Вісник № 01. Проблеми удосконалювання електричних машин і апаратів. Теорія і практика

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/62665

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 10

Аналіз схемотехнічних рішень однофазних реле контролю напруги побутових споживачів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Зорін, Євгеній Юрійович
В статті наведені схемотехнічні рішення однофазних реле контролю напруги для захисту побутових споживачів електричної енергії від непри-пустимих відхилень напруги в мережі живлення на прикладі реле деяких виробників. Здійснено аналіз та опис електричних схем аналогових реле контролю напруги на основі компараторів, так і електронних – більш сучасного виконання на базі мікроконтролерів. Проведений огляд та аналіз систематизує інформацію щодо конструктивних, технічних і функціональних особливостей електричних схем та компонентів вищевказаних реле і демонструє перспективи розвитку схемотехніки реле напруги. Автором проілюстровані електричні схеми, детально описаний алгоритм їх ро-боти. Зроблене узагальнення та висновок про складові функціональних схем реле контролю напруги для захисту побутових споживачів.
Оптимізація системи внутрішнього екранування в газонаповнених високовольтних електричних апаратах із полімерною ізоляцією
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Жорняк, Людмила Борисівна; Афанасьєв, Олексій Іванович; Щусь, Віталій Миколайович
В статті авторами запропонована методика оцінки параметрів електричного навантаження для розрахунку розподілу напруженості електричного поля твердої ізоляційної конструкції газонаповнених високовольтних апаратів, що мають осьову симетрію. Така конструкція являє собою опорну та ізолюючу покришку, заповнену елегазом в якості внутрішнього ізолюючого середовища. Ця методика дозволяє оцінити параметри електрич-ного навантаження (напругу та напруженість поля) в залежності від конструктивних особливостей апарату та системи екранування, що викори-стовується для вирівнювання електричного поля. Запропонована методика дозволяє здійснити оцінку ефективності впливу конструктивних чин-ників системи екранування газонаповненого високовольтного обладнання (вимірювальні трансформатори, розрядники, обмежувачі перенапруг та ін.) при проектуванні та удосконаленні окремих конструктивних рішень. Результати розрахунків добре збігаються з даними експерименталь-них досліджень та статистичною інформацією, яка отримана в результаті моніторингу роботи ізоляційних конструкцій з урахуванням реальних умов експлуатації та дії зовнішніх чинників. Реалізація цієї методики дає можливість врахувати вплив зовнішніх факторів і експлуатаційних характеристик, властивих вимірювальним трансформаторам та обмежувачам перенапруг. У запропонованій методиці в якості прикладу розгля-дається опорна ізоляційна покришка, що знаходиться під час експлуатації в найбільш несприятливих умовах, таких як зовнішнє забруднення, зволоження та їх комбінації, перенапруги різного походження та ін. Теоретичні висновки підтверджуються результатами розрахунків на прикладі найбільш масової конструкції газонаповненого трансформатора струму серії ТОГ-245. Більш точне визначення ефективності запропонованої методики прогнозування параметрів розподілу напруженості поля під впливом системи екранування можна досягти за рахунок проведення до-даткової серії розрахунків та експериментальних випробувань конкретних ізоляційних конструкцій. Таким чином, був зроблений висновок про можливість використання отриманих результатів для оцінки параметрів зовнішньої ізоляції як газонаповнених вимірювальних трансформаторів, так і аналогічного високовольтного обладнання розподільних пристроїв та трансформаторних підстанцій.
"Розумні" електричні апарати для побутового щитка з дистанційним керуванням: огляд ринку, напрями подальшого вдосконалення та досліджень
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Сідак, Віталій Олександрович; Пантелят, Михайло Гаррійович
Системи "розумний дім" набувають все більшого розповсюдження в сучасному суспільстві. На ринку присутня значна кількість так би мовити "розумних" електричних апаратів з використанням електромагнітних або, частіше, твердотільних реле; а також відмикачів. Мета роботи – порівняльний аналіз принципів дії, технічних характеристик, переваг і недоліків "розумних" електричних апаратів для домашнього щитка з дистанційним керуванням, присутніх на сучасному ринку, і на цій основі формулювання пропозицій стосовно усунення виявлених недоліків шляхом проведення науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт. З узагальненого порівняння можна зробити висновок, що технічні рішення "розумних" апаратів з реле поки що в цілому поступаються своїм "побратимам"-відмикачам, головним чином – за видами захисту. Усунути цей суттєвий недолік запропоновано завдяки використанню блока живлення, який підтримує відповідні види захисту.
