Праці Інституту електродинаміки Національної академії наук України

ЗАСОБИ РОЗРАХУНКУ ТА ВИБОРУ УСТАВОК ДИФЕРЕНЦІЙНО-ФАЗНОГО ЗАХИСТУ ПОВІТРЯНИХ ЛІНІЙ МІКРОПРОЦЕСОРНИХ ЗАХИСТІВ L60 В СКЛАДНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖАХ ДО 10 000 ВУЗЛІВ

І.В. Блінов — 2024-04-30

Наведено опис розроблених засобів для розрахунку та вибору уставок диференційно-фазного захисту повітряних ліній мікропроцесорних захистів L60 фірми General Electric в складних електричних мережах до 10000 вузлів. Показано, що створені засоби дають можливість вибору уставок за можливими видами змішаних сигналів: з пуском по прямій послідовності та з пуском по зворотній послідовності, а також з пуском за додатковими критеріями. Програма розрахунку дає можливість перевірити забезпечення чутливості органів пуску та відключення за симетричних та несиметричних коротких замикань, за максимальних реверсних протікань потужності в умовах різних змішаних пусків. Бібл. 3, рис. 5.

РОЗВИТОК МОДУЛЬНИХ ЗАСОБІВ ВІДНОВЛЮВАНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ

Б.М. Плескач — 2024-04-30

Досліджено розвиток модульних засобів живлення, які використовуються як основне або резервне джерело електроенергії у важкодоступних місцях, або місцях зі складними кліматичними умовами для повного або часткового покриття електричних навантажень окремих об'єктів виробничого та соціального призначення. Основну увагу приділено концепції побудови мобільної автономної сонячно-вітрової електростанції МАСВЕС. Розглянуто особливості конструкції та наведено загальний вигляд такої електростанції. Бібл. 5, рисунок.

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ СИСТЕМ ОСВІТЛЕННЯ ЖИТЛОВИХ БУДИНКІВ І ОБ’ЄКТІВ СОЦІАЛЬНО-КУЛЬТУРНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ

П.П. Говоров — 2024-04-30

Наведено результати дослідження енергетичної ефективності освітлювальних установок житлових будинків і будівель соціально-культурного призначення. На основі техніко-економічного порівняння чотирьох варіантів систем освітлення: з лампами розжарювання, люмінесцентними, компактними люмінесцентними і світлодіодними лампами дана кількісна оцінка витрат на освітлення. Розроблено математичну модель питомих дисконтованих витрат, що дозволило враховувати зміни у часі умов роботи освітлення, а представлення результатів дослідження у відносних одиницях надало їм узагальненого вигляду. Зроблено висновки та надано рекомендації щодо їхнього застосування. Бібл. 9, рис. 2.

ВИЗНАЧЕННЯ ЗАРЯДНОЇ ЄМНОСТІ ПОВІТРЯНИХ ЛІНІЙ ЕЛЕКТРОПЕРЕДАЧІ З УРАХУВАННЯМ ПРОВИСАННЯ ПРОВОДУ

Т.Л. Кацадзе — 2024-04-30

У статті представлено результати дослідження впливу провисання проводу на зарядну ємність повітряної лінії електропередачі. Отримано уточнену математичну модель зарядної ємності повітряної лінії. Наведено результати дослідження похибки нехтування провисання проводу для типових конструкцій повітряних ліній електропередачі напругою від 35 до 750 кВ із розташуванням проводів у 2-3 яруси та горизонтальним. Досліджено вплив зміни стріли провисання проводу на величину зарядної ємності лінії електропередачі через зміну робочої температури проводу та внаслідок відкладень ожеледі. Показано, що для ліній електропередачі напругою 750 кВ така зміна може сягати 1–1,5 %, що в поєднанні з великою довжиною магістральних ліній електропередачі може зумовлювати зміну балансу реактивної потужності в самій лінії та в суміжних енергосистемах. Досліджено можливість моніторингу стріли провисання проводу в прогоні та визначено вимоги до точності таких вимірювань. Бібл. 14, рис. 3, таблиця.

