Вісник № 02. Проблеми удосконалювання електричних машин і апаратів. Теорія і практика

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/62666

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 10 з 10

Modern approaches of high-voltage transmission lines monitoring
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Honcharov, Yevhen; Kriukova, Nataliia; Markov, Vladyslav; Poliakov, Ihor
Transmission lines require timely inspection and monitoring to prevent emergency situations during operation. System emergency situations as blackout are very undesirable, so they need their previous detection and prevention. Accordingly, this can be avoided by detailed monitoring the functioning of all elements of the power system. The directions of remote control for researching the operational state of electric power facilities through the use of special equipment, in particular aerial vehicles, have gained sufficient development. Possibilities of practical means of remote monitoring of power transmission lines are also considered. Due to their relatively inexpensive use and ease of operation, distant controlled aerial vehicles are an effective approach for surveying high-voltage power lines. A number of advantages of using distant controlled aerial vehicles are the extended functionality of monitoring quality provided by modern equipment. Functional analysis of modern on-board equipment indicates the possibility of detecting research objects on a real-time scale, due to the use of telemetry, satellite and combined television and thermal imaging systems, with the possibility of detailed observe. The most perspec-tive is the use of combined heat-television systems, which allow improving the technical characteristics of the surveillance system significantly. This method provides monitoring of heat losses, detection of overheated elements of transmission lines and assessment of the performance of elements. Such technology ensures more safer and timely detection of malfunctions, threats to operation and carrying out work on their elimination. In addition, the fields of application of distant controlled aerial vehicles as surveys for the design of energy systems are increasing.
Comparison of synchronous generators for autonomous gasoline installation system
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Chumaсk, Vadim Vladimirovich; Kovalenko, Mykhaylo; Tkachuk, Ihor; Kovalenko, Iryna Yakivna
There are many power plants like thermal, solar, hydro, nuclear etc. but there are some disadvantage of it like CO2 emission pollution, problem of global warming requirement of fuels cost etc. To avoid such factors we developed system is biomass power plant to meet the demands of electricity and envi-ronment concern day by day price of fuels that fact to which motivate to use renewable energy. Biomass is renewable in nature, carbon neutral and has the potential to provide large productive employment in rural areas. It is considered as one of the promising sources for generation of power / energy using commercially available thermal and biological conversion technologies. The fossil fuels are depleting very fast, it is very important to replace fossil fuels with best alternative fuel modes which will be available for requirement in abundance at the same time if it is ready at one’s disposal is a eminent balance to the environment. The sanctification for this need is the bio mass power plant; on finding the major advantage of bio mass power plant is the fuel which is agricultural waste (rice husk, wood, etc.) segregation available in unnumbered tons around the world. It is very important to utilize this in the context of energy. It is also found that the sulphur content in the biomass is very less when compared with coal. The wood fuels contains very little ash (-1% or less), so increasing the ratio of wood in biomass coal blends can reduce the amount of ash that must be disposed. In biomass power plants, wood waste or other waste is burned to produce steam that runs a turbine to make electricity, or that provides heat to industries and homes. Fortunately, new technologies including pollution controls and combustion engineering have advanced to the point that any emissions from burning biomass in industrial facilities are generally less than emissions produced when using fossil fuels (coal, natural gas, oil), biomass is burned in a combustor or furnace to generate hot gas, which is fed into a boiler to generate steam, which is expanded through a steam turbine or steam engine to produce mechanical or electrical energy. In this paper were performed comparison of traditional synchronous generator with electromagnetic excitation and permanent magnet generator for autonomous gasoline installation system.
Лабораторний стенд для дослідження режимів роботи перетворювача частоти трифазного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Чепелюк, Олександр Олександрович; Пожидаєв, Володимир Євгенійович
Розроблено лабораторний стенд для дослідження режимів роботи перетворювача частоти для керування трифазним асинхронним двигуном з короткозамкненим ротором напругою 380-400 В. Описано конструкцію лабораторного стенду та його електричну схему. Розроблено методичні вказівки для проведення лабораторної роботи з дослідження режимів роботи перетворювача частоти. Наведено склад та структуру методичних вказівок. В електронній версії розроблених методичних вказівок використано гіперпосилання на технічну документацію досліджуваного пере-творювача частоти у мережі Internet. Для демонстрації можливостей лабораторного стенду приведено окремі результати досліджень режимів роботи перетворювача частоти.
