05.09.03 "Електротехнічні комплекси та системи"
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/18477
Переглянути
6 результатів
Результати пошуку
Документ Методи та засоби оцінки впливу коронного розряду на якість електропостачання(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Карпалюк, Ігор ТимофійовичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.09.03 – електротехнічні комплекси та системи. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2021. У роботі міститься вирішення актуальної науково-технічної проблеми створення та вдосконалення методів і засобів контролю параметрів якості систем електропостачання, що дозволить підвищити достовірність контролю і діагностики стану систем електропостачання при обмеженнях на обсяг вимірювальної інформації. Ця проблема полягає в урахуванні впливу на якісні показники системи електропостачання такого погіршуючого фактора як коронний розряд. До цього часу коронний розряд враховувався як паразитний споживач потужності. В даній роботі звернуто увагу на зв'язок коронного розряду і погіршення якісних показників електропостачання: коронний розряд може спричиняти перешкоди для спрацювання релейного захисту; коронний розряд може стати джерелом умов для виникнення дугового розряду на ізоляторах; коронний розряд є індикатором проблеми ізоляційних частин електроенергетичної системи. В роботі запропоновано визначати наявність коронного розряду і його координати для можливості проведення заходів по його усуненню. Наявність коронного розряду і його координати запропоновано визначати по його акустичному випроміненню. Запропонований метод було перевірено в лабораторних умовах. За результатами лабораторних досліджень було з’ясовано акустичні спектри притаманні саме коронному розряду. Було розроблено математичну модель, що дозволяє визначити наявність акустичного спектру коронного розряду в шумах електричного обладнання. Запропонована технологія акустичного визначення коронного розряда та метод визначення коронного розряда за акустичним спектром дозволяють створювати прилади діагностики. Запропонований метод акустичної діагностики дозволяє використовувати розроблену апаратну акустично діагностуючу систему, яка дозволяє проводити експрес-діагностику при встановленні навіть на платформах, що пересуваються і мають значну швидкість руху. Результати експериментальних досліджень розробленої системи показали її відповідність технічним вимогам та можливість отримання діагностичної інформації при гальванічно незалежному діагностуванні.Документ Методи та засоби оцінки впливу коронного розряду на якість електропостачання(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Карпалюк, Ігор ТимофійовичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.09.03 – електротехнічні комплекси та системи. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2021. У роботі міститься вирішення актуальної науково-технічної проблеми створення та вдосконалення методів і засобів контролю параметрів якості систем електропостачання, що дозволить підвищити достовірність контролю і діагностики стану систем електропостачання при обмеженнях на обсяг вимірювальної інформації. Ця проблема полягає в урахуванні впливу на якісні показники системи електропостачання такого погіршуючого фактора як коронний розряд. До цього часу коронний розряд враховувався як паразитний споживач потужності. В даній роботі звернуто увагу на зв'язок коронного розряду і погіршення якісних показників електропостачання: коронний розряд може спричиняти перешкоди для спрацювання релейного захисту; коронний розряд може стати джерелом умов для виникнення дугового розряду на ізоляторах; коронний розряд є індикатором проблеми ізоляційних частин електроенергетичної системи. В роботі запропоновано визначати наявність коронного розряду і його координати для можливості проведення заходів по його усуненню. Наявність коронного розряду і його координати запропоновано визначати по його акустичному випроміненню. Запропонований метод було перевірено в лабораторних умовах. За результатами лабораторних досліджень було з’ясовано акустичні спектри притаманні саме коронному розряду. Було розроблено математичну модель, що дозволяє визначити наявність акустичного спектру коронного розряду в шумах електричного обладнання. Запропонована технологія акустичного визначення коронного розряда та метод визначення коронного розряда за акустичним спектром дозволяють створювати прилади діагностики. Запропонований метод акустичної діагностики дозволяє використовувати розроблену апаратну акустично діагностуючу систему, яка дозволяє проводити експрес-діагностику при встановленні навіть на платформах, що пересуваються і мають значну швидкість руху. Результати експериментальних досліджень розробленої системи показали її відповідність технічним вимогам та можливість отримання діагностичної інформації при гальванічно незалежному діагностуванні.