АНАЛІЗ ПОТОЧНОГО СТАНУ ЕНЕРГОСИСТЕМИ ТА СТРАТЕГІЇ РОЗВИТКУ РОЗОСЕРЕДЖЕНОЇ ГЕНЕРАЦІЇ В УКРАЇНІ

І.В. Фролов — 2024-04-30

У статті проведено аналіз стану Об’єднаної енергосистеми України на початок 2023 року. Основну увагу в роботі звернено на питання енергетичної безпеки та наслідки для ОЕС України після масових атак на енергетичні об’єкти з початку повномасштабного вторгнення і до 2023 року. Проведено оцінку основних недоліків поточної моделі функціонування енергосистеми та розглянуто актуальні короткострокові стратегії щодо її модернізації з метою підготовки до опалювального сезону 2023-2024 року. Основну увагу під час аналізу потенційно можливих короткострокових стратегій було звернено на план відновлення України, доступні потужності газотранспортної системи України, потенціал використання «плавучих електростанцій», потенційні можливості функціонування розподільчих мереж в «острівному режимі» та стимулюванню збільшення частки джерел розосередженої генерації та систем накопичення енергії. Наведено поточні результати реалізації вищезазначених стратегій та потенціал їхнього розвитку після закінчення повномасштабної війни відповідно до енергетичної стратегії України до 2035 року та основних тез енергетичної стратегії України до 2050 року. Сформовано основні рекомендації щодо реалізації підготовки Об’єднаної енергосистеми України до наступного опалювального сезону. Бібл. 10, рис. 2.

МОДЕЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ПРОЦЕСІВ БЕЗДРОТОВОЇ ЗАРЯДКИ ЄМНІСНОГО НАКОПИЧУВАЧА НА ОСНОВІ ТРАНСФОРМАТОРА ТЕСЛИ

М.О. Ломко — 2024-04-30

Досліджено процеси бездротового накопичення енергії високої напруги за допомогою резонансного трансформатора Тесли на експериментальних зразках у дії. Проведено моделювання зарядних ланок зі схемою Латура та мостовим випрямлячем. Визначенo перспективність використання розроблених моделей для корекції параметрів зарядних пристроїв. Бібл. 10, рис. 5.

ПРИСТРОЇ КОРИГУВАННЯ ФОРМИ НАПРУГИ МЕРЕЖІ, ЯКА ЖИВИТЬ НАПІВПРОВІДНИКОВИЙ КЕРОВАНИЙ ВЕНТИЛЬНИЙ ВИПРЯМЛЯЧ ЗІСТАВНОЇ З МЕРЕЖЕЮ ПОТУЖНОСТІ

O.І. Чиженко — 2024-04-30

Ілюструється застосування технічного способу вольтододавання у перетворювачах, запропонованих для коригування форми напруги мережі, яка живить потужний керований вентильний випрямляч зіставної з живлячою мережею потужності. Розглядається модифікація схеми відомого перетворювача з діодним випрямлячем, пристосована для випадку живлення керованого випрямляча і для коригування форми напруги мережі на його вході, вказуються її недоліки. Наведено оригінальні ефективні схемо-технічні рішення пристроїв коригування форми напруги мережі, у яких використовується спосіб вольтододавання. У першому рішенні живлення пристрою здійснюється від мережі власних потреб, а у другому – більш універсальне – безпосередньо від мережевого трансформатора. Бібл. 7, рис. 3.

ЕНЕРГЕТИЧНІ ПОКАЗНИКИ ПЕРЕТВОРЮВАЧА ЕНЕРГІЇ МОРСЬКИХ ХВИЛЬ З ВИПРЯМЛЯЧЕМ СТРУМУ ТА АКТИВНО-ЄМНІСНИМ НАВАНТАЖЕННЯМ

І.П. Кондратенко — 2024-04-30

Статтю присвячено визначенню енергетичних показників генеруючого комплексу при стохастичному типі генерації електроенергії. Метою роботи є порівняння енергетичних показників та коефіцієнта споживання потужності енергії хвиль імітаційних моделей генеруючих комплексів з магнітоелектричними генераторами, що працюють зі змінною швидкістю на активне та активно-ємнісне навантаження з випрямленою напругою. Для розрахунку параметрів та енергетичних показників магнітоелектричного генератора використано аналітичний метод. Виконано розрахунок індуктивності, опору та генерованої постійними магнітами ротора напруги в трифазній обмотці магнітоелектричного генератора для моделювання електричних схем з наявністю та відсутністю трифазного випрямляча струму, а також активно-ємнісного та активного навантаження. Частота обертання ротора змінюється за гармонічним законом з однаковим періодом та амплітудою для всіх електричних схем. Визначений в електричних схемах струм використовується для розрахунку електромагнітного поля генератора і енергетичних показників. Для схем з активним і активно-ємнісним навантаженням виконується порівняння потужності споживання електроенергії, потужності втрат в обмотці статора, потужності на виході з генератора, та коефіцієнта споживання потужності енергії хвиль. Порівняння енергетичних показників здійснюється за умови однакової частоти обертання ротора та моменту на валу, що досягається зміною опору навантаження. Бібл. 10, рис. 8, таблиця.

