пуску гідроагрегату. На основі зазначеної математичної моделі створена імітаційна комп’ютерна модель, за допомогою якої досліджені електромагнітні та механічні процеси частотного пуску стосовно до гідроагрегатів, які встановлені на Київській ГАЕС. EN: The analysis of the existing methods of the hydraulic units start in pump mode at pumped storage power plants (PSPP) is done. The introduction of the initial magnetic saturation of the synchronous motor and the implementation of automatic correction of the change rate of its frequency and the synchronous generator voltage improve frequency of starting method in hydro pump mode from a nearby hydroelectric unit operating in generator mode. The general mathematical model of the improved method for starting the hydraulic unit makes possible the rotation of a conventional system of relative units in projections of generalized synchronous machine vectors on the orthogonal coordinate system axis focused on its magnetic field of the rotor. This general mathematical model contains mathematical model of synchronous generator, synchronous motor and control unit. On the basis of this mathematical model the simulation (computer) model of the improved method for frequency start at hydro pump mode from a nearby hydroelectric unit is created. Through this simulation model the electromagnetic and mechanical processes of the method being applied to start hydraulic units installed on the PSP Kiev in Ukraine are investigated and evaluated.Item Техніко-економічна оцінка оптимального рівня напруги для електроживлення робочих горизонтів глибоких шахт(Національний університет "Запорізька політехніка", 2015) Шкрабець, Ф. П.; Остапчук, О. В.; Кожевников, А. В.; Акулов, А. В.; Shkrabets, F. P.; Ostapchuk, O. V.; Kozhevnikov, A. V.; Akulov, A. V.UK: Виконано аналіз показників, що впливають на економічну доцільність застосування класу напруги 35 кВ для глибоких енергоємних шахт при їх реконструкції. Розроблено методику підрахунку економічної ефективності підземної системи електропостачання, вплив електроприймачів на економічність експлуатації, а також відзначена низька ефективність використання класу напруги 10 кВ для живлення глибоких горизонтів шахт. EN: The most perspective option for possible deep mine power supply is the one with the deep input of 35 kV voltage by installing of underground 35kV/6 kV substation. This option is caused by the expected level of electrical loads, provided by mine development, the power consumers’ deep layout (considering the distance from the source to the shaft on the surface and from the shaft to the underground substation chamber) and primary and the most responsible power consumers (blind shaft lifting devices, drives of water pumping facilities) near-shaft concentration. Furthermore, this option provides further mine development and excludes the impact (and connection in an ordinary operation mode) of existing underground mine power supply system. This option is the most appropriate in terms of economic efficiency in the deep mines reconstruction (effectiveness observed at a depth of1000 m), also the 6 kV voltage class implementation inexpedience for the shown conditions is noticed. The economic operation efficiency of the main electric equipment types of6 and 10 kV voltage classes is determined, the impact indexes on their work efficiency are noted.Item Усовершенствование итерационных методов решения систем нелинейных уравнений состояния магнитоэлектрических схем замещения(Національний університет "Запорізька політехніка", 2015) Тиховод, Сергей Михайлович; Тиховод, Сергій Михайлович; Tykhovod, S. M.RU: Численные методы интегрирования дифференциальных уравнений, описывающих электромагнитные процессы, сводятся к решению системы нелинейных уравнений итерационным методом. Условия сходимости метода простых итераций в классической постановке обычно не выполняется при решении практических задач. Предложена модернизация метода простых итераций с одним весом и двумя весами. Подбор весовых коэффициентов позволяет значительно расширить область сходимости метода простых итераций. Показано, что использование метода простых итераций с двумя весами позволяет более существенно расширить область сходимости метода. UK: Числові методи інтегрування диференціальних рівнянь, що описують електромагнітні процеси, зводяться до розв'язання системи нелінійних рівнянь ітераційним методом. Умови збіжності методу простих ітерацій в класичній постановці зазвичай не виконується при вирішенні практичних завдань. Запропонована модернізація методу простих ітерацій з одною вагою і двома вагами. Підбір вагових коефіцієнтів дозволяє значно розширити область збіжності методу простих ітерацій. Показано, що використання методу простих ітерацій з двома вагами дозволяє істотно розширити область збіжності методу. EN: The numeral methods of integration of differential equations describing electromagnetic processes are reduced to solution of the system of nonlinear equations by an iterative method. The method of simple iterations for the classic presentation, i.e., k=0, 1, 2… is converged if , that usually is not executed at the solution