Quadrature phase shifter for the measurement systems of testing of electrical insulation
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Kostiukov, Ivan Olexandrovich
Quadrature phase shifters are widely used in practice of development of measurement systems intended for the measurements of dielectric dissipation factor and electrical capacitance. This article presents the examples of implementation of phase shifters intended to obtain the value of phase shift equal to 90º for the applying in measurement systems of monitoring and diagnosing the technical condition of electrical insulation. The developed solutions are based on applying of the analog signal multiplier implemented in the AD633 integrated circuit. The required value of phase shift is provided by adding a pre-shifted at a certain angle input harmonic signal to a signal with the reduced amplitude and the opposite initial phase. The article is also focused on the development of schematic solutions which can be used in order to remove the undesirable for many practical applications discrepancy between the amplitudes of the input and the output signals. This alignment of amplitudes is provided by the detection of their average rectified values with subsequent multiplication of their ratio by the shifted at 90º signal with the reduced amplitude. The designed schematic solutions imply the applying of analog circuits which contain the input phase shifter, low pass filter, voltage summing amplifier, two detectors of average rectified values, three analog multipliers and one voltage divider.
Управління режимами електроспоживання виборничих споживачів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Калінчик, Василь Прокопович; Побігайло, Віталій Анатолійович; Калінчик, Віталій Васильович; Мейта, Олександр Володимирович; Чуняк, Юлія Миколаївна
В статті досліджуються моделі та методи комплексного управління режимами електроспоживання. Показано, що дефіцит потужності в го-дини пікових навантажень ускладнює підтримання балансу між потужностями генерації та споживання, що привело до необхідності введення обмежень електричного навантаження виробничих споживачів і розвитку методів і засобів управління режимами електроспоживання. При-чому задачі управління режимами активного електроспоживання і компенсації реактивної потужності тісно пов’язані. Показано, що на даний час відомі наступні методи управління електроспоживанням: по миттєвій нормі; по ідеальній нормі; управління по прогнозній величині; управління з використанням усередненої потужності на рухомому інтервалі часу (метод «рухомого вікна»). Оптимальне управління режи-мами системи електроспоживання і режимами реактивної потужності на відповідний період управління здійснюється на основі використання методів оперативного прогнозування. Дослідження показали, що позитивну роль в підвищенні ефективності оптимізації режимів електро-споживання може зіграти і впливаюче на його рівні управління режимами напруги в системі електропостачання. В зв’язку з цим доцільним представляється перехід до комплексного вирішення проблеми управління електроспоживанням як за рахунок управління споживачами – регуляторами, так і впливанням на режими напруги системи електропостачання. Приведені статичні характеристики змін активної і реакти-вної потужностей від змін напруги в системі електропостачання. Вирішення завдання отримання статичних характеристики можливе в ре-зультаті здійснення активних експериментів; або на основі інтегрування статичних характеристик окремих електроприймачів. Орієнтація на другий шлях доцільна при обмеженому числі різнотипних електроприймачів. Однак, в будь-якому випадку слід визначити статичні характе-ристики окремих великих споживачів – регуляторів, відключення або включення яких може помітно вплинути на інтегральну статичну ха-рактеристику центру живлення. Запропоновано підхід до комплексного управління режимами електроспоживання, який заключається в тому, що з початку контрольованого інтервалу періодично формуються реальні величини споживання активної та реактивної електроенергії, а також значення напруги в контрольованій точці мережі. Надалі здійснюється прогноз споживання активної та реактивної енергії до кінця контрольованого інтервалу і прогноз середнього значення рівня напруги, визначається відхилення між прогнозним та заданим електроспо-живанням і, якщо прогнозне значення електроспоживання перевищує задане, визначають можливе зниження потужності а рахунок зниження напруги і за рахунок відключення споживачів – регуляторів. Одночасно визначають можливі зміни реактивної потужності і, при необхідності, здійснюють управління конденсаторними батареями. Проведені експериментальні дослідження розглянутих моделей. Приведена структурна схема системи комплексного контролю і управління режимами електроспоживання.