Документ Методи та засоби аналізу якості електропостачання та електромагнітної сумісності електротехнічних комплексів та систем(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Гапон, Дмитро АнатолійовичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.09.03 – "Електротехнічні комплекси та системи". – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2019. У дисертаційній роботі вирішується важлива науково-технічна проблема підвищення якості електропостачання електротехнічних об'єктів, комплексів та систем і забезпечення їх електромагнітної сумісності шляхом розвитку математичного та апаратного забезпечення систем обліку електроенергії з урахуванням енергетичної ефективності режимів електроспоживання і виявлених порушень меж електромагнітної сумісності з боку постачальника електричної енергії або її споживача. У вступі визначено існуючу проблему і обґрунтовано актуальність теми дисертації, наведено зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами, сформульовано мету і завдання наукового дослідження, розглянуто об'єкт та предмет досліджень, наведено перелік методів дослідження, що застосовувалися для досягнення поставленої мети роботи. Викладено наукову новизну й практичну значущість отриманих результатів, наведено дані про публікації й апробацію результатів роботи, охарактеризовано особистий внесок здобувача, надано відомості про впровадження результатів роботи. У першому розділі на підставі вивчення та систематизації результатів аналізу матеріалів з відкритих джерел сформульовані основні недоліки існуючих методів оцінки якості електропостачання та нормативної бази, яка не дозволяє у повному обсязі вирішувати конфліктні ситуації при виникненні порушень меж електромагнітної сумісності у розрізі електропостачальник-споживач. Також розглянуті методи визначення відповідальності за погіршення якості електричної енергії та окремих її показників. У другому розділі проведено аналіз типової схеми електропостачання, що дозволило зробити висновки та отримати основні числові характеристики системи електропостачання трифазного електротехнічного об'єкту з напругою живлення 10 кВ. За допомогою комп’ютерної моделі показано взаємний вплив декількох споживачів на показники якості напруги у точці приєднання та проаналізовано вплив параметрів системи електропостачання ці показники. Показано, що визначення джерела вищих гармонік за напрямком складової потужності вищої гармоніки не дозволяє гарантовано виділити споживача з нелінійним навантаженням у разі якщо кількість таких споживачів більша за одного. Також проаналізовано сумісність стандартів EN 50160 та IEEE 519 з точки зору норми рівнів гармонійних складових у складі струму та напруги. Отримані результати дозволяють говорити про наявність окремих моментів в яких вищи гармонійні складові струму, що генерує споживач не порушуючи меж стандарту IEEE 519, можуть викликати наявність гармонік напруги що перевищують норми установлені EN 50160. Також зроблено висновки щодо встановлення обмежень генерації вищих гармонійних складових за допомогою нормованих значень опору системи. У третьому розділі запропоновано подальший розвиток математичного апарату визначення коефіцієнтів потужності та втрат, як показників якості електроспоживання, зокрема обґрунтовані визначення інтегральних коефіцієнтів втрат для трифазних трипровідних та чотирьохпровідних мереж. Отримала подальший розвиток теорія "еталонного" споживача. Показано, що в трифазній трипровідній мережі еталонним споживачем незалежно від параметрів напруги є симетричний трикутник постійних активних опорів. Показано, що в трифазній чьотирьохпровідній системі еталонним споживачем незалежно від параметрів напруги є поєднання симетричного трикутника постійних активних опорів і симетричної зірки, опір в гілках якої в стільки ж разів більше опорів трикутника, у скільки разів активний опір провіднику нейтралі більше опору фазних провідників. Вперше запропоновано математичний апарат виділення окремих складових із загальних коефіцієнтів потужностей та втрат за такими типами спотворень як несиметрія, нелінійність, реактивність та нестаціонарність. Запропоновано концепцію еталонного реактивного споживача з умов максимуму потужності або мінімуму втрат при рівності співвідношень перетоків потужності від і до споживача, що дозволяє реалізувати обчислення коефіцієнту реактивності та потужності при довільній формі напруги у однофазних та трифазних мережах. Показано, що при такій постановці еталонний реактивний споживач тяжіє до генерації вищих гармонік і не має зручного аналітичного або чисельного рішення для порівняння з поточним споживачем. Запропоновано концепцію середньореактивного споживача, у якого усі гармоніки мають рівне співвідношення перетікань потужності до і від споживача, що дозволяє реалізувати порівняння режиму електроспоживання поточного споживача з таким середньореактивним. Запропоновано методику оцінки коефіцієнтів втрат і потужності від несиметрії для трифазного споживача при довільній напрузі. Запропоновано методику оцінки співвідношення коефіцієнтів втрат від реактивності і нелінійності споживача шляхом поділу відповідних гармонік струму Фризе у напрямку активної складової. Запропоновано методику оцінки коефіцієнтів втрат і потужності від нестаціонарності споживання. У четвертому розділі проведено аналіз характеру комплексного опору електричної мережі в залежності від параметрів її елементів для типових випадків підключення споживачів на напрузі 10 КВ. Отримана залежність дозволяє говорити про можливе застосування нормованих значень для оцінки пропускної здатності мережі. Набув подальшого розвитку метод вимірювання електричних