Вплив параметрів пускової обмотки на пускові властивості явнополюсного синхронного двигуна
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Хай, Михайло Васильович; Харчишин, Богдан Михайлович
Проаналізовано асинхронний спосіб пуску явнополюсного синхронного двигуна (ЯСД), його пускові властивості та характеристики, під якими розуміють залежності струму І статора та електромагнітного моменту М від ковзання s при незмінних напрузі U живлення обмотки статора та її частоті f. Для їх розрахунку створено математичну модель, яка враховує магнітну та електричну несиметрію. Магнітна несиметрія ЯСД зумовлена явнополюсною конструкцією ротора, а електрична – неоднаковою кількістю обмоток по поздовжній та поперечній осях. Для врахування магніт-ної та електричної несиметрії ЯСД здійснюють такі перетворення: 1) трифазну обмотку статора замінюють двофазною, у якій магнітна вісь однієї з обмоток збігається з поздовжньою віссю d, а магнітна вісь другої обмотки – з поперечною віссю q нерухомої відносно ротора ортогональної системи координат dq (рис.1); 2) пускову короткозамкнену обмотку замінюють двома обмотками: поздовжньою пусковою обмоткою, магнітна вісь якої збігається з віссю d, та поперечною пусковою обмоткою, магнітна вісь якої збігається з віссю q; 3) рухомий ротор двигуна вважають нерухомим. Розроблена математична модель показала, що пускові властивості ЯСД та вигляд його пускових характеристик залежать як від па-раметрів обмотки статора, так і від параметрів обмоток ротора – пускової обмотки та обмотки збудження. У процесі проектування ЯСД заданих пускових властивостей досягають зміною параметрів пускової обмотки, які залежать від кількості стрижнів, розмірів і матеріалу стрижнів та короткозамикальних кілець, а також розмірів (ширини та висоти) шліца паза пускової обмотки. Для дослідження впливу цих величин на пускові властивості ЯСД за описаною математичною моделлю складено комп’ютерну програму розрахунку його пускових характеристик для заданої сукупності параметрів.
Increasing the functional reliability of industrial electrical networks 6-10 kV by integrating vacuum reclosers
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Kalinchyk, Vasyl Prokopovich; Pobigaylo, Vitaliy Anatolievich; Borychenko, Olena Volodimirivna; Kuzovkin, Sergii Borisovich; Yatsenko, Oleksandr Volodymyrovych
Topical matter of power supply for today is effective increase in the reliability of power supply in medium voltage overhead power systems by sectioning of lines with switching devices, such as disconnectors, controlled disconnectors or sectioning points. In such schemes, the manual approach to emergency management is used. This kind of schemes can be used where the overhead power lines are. Protective device on the outgoing feeder is switched off as soon as damage occurs in any area. As a result, all consumers of the line lose power for a long time. Remotely operated disconnectors or remote controlled sectioning points can also be installed instead of manual line disconnectors. This process of damage localization differs only in that all switching operations are performed remotely. Decision on switching is made by the dispatcher, constant communication with each controlled element of the network is necessary, otherwise it becomes virtually uncontrollable and the entire effect of remote control of disconnectors is eliminated.
Аналіз конструктивних та структурних особливостей матеріалів зовнішньої ізоляції високовольтних апаратів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Жорняк, Людмила Борисівна; Афанасьєв, Олексій Іванович; Щусь, Віталій Миколайович
В статті авторами було проведено аналіз конструктивних та структурних особливостей різних матеріалів зовнішньої ізоляції високовольтних апаратів, а саме високовольтного обладнання станцій та підстанцій. Експлуатаційна надійність зовнішньої ізоляції визначається переважно електричним навантаженням, яке характеризується місцевими значеннями напруженості поля. Напруженість поля вздовж ізоляційної покришки розподіляється дуже нерівномірно і має максимальне значення біля електроду з високою напругою. Електричні ізолятори використовуються в усіх високовольтних апаратах електричних кіл передачі та розподілу для відокремлення напруги від землі. Матеріали, які використовуються при розробці та виробництві електричних ізоляторів, мають певні унікальні характеристики. Ці матеріали перешкоджають вільному проходженню внутрішніх електричних зарядів у матеріалі, що робить практично неможливим проведення електричного струму. Здатність матеріалу запобігати електропровідності характеризується його діелектричною міцністю. Полімерні ізолятори дозволяють поєднувати високу механічну міцність з задовільними електричними характеристиками. У таких комбінованих конструкціях в якості елемента, що витримує механічне навантаження, використовуються склопластикові стрижні або циліндри. Також конструкція внутрішньої ізоляції конденсаторного типу, що просочена і наповнена затверділою епоксидною смолою, дозволяє особливо точно намотувати синтетичний матеріал і розміщувати алюмінієві фольги, які забезпечують ємнісні вирівнювання градуювання і необхідні для контролю та формування електричного поля. Таке поле контролюється таким чином, щоб оптимізувати розміри, масу та електричні характеристики високовольтного апарату залежно від класу напруги та інших параметрів. Захисне полімерне покриття забезпечує високі електричні характеристики ізоляторів за умов експлуатації. Відомо, що в процесі експлуатації високовольтного апарату швидкість старіння зовнішньої ізоляції додатково підсилюється через складну та неоднорідну структуру самої ізоляційної покришки, а також впливу оточуючого середовища та погодних умов. Головним елементом зовнішньої ізоляції є опорна ізоляційна покришка, в середині якої розміщуються елементи активної частини певного електричного апарату. Її основою є зазвичай скло-епоксидний циліндр (це забезпечує механічну стійкість конструкції), на якому розміщуються ребра з кремнійорганічної гуми, що в свою чергу забезпечує електричну міцність зовнішньої ізоляції.