Releasers with electro-hydraulic retarders as an effective alternative for short circuit and overcurrent protection
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Kalinchyk, Vasyl Prokopovich; Pobigaylo, Vitaliy Anatolievich; Borychenko, Olena Volodimirivna; Kuzovkin, Sergii Borisovich
It is known that circuit breakers (CBs) installed in distribution cabinets (DCs), better known as “enclosed circuit breakers”, depending on the execution, are designed for: - protection against emergency states of grids: overvoltage and short circuit (s/c) or voltage drop below the permissible level (circuit breakers installed on the grid do not always provide protection against voltage reduction); - protection of AC motors, as well as for combined installation with other electric devices (CBs can service by grid sections as well as separate motors if CBs are used to operate the wound-rotor motor or starting devices, they must include voltage drop protection); - to be used as disconnectors for supply and trunk networks. Overcurrent protection is done by a bimetallic plate, while an electromagnetic releaser provides s/c protection. The main features inherent in this technical solution of overcurrent protection include: - relative dependence on ambient temperature; - inability to quickly switch on again after the CB is triggered; - unstable time-current charac-teristics of the CB. National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute” and «E.NEXT Ukraine» offers an alternative solution for the design of CB protection elements, which is an integrated overcurrent and short circuit protection at the same time in the form of a releaser with an electro – hydraulic retarder. A releaser with an electro-hydraulic retarder triggers the СB actuator, which breaks the contact group of the CB when the current exceeding the set maximum permissible value (s/c or overcurrent) is passing through electrical equipment. The main part of this releaser is an electromagnet, whose coil is connected in series with working contacts in the circuit of the operating current.
Комбіновані моделі прогнозування електроспоживання
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Калінчик, Василь Прокопович; Побігайло, Віталій Анатолійович; Калінчик, Віталій Васильович; Бориченко, Олена Володимирівна; Мейта, Олександр Володимирович
В статті досліджуються моделі та методи прогнозування електричного навантаження. Показано, що серед відомих методів управління електро-споживанням перевага надається тим, які базуються на використанні прогнозних оцінок. Проведено аналіз робіт, присвячених питанням прогно-зування процесів систем управління електроспоживанням промислових підприємств. Показано, що за основу для оперативного прогнозування навантажень систем електропостачання промислових підприємств доцільно використовувати адаптивні моделі. Аналіз адаптивних моделей про-гнозування електроспоживання на основі методу експоненціального згладжування показав їх високу ефективність і хорошу пристосованість до змін процесу електроспоживання. Показано, що найбільшу складність при прогнозуванні представляють випадки стрибкоподібних змін у розви-тку процесу. Стрибкоподібні зміни процесу можуть призвести до порушення раніше існуючих якісних співвідношень параметрів прогнозованої системи. Якщо стрибок представляє собою перехід прогнозованої системи з одного стійкого стану в інше, то модель експоненціального згладжу-вання з корекцією постійної згладжування має найкращу пристосованість до такого роду змінам. У той же час зміни типу "імпульс" відпрацьо-вуються моделлю з певною затримкою, що призводить до збільшення середньоквадратичної помилки прогнозу. Тому реакція моделі на зміну сповільнюється. Для усунення зазначеної обставини пропонується процедура прогнозування на основі комбінованих моделей. В роботі розгля-нуто дві моделі комбінованого прогнозування - комбінована модель спільної обробки результатів прогнозування і комбінована модель селекти-вного типу. Проведені експериментальні дослідження розглянутих моделей.