параметрів трифазної мережі заснований на апроксимації вхідного сигналу сумою гармонійних складових. Особливостями методу є автоматичне підстроювання по частоті і тривалості інтервалу спостереження у заданому діапазоні, використання повного набору напруг фаз (або лінійних) при визначенні частоти з урахуванням їх вагових значень, що дозволяє зменшити похибки вимірювання у складних умовах – при наявності несиметрії, вищих гармонік, аперіодичної складової або при відсутності напруги у окремій фазі. Крім того, метод вимірювання використовує постійну частоту квантування вхідних цифрових даних, що дозволяє спростити апаратну частину приладу. Запропоновано метод обчислення діючих значень з точною прив'язкою до періоду напруги, одержуваного попереднім методом, що дозволяє виключити частотну похибку при вимірюванні незалежно від розташування початку та закінчення інтервалу спостереження відносно відліків вхідного цифрового сигналу. Запропоновано систему обліку електричної енергії з використанням показників якості електричної енергії та ефективності електроспоживання. Особливістю системи є додатковий облік втрат на передачу електричної енергії шляхом порівняння характеристик електроспоживання поточного споживача з такими для еталонного споживача, тобто використання коефіцієнтів втрат або потужності. Такий метод обліку дозволяє коректно тарифікувати всі відхилення в режимах роботи навантаження, такі як реактивність, нелінійність і нестаціонарність. Запропоновано систему штрафних санкцій за погіршення якості електричної енергії, заснована на підрахунку "штрафної" енергії в разі, якщо споживач порушує норми електроспоживання і "нетарифікованої" енергії, в разі коли порушень з боку споживача немає, але якість електроенергії не відповідає нормам. Запропоновано основи тарифікації на базі даної системи обліку електроенергії. У п'ятому розділі експериментально отримані дані, що підтверджують теоретичні положення розділів 3 та 4. Зокрема були реалізовані оцінки якості електроспоживання шляхом порівняння з набором еталонних споживачів. Експеримент показав можливість успішного застосування виділення струму Фрізе і його подальшого аналізу з метою оцінки якості електроспоживання. При цьому можливе паралельне використання його трифазної і однофазної реалізацій для оцінки несиметрії, нелінійності і реактивності відповідно. Запропонована в розділі 3 методика порівняння з еталонним среднереактівним споживачем не виявила себе в якості ефективного інструменту аналізу і не представляється перспективною. У той же час поділ гармонійних складових струму Фрізе у напрямку їх активної складової дозволяє ефективно відстежувати джерело походження струмів вищих гармонік. Визначені вище методи з використанням моделі фрагменту енергосистеми з різними типами навантаження підтвердили коректність розроблених методів оцінки якості електроспоживання. Випробування за допомогою осцилограм, отриманих на реальних трифазних навантаженнях (тягової підстанції) також підтвердило працездатність та ефективність розроблених методів оцінки. В моделях з перевищенням допустимих режимів, використання математичного апарату розробленого в розділі 4 дозволило виявити джерело спотворень, навіть за умови коли одночасно декілька споживачів виступають в якості джерел цих спотворень.Документ Методи та засоби аналізу якості електропостачання та електромагнітної сумісності електротехнічних комплексів та систем(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Гапон, Дмитро АнатолійовичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.09.03 – Електротехнічні комплекси та системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2019. У роботі міститься вирішення актуальної наукової проблеми аналізу якості електропостачання та електромагнітної сумісності електротехнічних комплексів та систем. Ця проблема полягає у відсутності математичної бази та, відповідно, нормативної бази оцінювання впливу окремого електротехнічного комплексу або системи споживача на якість електроенергії. Діючи норми покладають усю відповідальність за низьку якість електропостачання на безпосередньо постачальну організацію у вигляді штрафів, що, як показує досвід, не сприяє побудові оптимальних систем електропостачання. В роботі запропоновано оцінку якості електропостачання шляхом порівняння режиму електроспоживання діючого електротехнічного комплексу з еталонним споживачем у вигляді числових коефіцієнтів потужності та втрат. Отримані розрахункові формули для однофазних, трифазних трипровідних та чотирьохпровідних систем електропостачання. Запропоновано розподіл загальних втрат на втрати від несиметрії, не лінійності, реактивності та нестаціонарності. Запропоновано та досліджено концепції еталонного реактивного споживача та усередненого реактивного споживача. Запропоновано методику врахування якості електроспоживання при розрахунках за спожиту електроенергію, яка створює економічний стимул для підвищення ефективності енергорежимів споживача. Запропоновано методику оцінки порушення споживачем норм споживання за величиною потужності і гармонійних складових, що потенційно здатні викликати вихід показників якості електричної енергії за допустимі межі. Надано основи методики побудови штрафних санкцій щодо споживача у разі перевищення допустимих параметрів електроспоживання, а також штрафних санкцій щодо постачальника електричної енергії у разі низької якості електричної енергії та відсутності порушень з боку споживача.