Корекція вихідної потужності генератора безмультиплікаторної вітроелектроустановки при дискретних та випадкових значеннях швидкості вітру
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Чумак, Вадим Володимирович; Островєрхов, Микола Якович; Коваленко, Михайло Анатолійович; Головко, Володимир Михайлович; Коваленко, Ірина Яківна
Основним перетворювачем механічної енергії вітру в електричну у вітроустановках є електричний генератор. Як правило, в таких системах ви-користовуються синхронні генератори із постійними магнітами на роторі. Головним недоліком такого конструктивного виконання є складність або і практична неможливість регулювати вихідні параметри генератора: напругу, потужність і т.ін. Відомі методи та засоби направлені на вирішення даної задачі відносяться до випадків, коли швидкість вітру є постійною, тобто незмінною. В реальних умовах характер вітру носить мін-ливий характер. Середньорічна швидкість вітру для України коливається в межах ≈ 5-6 м/с. Поточне значення швидкості вітру залежить від погодних умов, часу доби та пори року. Відповідно і характер вихідної потужності генератора буде мати мінливий характер. В даній роботі автори проводять оцінку ефективності корекції вихідної потужності генератора безмультиплікаторної вітроустановоки при дискретних та випадкових значеннях швидкості вітру. Основною енергетичною установкою даного дослідження виступає магнітоелектричний синхронний генератор із двостороннім розташуванням магнітів на роторі та з аксіальним магнітним потоком. Для вирішення поставленої мети розроблено чисельну імітаційну математичну модель системи у складі із безмультиплікаторною вітроустановокою та магнітоелектричним синхронним генератором із двостороннім розташуванням магнітів на роторі та з аксіальним магнітним потоком в програмному пакеті MATLAB-Simulink. Розроблена іміта-ційна модель враховує зміну вихідних параметрів генератора при зміні швидкості вітру і навпаки, система в якій зміна вихідного стану генератора призводить до зміни параметрів ротора вітроагрегату. Мінливість та дискретність швидкості вітру реалізована в системі MATLAB-Simulink шляхом формування сигналів, значення яких в окремі моменти часу є випадковою величиною, розподіленою за нормальним (Гауссовим) законом із заздалегідь заданими параметрами. За допомогою розробленої математичної моделі проведено чисельні імітаційні експерименти, в яких дослі-джувалась ефективність корекції вихідної потужності досліджуваної системи при підключенні статичних конденсаторів до обмотки якоря гене-ратора та при подачі струму на додаткову обмотку магнітоелектричного генератора. При підключенні додаткової підмагнічувальної ємності ≈30 мкФ до затискачів генератора спостерігається збільшення вихідної потужності на ≈5-10%. При подачі напруги на обмотку збудження Uf=8 В спостерігається приріст вихідної потужності генератора ≈30-40% ніж без регулювання. Тому це є більш ефективним способом корекції вихідної потужності магнітоелектричного генератора. Розроблену математичну модель можливо використовувати в подальших дослідженнях для синтезу закону керування додатковою обмоткою магнітоелектричного генератора для максимально ефективного перетворення механічної енергії вітру в електричну.