Чи може EROEI (EROI) служити критерієм енергоефективності?
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Гончаров, Євген Вікторович; Крюкова, Наталія Валеріївна; Марков, Владислав Сергійович; Поляков, Ігор Володимирович
Досі немає єдиної оцінки енергетичної діяльності людства. Коефіцієнт корисної дії широко, що використовується в техніці, таким не є, тому що не в змозі оцінити перспективність розробки нових родовищ викопного палива або запровадження нових видів видобутку енергії, особливо дже-рел, що відновлюються. EROEI (англ. energy returned on energy invested), або EROI (energy return on investment - співвідношення отриманої енергії до витраченої, енергетична рентабельність) у фізиці, економічній та екологічній енергетиці - відношення кількості придатної до використання (корисної) енергії, отриманої енергії (ресурсу), до кількості енергії, витраченої отримання цього енергетичного ресурсу. Якщо для деякого ресу-рсу показник EROI менше або дорівнює одиниці, такий ресурс перетворюється на «поглинач» енергії і більше не може бути використаний як первинне джерело енергії». Строго кажучи, EROEI і EROI це не зовсім одне і теж. Якщо перше це співвідношення отриманої та інвестованої енергії, то друге це співвідношення отриманої енергії та інвестицій! Але для деякого спрощення будемо надалі вважати ці поняття тотожними. Причому, що дуже суттєво, при визначенні цих коефіцієнтів не враховуються природні або природні джерела енергії, такі як інсоляція або енергія нуклідів, що діляться. Враховуються лише витрати енергії, пов'язані з діяльністю людини. На перший погляд все правильно і показник EROI дійсно можна використовувати як універсальний критерій. На підставі наведеного аналізу можна досить точно сказати, що EROEI не є універ-сальним критерієм енергоефективності, але може використовуватися поряд з іншими відомими критеріями і коефіцієнтами. EROEI слід застосо-вувати лише за кількісних оцінок ефективності видобутої енергії як безпосередньо з пального, так і на електростанціях. Розрахунок EROEI сти-кається з певними труднощами, які пов'язані зі складністю розрахунку допоміжних витрат та втрат виробленої енергії, а також витрат, пов'язаних із людською працею. EROEI не враховує і екологічну складову процесу видобутку енергії, що може бути дуже важливо.
Лабораторний практикум для дослідження пристрою плавного пуску трифазного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Чепелюк, Олександр Олександрович; Милашич, Андрій Володимирович
Дана стаття присвячена розробці лабораторного практикуму для дослідження режимів роботи пристрою плавного пуску трифазного асинхрон-ного двигуна з короткозамкненим ротором. Описано конструкцію, процес збірки та електричну схему роз-робленого лабораторного стенду, роз-роблено методичні вказівки для проведення лабораторних та практичних робіт. В розроблених методичних вказівках використовуються гіперпо-силання на технічну літературу від виробника та на спеціальні програми від розробника.
Проникнення плоскої електромагнітної хвилі у рухоме феромагнітне середовище
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Байда, Євген Іванович; Пантелят, Михайло Гаррійович
У статті розглянуто математичну модель проникнення електромагнітного поля в феромагнітне провідне середовище, що рухається. Показано, що глибина проникнення плоского електромагнітного поля залежить як від швидкості руху, так і напрямку руху середовища. Рух середовища "назустріч" полю зменшує глибину його проникнення в матеріал, що еквівалентно збільшенню частоти поля. При певних швидкостях руху середовища у напрямку поля глибина проникнення збільшується настільки, що середовище стає прозорим і затухання поля відсутнє. Показано, що вібрація тонкої феромагнітної пластини в електромагнітному полі навіть у разі лінійного середовища призводить до нелінійних коливань поля у речовині. Нелінійне середовища впливає на величину затухання поля, але характер поля істотно не змінюється. Показано, що вібрація тонкої феромагнітної пластини збільшує глибину проникнення поля, порівняно з випадком нерухомого середовища.