of practical tasks. In capacity of convergence parameter of iterative process the factor of convergence C as ratio of deviation of approached solution from the true solution, obtained on the current step of iteration, to the corresponding deviation, got on the previous step of iteration, is put into operation. For convergence of iterative process it is necessary, that absolute value of convergence factor would be less than unit. It is offered modernization of simple iterations method with one and two weights for convergence at the condition. The selection of weight coefficients allows considerably extending an area of simple iterations method. It is shown that the use of offered method with two weights is more effective than one.Item Дослідження електромагнітних процесів самозбудження асинхронного тягового двигуна при рекуперативному гальмуванні з живленням від джерела обмеженої потужності(Національний університет "Запорізька політехніка", 2015) Кулагін, Дмитро Олександрович; Kulagin, D. O.UK: В статті проведено визначення функцій електромагнітних процесів самозбудження асинхронного тягового двигуна при рекуперативному гальмуванні з живленням від джерела обмеженої потужності. Проведене дослідження виконано в загальному вигляді, що дозволяє використовувати його результати для асинхронних тягових електроприводів різних серій. Зокрема, показано, що підтримки реактивної складової статорного струму тягового асинхронного двигуна на даній частоті шляхом живлення від системи живлення рухомого електротехнічного комплексу забезпечує надійне збудження асинхронного двигуна в генераторному режимі та, як наслідок, стабільне гальмування електротехнічного комплексу. Причому, живлення струмом від синхронного генератора при гальмівному режимі вкрай не бажане, так як призводить до збільшення витрати палива дизелем та може понизити величину гальмівної потужності. Запропоновано при гальмівному режимі тримати випрямляч в закритому стані шляхом зниження збудження синхронного генератора так, щоб випрямлена напруга останнього була нижче випрямленої напруги асинхронної машини. EN: The article presents the definition of the functions of self-excitation electromagnetic processes of asynchronous traction motor with regenerative braking powered by limited power source. It is shown that the power of current synchronous generator with brake mode is not very desirable, as leading to increased fuel consumption and can reduce the value of the braking power, engine traction which develops as a result of absorption of the resistor current synchronous generator. Therefore, it is advisable in brake mode to keep rectifier closed by lowering the excitation synchronous generator so that the latter is below rectified voltage asynchronous machine. By reducing the power factor of asynchronous machine magnitude of reactive energy required for its excitation increases and increases according capacitor discharge current. Capacitor filter designed to smooth the ripple voltage mainly generates the inverter work. The increase in capacity required for this purpose is desirable to avoid the increase in the weight and volume of the inverter. Therefore, the low power factor may be appropriate to enable the rectifier and power of asynchronous machine of synchronous generator increasing its excitement. This should automatically be happened with increasing of discharge current filter capacitor installation and should be funded to some acceptable limits. The research is carried out in general terms, it can be used for asynchronous traction results in electric various series.Item Оцінка часу експлуатації IGBT4 модулів в режимі циклічного навантаження(Національний університет "Запорізька політехніка", 2015) Остренко, В. С.; Ostrenko, V. S.UK: Запропонована методика виконання розрахунків визначення режимів роботи IGBT модулів дворівневого інвертора напруги. Запропоновані формули розрахунків для визначення максимальної та мінімальної температури IGBT чіпів при циклічному навантаженні. На основі експериментальних досліджень фірми SEMIKRON розроблена формула визначення кількості циклів до відмови IGBT4 модулів в залежності від перепаду температури та середньої температури в циклі. EN: The method of calculation to determine the mode of IGBT module operation for the two-level voltage inverter is proposed. IGBT module does not have a metal base plate in the calculation assumed. The intensity of the cooling module takes into account the thermal impedance of the heat sink. The maximum permissible switching frequency of IGBT at limited ambient temperature, thermal resistance of the heat sink, load current of the inverter and the maximum permissible IGBT chip temperature are given. Calculation formulae for determination of the maximum and minimum IGBT chips temperatures under cyclic loading are proposed for use. On the basis of experimental research done by SEMIKRON firm the formulae for determination of the number of cycles to failure IGBT4 modules, which are dependent on the temperature differences and the mean temperature of the IGBT chip in cycle, are proposed.Item Компенсація впливу несиметрії обмоток статора