Вісники НТУ "ХПІ"
Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/2494
З 1961 р. у ХПІ видається збірник наукових праць "Вісник Харківського політехнічного інституту".
Згідно до наказу ректора № 158-1 від 07.05.2001 року "Про упорядкування видання вісника НТУ "ХПІ", збірник був перейменований у Вісник Національного Технічного Університету "ХПІ".
Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" включено до переліку спеціалізованих видань ВАК України і виходить по серіях, що відображають наукові напрямки діяльності вчених університету та потенційних здобувачів вчених ступенів та звань.
Зараз налічується 30 діючих тематичних редколегій. Вісник друкує статті як співробітників НТУ "ХПІ", так і статті авторів інших наукових закладів України та зарубіжжя, які представлені у даному розділі.
Переглянути
13 результатів
Результати пошуку
Документ Методики розрахунку вологорозрядних характеристик ізоляторів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Шевченко, Сергій Юрійович; Данильченко, Дмитро Олексійович; Ганус, Роман Олексійович; Варв'янська, Вікторія ВіталіївнаУ статті представлено детальний аналіз та порівняння методів розрахунку вологорозрядної напруги ізоляторів. Початкова частина роботи присвячена короткому огляду принципів, що лежать в основі розряду у повітрі вздовж поверхні ізоляторів, що є ключовим аспектом для розуміння вологорозрядних процесів. Розглядаються дві основні методики розрахунку вологорозрядної напруги. Перша методика базується на формулі Теплера, яка потребує використання специфічних вихідних даних, що можуть бути отримані лише експериментально. Цей підхід, хоч і є класичним, утруднює його практичне застосування через складність отримання необхідних параметрів у реальних умовах. Друга методика, описана у літературі, опирається на загальнодоступні дані, що значно спрощує процес розрахунку. На основі цієї методики було створено автоматизований інструмент для розрахунку вологорозрядних характеристик ізоляторів. Використання цього інструменту дозволяє знизити залежність від експериментальних даних, забезпечуючи точні результати з мінімальними витратами часу та ресурсів. Для ілюстрації ефективності запропонованого інструменту було проведено розрахунок вологорозрядних характеристик для ізолятора типу ЛК 70-110. За результатами аналізу, вологорозрядна напруга для цього ізолятора становить 549 кВ, а напруженість – 2,1 кВ на сантиметр довжини шляху струму витоку. Ці показники співпадають з середніми значеннями, отриманими за допомогою першої методики, що підтверджує надійність і точність нової методики. Зроблені висновки свідчать про те, що друга методика розрахунку є повністю задовільною для стандартних розрахунків ізоляторів. Вона також може бути застосована у специфічних умовах, таких як підземні підстанції, де точність і оперативність є критично важливими. Таким чином, запропонована методика розрахунку може стати ефективним інструментом для інженерів та науковців, що займаються проєктуванням та аналізом ізоляційних систем. Ця робота робить значний внесок у розробку та вдосконалення методів оцінки вологорозрядних характеристик ізоляторів, що є важливим кроком до підвищення надійності електричних мереж та безпеки їх експлуатації.Документ Дослідження теплового стану трансформатора в залежності від режиму роботи(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Мешков, Тимофій Денисович; Данильченко, Дмитро Олексійович; Вольтер, МартінТочний аналіз та передбачення теплового стану трансформатора в залежності від режиму роботи, наприклад, в холодну зиму з дефіцитом електроенергії, дозволяє ефективно планувати регулярні технічні обслуговування. В ході роботи було створено математичні моделі для аналізу теплового стану трансформатора, зокрема це моделі для знаходження температури верхніх шарів масла та найвищої температури на обмотці трансформатора. Проведено верифікацію даних математичних моделей шляхом порівняння з вже ідентифікованою моделлю-аналогом. Визначено, що розбіжність між результатами становить не більше ніж 7 %. Встановлено, що на тепловий стан трансформатора температура навколишнього середовища впливає значно більше, ніж навантаження. Це пояснюється тим, що без випадків перенавантаження та аварійних ситуацій навантаження на трансформатор, залежно від пори року, змінюється не суттєво. Визначено, що найбільше зменшення строку та найвища температура на обмотці високої та низької напруги спостерігаються в серпні, що збігається з піком температури навколишнього середовища. Найнижча температура на обмотках, а також найнижче зменшення строку служби трансформатора