Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Енергетика: надійність та енергоефективність

Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/67405

Видання присвячене питанням теоретичних і практичних результатів досліджень та розробок, пов’язаних з проблемами надійності та ефективності роботи енергетичного устаткування, а також електроенергетичної системи в цілому. Також розглядаються проблеми електроспоживання, енергозбереження і підвищення якості електричної енергії.

Рік заснування: 1961. Періодичність: 2 рази на рік. ISSN2224-0349 (Print)

Новини

Журнал включено до категорії Б «Переліку наукових фахових видань України, в яких можуть публікуватися результати дисертаційних робіт на здобуття наукових ступенів доктора наук, кандидата наук та ступеня доктора філософії» з технічних наук

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 4 з 4

Аналіз режимів роботи електричних мереж з урахуванням впливу зубцевих гармонік
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Хоменко, Ігор Васильович; Плахтій, Олександр Андрійович; Шелест , Дмитро Андрійович
Проведено гармонійний аналіз магнітного поля асинхронного двигуна з обліком двосторонньої зубчастості й магнітної асиметрії повітряного зазору. Отримано спектр у вигляді нескінченних рядів просторово-часових гармонічних складових. Магнітна асиметрія асинхронного двигуна враховує статичний і динамічний ексцентриситети, магнітну асиметрію сталі. Отримано 27 різних просторових гармонік поля в повітряному зазорі асинхронного двигуна. Розглянутий спектр гармонік магнітного поля буде наводити в обмотках статора електрорушійну силу із відповідними частотами. Поля з γр ± κ парами полюсів обертаються асинхронно з ротором і демпфіруються полями, створеними струмами білячої клітки ротора. Таким чином, магнітна асиметрія впливає на просторові гармоніки магнітного поля, змінюючи кутові швидкості їхнього обертання у повітряному зазорі. Поява магнітної асиметрії викликає перерозподіл просторово-часового розподілу гармонік магнітного поля зубцевої частоти, що приводить до зміни амплітудних і фазових співвідношень між величинами. Це обумовлює появу несиметричної системи електрорушійної сили зубцевої частоти в статорних обмотках, а, отже, і різний вплив асиметрії повітряного зазору на рівні симетричних складових. Приведено формули для визначення симетричних складових. У загальному випадку на рівні симетричних складових електрорушійної сили зубцевої частоти впливають дві групи факторів, що визначають несиметричні або відмінні від номінальних режими роботи асинхронного двигуна одного типорозміру. Збільшення магнітної асиметрії повітряного зазору викликає нелінійний, близький до параболічного характер зростання існуючих симетричних складових. Симетричні складові електрорушійної сили зубцевої частоти викликають протікання струмів відповідних складових по замкнутих контурах обмоток статора асинхронного двигуна та всієї системи електропостачання. Приведена розрахункова схема заміщення трифазної мережі для зубцевої гармоніки електрорушійної сили. Фазні опори обмоток обертових електричних машин для несиметричних трифазних мереж неоднакові для різних послідовностей. Основним методом розрахунку розглянутої мережі є метод симетричних складових. Розрахунок зроблено для однієї основної фази за схемами заміщення, що відповідає симетричним складовим електрорушійної сили зубцевої частоти. У результаті теоретичних досліджень отримані функціональні залежності впливу магнітної асиметрії на рівні й розподіл фазних струмів зубцевої частоти. Характер впливу на рівні симетричних складових близький до параболічного, причому найбільш чутливою до зміни магнітної асиметрії є неосновна симетрична складова нульової послідовності. Розроблена методика розрахунку струмів та напруг зубцевих частот асинхронного двигуна в умовах електроспоживання. Теоретичні положення підтверджуються експериментальними дослідженнями. Встановлено, що рівні зубцевих гармонік в системах електропостачання, як правило, не перевищують 10–15 % від рівня основної частоти. Це призводить до зниження надійності функціонування електричних мереж та скорочення строку служби основного енергетичного обладнання на підприємстві. Однак, найбільшу загрозу для електрогосподарств промислових підприємств викликає частотно-амплітудний резонанс на зубцевих частотах. Це обумовлено специфічною природою зубцевих гармонік асинхронного двигуна (парність, залежність від навантаження та різноманітних технологічних факторів). Найбільша загроза виникає у разі використання однотипних асинхронних двигунів зі схожими режимами їх експлуатації. Приведено осцилограми експериментальних досліджень.
Сонячна on-grid електростанція та її приєднання до електричної мережі
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Загайнова, Олександра Анатоліївна; Сердюкова, Галина Миколаївна