ВПЛИВ ДИСКРЕТНОГО ХАРАКТЕРУ СИГНАЛУ ШВИДКОСТІ НА ПРОЦЕСИ КЕРУВАННЯ МОМЕНТОМ ВЕКТОРНО-КЕРОВАНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГУНА

С.М. Ковбаса — 2024-04-30

В роботі представлено результати дослідження впливу дискретного характеру сигналу виміряної кутової швидкості з використанням інкрементального енкодера на процеси керування моментом векторно-керованого асинхронного двигуна тягового електроприводу. Дослідження виконано методом математичного моделювання для системи прямого векторного керування моментом, яка забезпечує пряме асимптотичне полеорієнтування, асимптотичне відпрацювання заданих траєкторій моменту та модуля вектора потокозчеплення ротора, асимптотичну розв’язку процесів керування моментом та потоком. Параметри асинхронного двигуна та енкодера, які використовуються в дослідженні, відповідають параметрам, що існують в тягових електромеханічних системах тролейбусів. Показано, що наявність фільтру у вихідному каналі вимірювання кутової швидкості дозволяє зменшити пульсації струму і моменту асинхронного двигуна, які виникають внаслідок дискретного характеру сигналу швидкості, проте призводить до виникнення похибки відпрацювання моменту та погіршення умов полеорієнтування за вектором потокозчеплення ротора. Запропоновано комбіноване використання фільтрованого та нефільтрованого сигналів кутової швидкості для уникнення вказаного недоліку.

ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК СУХИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ З ЛИТОЮ ІЗОЛЯЦІЄЮ ТА З ФОЛЬГОВИМИ ОБМОТКАМИ

В.Ф. Іванков — 2024-04-30

Представлено методику аналітичного теплового розрахунку сухих трансформаторів з циліндричними провідниковими з литою ізоляцією та фольговими обмотками. З одновимірної нелінійної заступної теплової схеми трансформатора визначаються усереднені за поверхнями та середні за об’ємами температури стрижня магнітної системи та обмоток. Для уточнення розподілу температури за перерізом анізотропної фольгової обмотки застосовується розв’язок крайової задачі у вигляді двовимірного рівняння Пуассона з коефіцієнтами тепловіддачі, які розраховано із заступної схеми. Наведено приклад розрахунку сухого трансформатора потужністю 2500 кВА. Для верифікації результатів розрахунку проведено чисельне CFD-моделювання. Бібл. 10, рис. 9, табл. 3.

ОСНОВНІ РЕЖИМИ РОБОТИ І ГРАФІЧНИЙ ІНТЕРФЕЙС КОРИСТУВАЧА КОМПЛЕКСУ ДЛЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ МАГНІТНИХ ПОЛІВ І ДІАГНОСТУВАННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИЧНОГО ОБЛАДНАННЯ

Р.О. Мазманян — 2024-04-30

Апаратно-програмний комплекс моніторингу призначений для вивчення зв'язку між змінами в картинах розподілу інтенсивності магнітних полів із несправностями електроенергетичного обладнання. У експериментальних дослідженнях із попередньо заданими технічними несправностями, штучно введеними в об'єкт, комплекс забезпечить отримання корисних та достовірних результатів шляхом реєстрації змін індукції магнітного поля у просторовій, часовій та частотній областях. Вибір та гнучка настройка засобами збору даних забезпечить використання найбільш відповідного методу вимірювань, перетворення та відображення інформації про досліджувані несправності. У статті представлено основні режими роботи, графічні інтерфейси користувача персонального комп'ютера та мобільної системи збору даних, що спільно здійснюють перетворення, зберігання, аналіз та відображення вимірювальної інформації, отриманих від різних магнітних датчиків. Узагальнена функціональна специфікація програмного забезпечення комплексу, дизайн графічного інтерфейсу користувача (GUI) у складі операційної системи реального часу (RTOS) також будуть використані в розробках проблемно-орієнтованих систем комп'ютерної діагностики електроенергетичного обладнання. Бібл. 12, рис. 3.