спостерігаються в січні, що також корелює з найнижчими показниками температури навколишнього середовища. Визначено, що за таких умов експлуатації, враховуючи, що номінальний строк служби трансформатора становить 20 років, фактичний строк служби становитиме приблизно 90 років. Також встановлено, що взимку зменшення строку служби в 5 разів менше ніж влітку. Це дозволяє прогнозувати зниження потреби у технічному обслуговуванні в холодні місяці та більш інтенсивне технічне обслуговування влітку. Крім того, такі моделі дозволяють передбачати потенційні проблеми та аварійні ситуації, що може значно знизити ризики непередбачених відключень та підвищити надійність електропостачання. Регулярний моніторинг та аналіз теплового стану трансформатора дають можливість оперативно реагувати на зміни в умовах експлуатації та приймати своєчасні рішення щодо технічного обслуговування, що сприяє оптимізації витрат та підвищенню ефективності роботи електромереж.Документ Використання пристроїв компенсації реактивної потужності при впровадженні розподіленої генерації(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Данильченко, Дмитро Олексійович; Кузнецов, Дмитро СергійовичВ Україні заплановано поступове скорочення вироблення електроенергії на теплових електростанціях за рахунок розбудови відновлюваних джерел електроенергії. Відновлюються малі гідравлічні електростанції, споруджуються сонячні електростанції та вітрові електростанції. Це дозволить вирішити існуючі проблеми вітчизняної енергетики щодо дефіциту паливних ресурсів, енергетичної безпеки та зниження рівня шкідливого впливу на навколишнє середовище, викликане функціонуванням традиційних джерел електроенергії. Спостерігається тенденція переходу від чисто централізованого електропостачання до комбінованого, коли зростає кількість місцевих розосереджених джерел електроенергії безпосередньо в розподільних електричних мережах. Таким чином розподільчі електричні мережі поступово перетворюються в мережу з ознаками, характерними для локальної електричної системи, яка отримує живлення як від власних розподільчих електричних мереж, так і від централізованого джерела – електроенергетичної системи. Відновлювальна енергетика має ряд переваг, порівняно з традиційною, однак є і недоліки. Серед них слід виділити ускладнення функціонування електричних мереж у разі зростання в них встановлених потужностей відновлюваних джерел електроенергії та нестабільність генерування через природну їх залежність від метеорологічних умов, якщо говорити більш конкретно про технічні недоліки то це стосується – синусоїдності напруг і струмів та відхилень напруги, забезпечення якості електроенергії яке напряму залежить від забезпечення балансу по активній та реактивній потужності в електричній системі. Звідси слідує необхідність узгодженого електропостачання від відновлюваних джерел електроенергії і підстанцій електроенергетичної системи. Одночасно здійснюється поступовий перехід від оптового ринку електроенергії єдиного покупця до балансуючого ринку електроенергії та електропостачання за двосторонніми угодами, а також впровадження ринкових методів керування. В даній статті розглянуто заходи щодо зниження втрат електричної енергії, обмеження відхилення напруги, покращення якості електричної енергії та компенсації реактивної потужності локальних навантажень завдяки впровадженню пристроїв компенсації реактивної потужності разом з відновлювальними джерелами електроенергії та полегшення їх інтеграції в електромережу.Документ Приклад синергії підходів зеленої хімії та зеленої енергетики(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Петров, Сергій Олександрович; Данильченко, Дмитро Олексійович; Куценко, Сергій Анатолійович; Фалалєєва, Тетяна Василівна; Петрова, Юлія Володимирівна; Мінакова, Ксенія ОлександрівнаРозглядаються актуальні виклики сучасного світу, пов’язані з кліматичними змінами, забрудненням довкілля, виснаженням природних ресурсів та зростанням енергетичних потреб. У статті пропонуються нові підходи до виробництва, використання та утилізації хімічних продуктів та енергії, які були б сталі, ефективні, безпечні та конкурентоспроможні. Зелена хімія та зелена енергетика виступають як два важливих напрямки, які спрямовані на мінімізацію або усунення використання та утворення небезпечних речовин, використання відновлюваних джерел енергії, підвищення енергоефективності та рекуперації, а також створення продуктів, які були б сумісні з принципами кругової економіки та сталого розвитку. Акцентовано увагу на тому, що зелена хімія та зелена енергетика не можуть бути розглянуті