Електротехнічна англомовна термінологія та проблеми при використанні її українськими фахівцями
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Гончаров, Євген Вікторович; Крюкова, Наталія Валеріївна; Марков, Владислав Сергійович; Поляков, Ігор Володимирович
Використання англомовної електротехнічної термінології у останні роки стає невід’ємною частиною науково-педагогічної діяльності у вищій школі України. Написання наукових статей, монографій, методичної літератури та викладання лекційних та практично-лабораторних занять по-требує не тільки володіння англійською мовою на рівні не нижче Intermediate, але й знання відповідної науково-технічної термінології. Англій-ська мова стає по суті лінгва-франка сучасного світу, в тому числі і у науковій площині. Тому досить дивно, що у науковій бібліотеці НТУ ”ХПІ” практично немає літератури з електротехнічних дисциплін англійською мовою. В зв’язку з цим, майже винятком є навчальний посібник, який був написаний колишнім завідувачем кафедри електричних апаратів НТУ ”ХПІ”, головним редактором журналу «Електротехніка та електромеханіка» проф. Б.В. Клименком. Посібник є фактично англо-українським словником з електромеханіки. В його основі покладений Міжнародний електротехнічний словник (International Electrotechnical Vocabulary – IEV). Це велика та важлива робота, але вона не охоплює всього різноманіття електричної термінології та електротехнічних термінів. В статті показується, що IEV вступає в протиріччя з іншими англомовними джерелами, та сам, певною мірою, має внутрішні протиріччя. Бачимо, що і до тепер зберігаються деякі регіональні розбіжності в термінології та поняттях, методиках викладання електротехніки, обумовлені місцевими традиціями. Крім цього, мова сама по собі постійно розвівається, деякі слова за-старівають, деякі з'являються. Тому робота над словниками йде постійно, але вони цілком природньо вимушені відставати від життя. Таким чином, при перекладі на англійську виникають певні складнощі. Можна брати, все ж таки, за основу словник IEV з деяким корегуванням на основі ще кількох достовірних джерел. Якщо якесь поняття не має строгої відповідності в англомовної літературі, то автор перекладу бере на себе певний ризик бути незрозумілим, тому це поняття необхідно в тексті додатково роз’яснювати. Безсумнівно потрібна подальша стандартизація та міждержавна термінологічна узгодженість стосовно електротехніки, а також потрібен, що дуже актуально, оновлений український стандарт ДСТУ з електротехніки.
Програмні засоби для комп'ютерного моделювання мультифізичних процесів у електромагнітах і актуаторах вакуумних комутаційних апаратів з урахуванням контактної взаємодії конструктивних елементів. Частина 1: загальний огляд; особливості IN-HOUSE розробок
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Пантелят, Михайло Гаррійович; Кузьмін, Артем Олексійович
Для комп'ютерного моделювання мультифізичних процесів у складних сучасних технічних об'єктах, наприклад у актуаторах і електромагнітах вакуумних комутаційних апаратів, потрібно використовувати сучасне прикладне програмне забезпечення, орієнтоване на розв’язання всього спектра зазначених задач або тієї чи іншої їх ''підмножини''. Комплекси прикладних програм повинні реалізовувати сучасні математичні моделі та відповідні ефективні чисельні алгоритми, а також мати зручні інтерфейси як для підготовки та введення вихідної інформації (препроцесор), так і для виведення й аналізу отриманих результатів (постпроцесор). Наявність максимально ''дружніх до користувача'' препроцесора та постпроцесора є надзвичайно важливою, вважаючи саме на значну складність процесів, що моделюються, а також конструкцій, що розглядаються дослід-ником та/або інженером-проєктувальником. Представляє інтерес виконання порівняльного аналізу конкретних програмних продуктів, з метою вибору ''інструменту'' для реалізації комплексу розрахункових досліджень (комп'ютерне моделювання мультифізичних процесів у конструктивних елементах вакуумних комутаційних апаратів середньої та високої напруги з урахуванням контактних явищ), зазначених вище. В статті розглядаються критерії, за якими можна зробити обґрунтований вибір програмного забезпечення, яке в подальшому буде безпосередньо використане для проведення математичного моделювання технічних об’єктів і процесів, що розглядаються.
Статистичні проблеми динамічного контролю при неруйнівних випробуваннях високою напругою на прохід
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Антонець, Станіслав Юрійович; Щебенюк, Леся Артемівна; Голик, Оксана Вячеславівна; Гонтар, Юлія Григорівна; Обозний, Андрій Леонідович; Васильєва, Оксана Володимирівна
У статті розглянуто аналіз неруйнівного технологічного контролю кількості дефектів в ізоляції емаль-проводу на основі поліімідної ізоляції. Розглянуто застосування статистичного аналізу результатів вимірювання показників контролю за допомогою математичної моделі тренду для їх використання в online-контролі дефектності ізоляції. Запропоновано рекомендації щодо практичного використання параметрів функції тренду для обробки отриманих показників вимірювань. Основними параметрами тренду є припрацювання та період нормального ізолювання впродовж технологічного часу. Теоретично показаний та підтверджений вимірюваннями алгоритм кількісної оцінки тенденції зміни дефектності емаль ізоляції для проводу ПЕЕІДХ2–200 з двошаровою поліімідною ізоляцією впродовж неперервного технологічного циклу. Алгоритм дозволяє за-безпечити прийняття технічних рішень як в режимі реального часу, так і віддаленого аналізу. Наведено дані про чутливість такого підходу до технологічних змін.