асинхронного двигуна у системах векторного керування(Національний університет "Запорізька політехніка", 2015) Мельников, В. О.; Калінов, А. П.; Кочуров, І. М.; Melnykov, V.; Kalinov, A.; Kochurov, I.UK: Представлено методи компенсації впливу несиметрії обмоток статора асинхронного двигуна на характеристики систем електропривода з векторним керуванням. Показано, що застосування запропонованих систем керування, за рахунок внесення додаткових сигналів компенсації в замкнені контури регулювання струму статора двигуна, дозволяють компенсувати змінну складову електромагнітного моменту, чи змінну складову споживаної потужності. При цьому застосування системи компенсації змінної складової електромагнітного моменту двигуна дозволяє зменшити вібрації двигуна, а застосування системи компенсації змінної складової споживаної активної потужності дозволяє зменшити теплове перевантаження окремих фаз, що збільшує термін експлуатації ізоляції обмоток статора асинхронного двигуна. EN: It is presented the methods for compensation the influence of induction motor stator windings asymmetry on the characteristics of vector-controlled electric drive system. It is shown that the use of proposed control systems at the expense of introduction of additional compensation signals in closed control loops of the motor stator current allows to compensate the variable component of the electromagnetic torque or the variable component of the power consumption. Along with this, the use of the system for compensation of the variable component of the motor electromagnetic torque allows to decrease motor vibrations and the use of the system for compensation of the variable component of active power allows to decrease the heat overloads of the single motor phases, which increases the insulation life of the induction motor stator phases.Item Дослідження впливу підвищених температур на експлуатаційні властивості трансформаторного масла Т-1500 в плівкових ізоляційних системах(Національний університет "Запорізька політехніка", 2015) Малюшевська, А. П.; Дмитрішин, О. Я.; Топоров, С. О.; Malyushevskaya, A. P.; Dmitrishin, A. Ya.; Toporov, S. O.UK: Обрано критеріальні параметри, що дозволяють достовірно оцінювати термостабільність експлуатаційних властивостей діелектричних рідин. Проаналізовано зміну експлуатаційних властивостей трансформаторного масла Т-1500 в ході його взаємодії з пропіленовою і поліетилентерефталатними плівками під впливом підвищеної температури. Виявлено вплив морфологічних особливостей поверхні поліпропіленової плівки на термостабільність плівкового просоченого діелектрика, а також низький ступінь термостимульованої взаємодії поліетилентерефталатної плівки з трансформаторним маслом Т-1500. EN: The criteria parameters allowing to estimate authentically the thermostability of dielectric liquids’ operational properties are chosen. Change of transformer oil’s operational properties during its interaction with polypropylene and polyethylenetereftalate films under the influence of the heightened temperature is analysed. The influence of morphological features of polypropylene film’s surface on the thermostability of the impregnated dielectric film is revealed. Low degree of the interaction between the polyethylenetereftalate film and transformer oil T-1500 is defined. The reduction of the comparative light transmission coefficient illustrates the thermostimulated mutual dissolution in the system «polymer in the liquid». The consequent of this process is the degradation of the impregnated dielectric film components’ electrical characteristics. Analysis of kinetics of impregnating liquid’s light transmission can be informative and useful in comparative studies of various impregnated dielectric films, as well as for express diagnostics of impregnated film insulation during high-voltage pulse capacitors life tests.Item Методика определения температуры поверхности сильноточных разрывных контактов в процессе коммутации(Національний університет "Запорізька політехніка", 2015) Волкова, Ольга Григорьевна; Волкова, Ольга Григорівна; Volkova, O. G.RU: В статье рассмотрена методика определения температуры поверхности сильноточных разрывных контактов работающих при бездуговой коммутации цепи переменного тока. Определение температуры основывалось на численном решении граничной обратной задачи теплопроводности. Получены расчеты температуры контактных поверхности в зависимости от времени. Расчет выполнен с помощью пакета прикладных программ MathCAD. Полученные значения температуры с помощью данной методики являются более точные, чем при использовании известных. UK: У статті розглянуто методику визначення температури поверхні сільнострумних розривних контактів, що працюють при бездуговій комутації змінного струму. Визначення температури ґрунтувалося на чисельному рішенні граничної оберненої задачі теплопровідності. Отримано розрахунки температури контактних поверхні в залежності від часу. Розрахунок виконаний за допомогою пакета прикладних програм MathCAD. Отримані значення температури за допомогою даної методики є більш точними, ніж при використані існуючих. EN: The article describes the method