як ізольовані сфери, а повинні бути інтегровані в синергічний спосіб, щоб досягти більшої ефективності та стійкості. Матеріал представлено у трьох змістовних розділах: перший розділ присвячений зеленій хімії, другий розділ – зеленій енергетиці, а третій розділ – розглядає приклад синергії підходів зеленої хімії та зеленої енергетики в промисловості. У роботі досліджено один з варіантів синергії підходів зеленої хімії та зеленої енергетики на прикладі одночасного рішення проблеми засмічення охолоджуючого ставка електростанції водоростями і використанням цих водоростей, як альтернативної, економічно вигідної сировини для виробництва біологічно-активних добавок та барвників. На прикладі запропонованого виробництва, було досліджено основні принципи, напрямки та приклади синергії підходів зеленої хімії та зеленої енергетики в промисловості, а також зроблена оцінка переваг, викликів та перспективи такої синергії. Оцінка переваг та недоліків довела, що синергетичний підхід до зеленої хімії та енергетики є ефективним, тому що він дозволяє досягати більшої економії ресурсів, зменшення викидів та відходів, покращення якості продуктів та збільшення конкурентоспроможності. Такий підхід також сприяє створенню інноваційних рішень, які враховують потреби сталого розвитку та кругової економіки. У результаті досліджень було виявлено, що інтеграція підходів зеленої хімії та зеленої енергетики в промисловість вимагає додаткових наукових досліджень та розвитку для вирішення ряду проблем та викликів. Тому в роботі акцентується увага на необхідності до активізації наукової, освітньої, державної та громадської діяльності, спрямованої на підтримку та розвиток синергії підходів зеленої хімії та зеленої енергетики в промисловості, як одного з ключових факторів сталого розвитку України.Документ Possibilities of using PSS®SINCAL, ETAP, Powerfactory software for modelling electric power networks(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Shevchenko, Sergey; Danylchenko, Dmytro; Kuznetsov, Dmytro; Qawaqzeh, Mohamed Zaidan; Miroshnyk, OleksandrThe article is devoted to modeling of electrical networks. The article discusses the positive and negative features of simulation programs. Special attention is paid to the principles of the program. The article discusses such programs as PSS®SINCAL from Siemens; ETAP from Operation Technology and PowerFactory from DIgSILENT GmbH. In the work, we considered the programs and decided that the most successful solution for working with the modeling of the electrical network and the impact of compensating devices on the electrical network would be the use of the PSS®SINCAL software from Siemens. For more than 20 years, the PSS®SINCAL platform has enabled engineers to solve various challenges of variable distribution, transmission and industrial power systems, including maintaining high reliability of supply and efficient integration of distributed energy resources. With PSS®SINCAL's modular platform, power system planning and operation engineers are supported throughout the entire workflow, from raw data import and network modeling (taking into account past, current and future conditions) through basic and advanced calculations to large-scale simulations and analysis protection, as well as other methods in the time and frequency domains. PSS®SINCAL is used in more than 100 countries by transmission and distribution planning engineers, protection engineers, consultants, power plant and industrial grid operators, operations planning engineers, IT specialists, researchers, and more. Thanks to its modular design, PSS®SINCAL is highly flexible and customizable. It offers a wide range of analysis functions for the planning, design and operation of power systems, allowing you to model and study: power quality, frequency stability, distributed generation interconnection, protection coordination, power restoration, economic design solutions and much more.