Документ Вплив вищих гармонік напруги на вибір та експлуатацію обмежувачів перенапруг для захисту систем електропостачання(НТУ "ХПІ", 2015) Шевченко, Сергій ЮрійовичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спецiальністю 05.09.03 - електротехнiчнi комплекси та системи. - Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". Харків 2015 р. Дисертація присвячена актуальній науково-технічній проблемі визначення пливу вищих гармонік напруги на вибір та експлуатацію обмежувачів перенапруг для захисту електротехнічних комплексів та систем, що має важливе значення та забезпечує підвищення ефективності та надійності функціонування систем електропостачання. В рамках даного напряму отримані наступні результати. Виконано аналіз існуючих вимог до вибору та експлуатації перенапруг нелінійних (ОПН) в системах електропостачання різних класів напруги; Проведено експериментальні дослідження електрофізичних характеристик варисторів та ОПН в зібраному стані провідних світових виробників при різних частотах прикладеної напруги та вольт амперних характеристик варисторів і ОПН в зібраному стані в зоні струмів витоку. Удосконалено математичну модель для вибору енергетичних характеристик ОПН при низькій якості електричної енергії в системі електропостачання на базі схем заміщення ОПН в зоні струмів витоку їх вольт-амперної характеристики (ВАХ). Запропановано метод визначення втрат активної потужності в ОПН на базі отриманих ВАХ в зоні струмів витоку, та проведено аналіз впливу несинусоїдальності напруги на величину енергії, що діє на ОПН, а також визначено вплив на нормальну роботу ОПН перенапруг грозового і комутаційного імпульсів струму та підвищеної напруги промислової частоти. Розроблено методи визначення ВАХ ОПН в зоні струмі витоку на основі отриманих експериментальних ВАХ ОПН, які базуються на нейронних мережах та апроксимацією ВАХ двома кривими першого порядку. Удосконалено математичну модель теплових режимів ОПН при низькій якості електричної енергії в системі електропостачання та виконані дослідження впливу різних чинників на теплову стабільність ОПН. Експериментально досліджено наявність порушень якості електричної енергії в системах електропостачання різних видів промисловості України. Удосконалено методи вибору ОПН в системах електропостачання різних номінальних напруг з низькою якістю електричної енергії. Сформульовані основні засади застосування та експлуатації ОПН при впливі вищіх гармонік напруги. Обгрунтовано використання тепловізорів та пірометрів для експлуатаційного контролю стану ОПН.Документ Вплив вищих гармонік напруги на вибір та експлуатацію обмежувачів перенапруг для захисту систем електропостачання(НТУ "ХПІ", 2015) Шевченко, Сергій ЮрійовичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спецiальністю 05.09.03 - електротехнiчнi комплекси та системи. - Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". Харків 2015 р. Дисертація присвячена актуальній науково-технічній проблемі визначення пливу вищих гармонік напруги на вибір та експлуатацію обмежувачів перенапруг для захисту електротехнічних комплексів та систем, що має важливе значення та забезпечує підвищення ефективності та надійності функціонування систем електропостачання. В рамках даного напряму отримані наступні результати. Виконано аналіз існуючих вимог до вибору та експлуатації перенапруг нелінійних (ОПН) в системах електропостачання різних класів напруги; Проведено експериментальні дослідження електрофізичних характеристик варисторів та ОПН в зібраному стані провідних світових виробників при різних частотах прикладеної напруги та вольт амперних характеристик варисторів і ОПН в зібраному стані в зоні струмів витоку. Удосконалено математичну модель для вибору енергетичних характеристик ОПН при низькій якості електричної енергії в системі електропостачання на базі схем заміщення ОПН в зоні струмів витоку їх вольт-амперної характеристики (ВАХ). Запропановано метод визначення втрат активної потужності в ОПН на базі отриманих ВАХ в зоні струмів витоку, та проведено аналіз впливу несинусоїдальності напруги на величину енергії, що діє на ОПН, а також визначено вплив на нормальну роботу ОПН перенапруг грозового і комутаційного імпульсів струму та підвищеної напруги промислової частоти. Розроблено методи визначення ВАХ ОПН в зоні струмі витоку на основі отриманих експериментальних ВАХ ОПН, які базуються на нейронних мережах та апроксимацією ВАХ двома кривими першого порядку. Удосконалено математичну модель теплових режимів ОПН при низькій якості електричної енергії в системі електропостачання та виконані дослідження впливу різних чинників на теплову стабільність ОПН. Експериментально досліджено наявність порушень якості електричної енергії в системах електропостачання різних видів промисловості України. Удосконалено методи вибору ОПН в системах електропостачання різних номінальних напруг з низькою якістю електричної енергії. Сформульовані основні засади застосування та експлуатації ОПН при впливі вищіх гармонік напруги. Обгрунтовано використання тепловізорів та пірометрів для експлуатаційного контролю стану ОПН.