of temperature determination of the electrical contact surface, which works without electrical arc in AC circuits. Pictures of contact surfaces damage are shown. It indicates that the temperature rises above the melting point of the contact material and there is disagreement in use of the temperature calculation methods. The temperature determination is based on the numerical solution of the boundary inverse heat conduction problem. The regularized solutions are done with the help of quasi-inversion method. The feature of the method is the temperature determination from the experimental temperature values obtained at points available for measurement. Calculation of the contact surface temperature as a function of time is obtained. The calculation is made using the program «MathCAD». The resulting temperature obtained by this method is more accurate than using previously known methods.Item Электропривод малой мощности для сварочного оборудования(Національний університет "Запорізька політехніка", 2015) Лебедев, В. А.; Лебедєв, В. А.; Lebedev, V. A.,RU: Разработана концепция построения транзисторного регулятора для электроприводов малой мощности с использованием оригинального принципа управления. Выполнено изготовление и испытание в реальных объектах образцов регуляторов, характеристики, которых при простом, но эффективном построении удовлетворяет всем требованиям систем, которые устанавливаются в сварочном оборудовании. UK: Розроблено концепцію побудови транзисторного регулятора для електроприводів малої потужності з використанням оригінального принципу управління. Запропонований принцип регулювання близький до релейного або коливального типу електроприводу, проте відрізняється від нього більш високим ступенем інваріантності до змін моменту завантажень на валу приводного електродвигуна. Особливістю розробки є те, що регулятор електроприводу відпрацьовує не просто зміна величини на валу електродвигуна моменту або завдання - він практично відпрацьовує швидкість зміни збурень. Показано, що нова розробка електроприводу враховує особливості роботи основних вузлів механізованого та автоматичного обладнання для дугового зварювання електродом, але може бути використані і в інших об'єктах промисловості. Виконано виготовлення та випробування в реальних об'єктах зразків регуляторів, характеристики, яких при простому, але ефективному побудові задовольняє всім вимогам систем, які встановлюються в зварювальному обладнанні. Запропоновано розширити застосування розглянутого електроприводу при його реалізації в мікросхемном виконанні. EN: The concept of transistor controller construction for low-power electric drives using the original principle of control is presented. The proposed principle of regulation is close to the relay or oscillatory type actuator, but differs from it by the higher degree of invariance to changes in torque downloads on drive motor shaft. The feature of the development is that the drive controller fulfills not just a change in the value on the torque motor shaft or jobs - it fulfills almost the rate of disturbances change. It is shown that new development takes into account the drive features of the basic units of mechanized and automated equipment for arc welding, but can be used in other industrial facilities. Manufacture and testing facilities are performed in real samples regulators, which characteristics in a simple but efficient construction meets all requirements of systems that are installed in the welding equipment. It is proposed to expand the use of electric considered at its implementation in integrated circuit design.Item Схема тягового електротехнічного комплексу транспортного засобу з накопичувачем енергії(Національний університет "Запорізька політехніка", 2015) Курись, Л. В.; Бялобржеський, О. В.; Kurys, L. V.; Bialobrzeski, O. V.UK: В роботі проведено аналіз існуючих способів підвищення енергетичної ефективності транспортних засобів з електричною трансмісією, на підставі якого визначене особливе місце накопичувачів електроенергії. Для дослідження перехідних процесів в режимах роботи транзисторного перетворювача розроблена математична модель тягового електротехнічного комплексу. В моделі реалізовані динамічний (розгін) та стаціонарний (ослаблення магнітного потоку) режими двигуна постійного струму з конденсаторним накопичувачем енергії. EN: This paper analyzes the existing means of improving the energy efficiency of vehicles with electric transmission, on its basis the special place of electricity storage is allocated. The scheme of transistor converter for implementation of the DC motor traction characteristics by consistent or independent excitation modes of acceleration movement and braking is given. Additionally, the scheme is introduced for the controlled capacitor drive for accumulation of excess braking energy and use it during acceleration. To study the transition process in operation mode of transistor converter the mathematical model of electro-technical traction complex is developed. The model realizes the dynamic (acceleration) and stationary (weakening magnetic flux) modes of DC motor with capacitor energy storage.