Документ Introduction of state-of-the-art low-voltage distribution network devices(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Holcsik, Peter; Morva, György; Bencsik, József; Shevchenko, Sergey; Danylchenko, Dmytro; Dryvetskyi, StanislavTrends towards the development of distributed generation involve a number of problems related to maintaining the quality of electric energy in medium and, especially, low-voltage networks. The article examines the impact of monitoring the quality of electricity of low voltage classes on the reliability of the electrical network. MSZ EN 50160 and Hungarian Energy and Utilities Regulatory Office (MEKH) standards are considered. In accordance with MSZ EN 50160, the main indicators of the quality of electric energy are considered, such as: frequency, voltage fluctuations, rapid voltage changes, dose of flicker, voltage dips, short-term voltage interruptions, long voltage interruptions, temporary overvoltages of industrial frequency, transient overvoltages between current-carrying conductors and voltage ground , harmonic voltage fluctuations, interharmonic voltage fluctuations. SAIFI and SAIDI are calculated according to the Hungarian Energy and Utilities Regulatory Office. The devices for monitoring the quality of electricity of low voltage networks are analyzed. The factors affecting the choice of the place of installation of monitoring devices are considered. It is presented how power quality monitoring systems can reduce the number of malfunctions in the 0.4 kV network, and the influence of monitoring systems on the quality of electric power in 6-35 kV networks is considered.Документ Пошук оптимального засобу моделювання електричного поля ізоляторів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Шевченко, Сергій Юрійович; Данильченко, Дмитро Олексійович; Потривай, Андрій Едуардович; Дривецький, Станіслав Ігорович ; Білик, Сергій ЮрійовичУ статті проаналізовано програмні засоби моделювання електричного поля ізоляторів. Необхідність вирішення даного питання диктується тим, що неточність програм моделювання дозволяє стверджувати, що покращення імітаційної моделі не може бути виконане правильно через наявність похибок розрахунку в самій програмі. Розглянуто конструктивні особливості різних типів ізоляторів, в першу чергу найбільш розповсюджених та використовуваних –фарфорових та скляних. Описано зміну електричного поля в скляному та фарфоровому ізоляторі, що працюють в мережі змінного струму без забруднень. Проаналізовано чисельні методи розрахунку як-от метод граничних елементів, метод скінчених елементів, метод інтегральних рівнянь та інші. Виявлено, що з погляду функціональних можливостей та доцільності застосування для вирішення польових задач, актуальних для електроенергетики, найбільш універсальними є метод скінчених різниць та метод скінчених елементів.Документ Моделювання електричного поля прохідного полімерного ізолятора в програмному середовищі Ansys Maxwell(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Шевченко, Сергій Юрійович; Данильченко, Дмитро Олексійович; Потривай, Андрій Едуардович; Дривецький, Станіслав Ігорович; Цюпа, Владислав МиколайовичУ статті проаналізовано програмні засоби моделювання карт розподілу напруженості електричного поля ізоляторів. Необхідність вирішення даного питання диктується тим, що нерівномірність електричного поля на ізоляторах спричиняє підвищення вірогідності виникнення часткових розрядів, які руйнують ізоляційний шар, тому дуже важливим є питання оптимізації напруженості електричного поля на ізоляторі. Розглянуто конструктивні особливості прохідних ізоляторів та особливості виникнення часткових розрядів в них. Розглянуто розподіл напруженості електричного поля в полімерному прохідному, що працює в мережі змінного струму без забруднень. Наведено результати моделювання електричного поля ізоляторів в програмному середовищі Ansys Maxwell, в основі моделювання якого лежить метод скінченних елементів. Виявлено точки в конструкції прохідного полімерного ізолятору 35 кВ, де концентрується найбільший рівень напруженості електричного поля. Запропоновано спосіб впливу на досліджувану при моделюванні ділянку в області з’єднання фланцю з заземлюючою плитою. Таким чином визначено використання провідної обкладки, яка розміщена між фланцем та місцем приєднання до полімерного ізолюючого шару, що дозволяє значно покращити загальний розподіл напруженості електричного поля по поверхні прохідного полімерного ізолятора та зробити його конкурентним у порівнянні з найбільш часто використовуваними на даній напрузі фарфоровими прохідними ізоляторами, за рахунок підвищення електричної міцності конструкції. За результатами дослідження запропоновано засіб оптимізації електричного поля прохідного полімерного ізолятора, що дозволяє підвищити його електричну стійкість, а також зменшити напруженість електричного поля в районі стикування фланцю з поверхнею кріплення, що, в свою чергу, запобігає виникненню передчасних часткових розрядів в ізоляційному тілі.