Розглянуто мережева сонячна електростанція та її приєднання до електричної мережі. Дана система автономного альтернативного електропостачання відноситься до мережевого типу. Основна спрямованість системи – це видача генерованої електричної потужності в мережу споживача і передача надлишку в міську мережу згідно "Зеленого тарифу" . Очікувана електрична потужність сонячної електростанції – 860 кВт. Система являє собою розгалужену збірку, яка складається з наступних елементів: сонячних батарей; мережевих інверторів; систем моніторингу параметрів режиму мережевої сонячної електростанції; лічильників для обліку електроенергії; лінії електропередачі. Визначено необхідна кількість сонячних панелей для покриття потужності споживачів. Розподіл енергії, що генерується сонячними панелями, між фазами рівномірний. Розміщення сонячних панелей передбачено на спеціальних металевих наземних конструкціях. Для підключення панелей до трифазної мережі змінного струму вибрано інвертори. На даній електричної станції встановлено трифазні інверторі. Інвертор оснащений додатковими захисними пристроями, щоб гарантувати безпечну робота в будь-яких обставинах. Для захисту обладнання від коротких замикань і перенапруги в інверторах встановлені плавкі запобіжники. Інвертори встановлюються на металевих конструкціях, які розмішуються під столами з сонячними панелями. Вся проводка постійного струму виконана спеціалізованим сонячним одножильним кабелем з подвійною полівінілхлоридною ізоляцією, що не поширює горіння. Перетин кабелів вибрано по допустимим струмовим навантаженням і перевірено на втрати напруги. Кабелі прокладаються у металевих лотках та відкрито по конструкціях. Підключення сонячної електростанції до мережі 10 кВ передбачене за допомогою комплектної трансформаторної підстанції зовнішньої установки.
Моніторинг електричних мереж з використанням безпілотних літальних апаратів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Ніконов, Микола Сергійович; Шевченко, Сергій Юрійович
В статті окреслено основні існуючі проблеми моніторингу об’єктів електросистеми, адже регулярний огляд приладів та пристроїв електричної енергосистеми дозволяє оцінити їх технічний стан та виявити наявність дефектів та попередити аварійні режими. Проведено аналіз перспективних рішень в процесі інспекції технічного стану об’єктів або аварійних ділянок електричних мереж з використанням безпілотних літальних апаратів. Розглянуто класифікацію, переваги та недоліки безпілотних літальних апаратів, наведено перелік завдань, які вони здатні виконувати враховуючи власну конструкцію, технічні параметри. Окреслено основні частини структурної схеми керування безпілотного літального апарату та можливості розширення, удосконалення та усунення існуючих недоліків. Розглянуто існуючі технології автоматичного керування, виявлення та слідування електричної повітряної лінії та пристроїв безпілотником. Проведено аналіз базового принципу роботи датчиків вимірювання теплового поля та електромагнітного поля, як найбільш перспективних на сьогоднішній день у визначенні порушення правильної роботи пристроїв. По-перше, при несправності, об’єкти здатні випромінювати теплову енергію і часткові розряди, датчик якого здатний вимірювати її на відстані та перетворювати в температуру. По-друге, при тих самих пошкодженнях змінюється електромагнітне поле навколо об’єктів, вимір та аналіз значення цього параметра спеціальним датчиком дозволяє знаходити пошкоджені ділянки. Розглянуті питання забезпечення захисту каналу зв’язку наземної частини з безпілотником від зловмисників і інформаційного захисту обміну даних. Розглянуто можливості розвитку існуючих технологій з метою удосконалення процесу моніторингу загального технічного стану електричної мережі, пошуку пошкоджених електричних ділянок та пристрої, автоматизації процесу керування та зменшення собівартості пристрою.
Дослідження зарубіжного досвіду боротьби з ожеледно-паморозевими відкладеннями на проводах повітряних лініях електропередачі
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Омеляненко, Галина Вікторівна; Черкашина, Вероніка Вікторівна; Шматов, Антон Олексійович
Представлено засоби та технології прогнозування і запобігання ожеледно-паморозевих відкладень на проводах повітряних ліній електропередачі в електричних мережах зарубіжних країн. Акцентовано увагу на таких системах, як «Meteo», динамічний тепловий рейтинг, онлайн моніторинг China Southern Power Grid, Variable resistance cable de-icing system та мобільних установках плавлення ожеледі. Проаналізовано переваги і недоліки цих систем та виявлено, що такі підходи вимагають витрат енергії і є актуальним тільки для відповідного регіону електричних мереж залежно від погодних умов та відстані передачі електричної енергії. Розглянуто механічний, електромеханічний, електротермічний та фізико-хімічний методи запобігання ожеледно-паморозевих відкладень на проводах повітряних ліній електропередачі. Виявлено, що розгляд динамічних процесів є суттєвим і ефективним у дослідженнях електричних мереж в екстремальних погодних умовах, а дані про ожеледно-паморозеві відкладення на проводах повітряних ліній характеризуються високою розмірністю, нелінійністю, мультимодальністю та неоднорідністю, що унеможливлює створення точної моделі прогнозування за допомогою традиційних методів оцінювання й прийняття рішень. Для вирішення цього завдання запропоновано використовувати метод аналізу часових рядів та метод Ensemble Empirical Mode Decomposition. В основі цих методів лежить максимізація використання властивих закономірностей, які представлені частотно-часовими характеристиками для ефективного аналізу даних і створення основи для наступних моделей та підвищення точності їх прогнозування. На основі виконаних досліджень запропоновано шляхи адаптації та інтегрування досвіду зарубіжних країн в електричні мережі України. Обґрунтовано необхідність створення комплексних інформаційних систем моніторингу метеопараметрів та режимів роботи електричних мереж з використанням спеціалізованих прогнозних моделей та ІТ-систем, що дозволить автоматизувати процес оцінювання поточного стану повітряних лінії електропередачі на основі метеорологічних даних з метою своєчасного прийняття рішення щодо аварійних ситуацій в електричних мережах, спровокованих ожеледно-паморозевими відкладеннями.