Публікація Дослідження перспектив застосування соціо-демографічних даних для аналізу потенціалу керування попитом(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Данильченко, Дмитро Олексійович; Федорчук, Станіслав Олегович; Івахнов, Андрій Віталійович; Кулапін, Олександр Валентинович; Гриценко, Владислав ВіталійовичНа сьогоднішній день найбільш розвинені країни стрімко збільшують обсяги виробництва електричної енергії на основі відновлюваних джерел енергії, що в першу чергу включає в себе збільшення частки генерації на сонячних та вітрових електричних станціях. Збільшення частки їх генерації призводить до виникнення проблем з підтримкою балансу генерації та навантаження. Причиною цього є стохастичний характер генерації сонячних та вітрових електричних станцій. Існує значна кількість можливостей для компенсацій цієї проблеми: підтримка балансу за рахунок існуючих традиційних електричних станцій з високою швидкістю зміни потужності, встановлення накопичувачів енергії в місцях генерації, відключення частини потужності генерації на відновлюваних джерелах енергії, продаж або купівля енергії в сусідніх країнах, використання керування попитом. Ця стаття присвячена керуванню попитом, а саме використання концепції проc'юмерів з цією метою. Проc'юмери, як учасники процесів в електроенергетичних системах, здатні функціонувати і в сучасних традиційних електричних системах за умови отримання додаткових можливостей по здійсненню ринкових операцій, однак переваги Smart Grid в значній мірі підвищують їх ефективність. Був розглянутий потенціал задіяння проc'юмерів з метою вирівнювання графіків навантаження та підтримки балансу активної потужності в енергосистемі. Задля цього було розглянуто методи та інструментарій для аналізу режимів роботи звичайних споживачів та проc'юмерів. Однак отримати окремого будинку є складним завданням, що потребує значної кількості погоджень та одночасно дає інформацію тільки про окремі об’єкти. Саме тому аналіз режимів роботи проc'юмерів базується на дослідженні графіків навантаження звичайних споживачів на основі програмного забезпечення для генерації графіків навантаження з урахуванням соціально-демографічних характеристик домогосподарств та міжнародного досвіду в керуванні попитом.Документ Визначення генерування ВДЕ з використанням штучних нейронних мереж(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Рубаненко, Олена Олександрівна; Данильченко, Дмитро Олексійович; Тептя, Віра ВолодимирівнаУ статті розглядаються перспективи та потенціал використання відновлюваних джерел енергії для вирішення проблеми глобального потепління. Світова тенденція збільшення вироблення електроенергії фотоелектричними електростанціями згідно з даними Міжнародного агентства з відновлюваних джерел енергії та тенденція до збільшення встановлених потужності фотоелектричних електростанцій в Україні, які постачають генеровану потужність за "зеленим" тарифом згідно з Національною комісією з Державного регулювання енергетичного господарства України. Можливості та умови використання штучних нейронних мереж для визначення енергії досліджуються фотоелектричними електростанціями на прикладі електростанції "Цекінівська-2" на 4–5 обертів. Платформа, розроблена європейською Комісією - Фотоелектрична географічна інформаційна система - була використана для створення бази даних для створення та навчання штучних нейронних мереж. Встановлено закономірності зміни метеорологічних супутникових даних та їх вплив на виробництво електроенергії фотоелектричних електростанцій. Для цієї мети був використаний програмний комплекс MATLAB, а саме модуль для створення штучних нейронних мереж - Neural Networks Toolbox. Висота сонця умовно вважається постійною і його значення повторюється з року в рік або має невеликі відхилення, тому його можна використовувати як показник години і може вважатися відомим заздалегідь, тому визначається емпіричними формулами і змінюється лише за певними астрофізичними законами. Щодо температури на 2 м та вітру на 10 м, ці метеорологічні дані відомі, оскільки вони потрібні не лише для прогнозування роботи відновлюваних джерел енергії, а також у сільському господарстві. Тому дані, що стосуються сонячної радіації, вважаються найбільш проблематичними, оскільки це значення є найскладніше визначити. Супутникові дані можуть мати помилку, встановлення метеостанцій, а саме якісні піранометри є дорогою процедурою, але допоможе забезпечити навчальний зразок якісних даних. Для прогнозування із задовільною точністю необхідно зібрати дані за 1 рік експлуатації метеостанції. Для прогнозування генерації використовували модулі nntool та Anfis MATLAB. Але отримані результати можна використовувати для оцінки ефективності фотоелектричних електростанцій, але вони незадовільні для оперативного балансування системи.