Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Проблеми удосконалювання електричних машин i апаратiв. Теорiя i практика

Дослідження кореляції між параметрами діелектричної абсорбції при обстеженні ізоляції трьохжильних силових кабелів із застосуванням сукупних вимірювань

Іван Костюков — 2024-12-26

Стаття присвячена дослідженню кореляційних зв’язків між результатами вимірювань сукупних значень електричної ємності та тангенса кута діелектричних втрат ізоляції трьохжильних силових кабелів з паперовою імпрегнованою ізоляцією в спільній металевій оболонці. За результатами проведених розрахунків показано, що при оцінюванні невизначеностей вимірювань параметрів діелектричної абсорбції із застосуванням сукупних вимірювань кореляційні зв’язки між сукупними значеннями електричної ємності та тангенса кута діелектричних втрат можна не враховувати

Комплексний підхід до проведення моніторингу фізичних факторів виробничого середовища

Василь Калінчик — 2024-12-26

В роботі обґрунтовано, що безпека виробництва у сучасних умовах забезпечується тільки при постійній оцінці та ефективному контролі за виробничими ризиками. Перехід до інформаційних технологій ставить додаткові завдання до технології підготовки інформації. Основною вимогою до розробки системи управління забезпечення безпечних умов і охорони праці, побудованої з використанням сучасних інформаційних технологій, є виключення неповноти необхідної інформації, що дозволяє реалізовувати таку відкриту систему управління, яка в конкретних виробничих умовах забезпечувала б обґрунтування управлінських рішень на основі обробки наявної інформації. Причому основним ядром такої системи є система моніторингу фізичних факторів виробничого середовища. Обґрунтовано комплексний підхід до проведення моніторингу фізичних факторів виробничого середовищ. Показано, що комплексний підхід полягає в обов’язковому врахуванні всіх фізичних факторів виробничого середовища, що наявні на робочих місцях підприємства, у забезпеченні оперативного збору даних про фактичні рівні цих факторів та їх подальшої обробки. Запропонована структурна схема комплексного моніторингу фізичних факторів виробничого середовища, що включає виконання завдань, спрямованих на виявлення випадків перевищення рівнів контрольованих факторів над гранично допустимими рівнями, а також формування даних, необхідних для вироблення обґрунтованих управлінських рішень

Застосування нейронних мереж для прогнозування електричного навантаження

Василь Калінчик — 2024-12-26

В роботі показано, що оперативне управління режимом електроспоживання зводиться до рішення задачі оперативного прогнозування навантаження підприємства. Проаналізовані роботи, присвячені питанням прогнозування електричних навантажень енергосистем і промислових підприємств. Показано, що для досягнення необхідної точності прогнозу доцільно використовувати адаптивні процедури прогнозування і зокрема прогнозування є застосування штучних нейронних мереж. Використання штучних нейронних мереж для прогнозування навантаження промислових підприємств обумовлено їх властивостями, такими як здатністю до навчання, надійністю при неповній вхідній інформації, швидким відгуком вивченої мережі на вхідні впливи. Розглянуті умови визначення конфігурації нейронної мережі. Представлена структура нейронної мережі для прогнозування електричного навантаження промислового підприємства. Приведений процес навчання штучної нейронної мережі з підгонкою моделі до даних з ретроспективної вибірки. Розглянуті моделі добового прогнозування навантаження були досліджені на ретроспективних даних про режими електроспоживання хімічного підприємства з нормуванням вхідних даних. Приведені графіки фактичного сумарного навантаження і прогнозу, отримані за моделями штучної нейронної мережі. Дослідження показали, що застосування штучної нейронної мережі дозволяє проводити якісний прогноз навантаження підприємства при нормальних режимах функціонування обладнання.

Значення концепції стійкого розвитку в діяльності енергетичних компаній

Ірина Пантєлєєва — 2024-12-26

Сталий розвиток енергетичних підприємств спрямований на послідовні трансформації, які забезпечують ефективний і сталий розвиток енергетичної сфери країни. Він охоплює сталі зміни в галузях і на підприємствах паливно-енергетичного комплексу, який виконує ключову системну роль. У статті проаналізовано діяльність підприємств енергетичного сектора та визначено їх специфіку у контексті досягнення цілей сталого розвитку. Метою цієї статті є дослідження сутності сталого розвитку енергетичної сфери та аналіз методичних підходів до його оцінювання. Розглянуто концепцію "сталого розвитку енергетики" на трьох рівнях: державному, галузевому та на рівні енергетичних підприємств. Автори пропонують власне бачення сталого розвитку енергетики для кожного з цих рівнів. У статті також проаналізовано методичні підходи, що використовуються у світовій практиці для оцінки сталого розвитку енергетики, зосереджуючись виключно на державному рівні. У дослідженні використано такі методи: аналіз і синтез – для детального вивчення основних принципів функціонування енергетичної сфери; індукція та дедукція – для глибокого аналізу особливостей її діяльності в умовах досягнення цілей сталого розвитку. Крім того, застосовано графічний метод, який дозволяє наочно представити отримані результати та продемонструвати ключові висновки дослідження. Поєднання цих підходів забезпечує комплексність і структурованість проведеного аналізу. З'ясовано, що стійкість притаманна таким системам, які під впливом зовнішніх та внутрішніх чинників зберігають свої основні характеристики та властивості. Для усунення дисбалансів у розвитку та досягнення пропорційності структура системи повинна бути гнучкою, адаптивною та мати потенціал для постійного вдосконалення. Важливу роль у забезпеченні сталості та цілісності енергетичної системи відіграє інтеграція та взаємозалежність її елементів, а також їх здатність до ефективного саморегулювання.

Нормалізація магнітного поля в житлових приміщеннях, розташованих над вбудованими трансформаторними підстанціями 6(10)/0,4 кВ потужністю 100-400 кВА

Дмитро Пєлєвін — 2024-12-26

Метою роботи є визначення методів та засобів екранування, достатніх для зменшення до безпечного рівня магнітного поля промислової частоти в житлових приміщеннях будинків старої забудови, розташованих над вбудованими трансформаторними підстанціями 6(10)/0,4 кВ потужністю 100–400 кВА при малих відстанях до приміщення. Для досягнення поставленої мети запропоновано модифікований метод синтезу систем активного екранування магнітного поля трансформаторних підстанцій при малих відстанях від підстанції до підлоги приміщення, та проведена його експериментальна перевірка на повномасштабному фізичному макеті трансформаторної підстанції потужності 100 кВА з фізичним макетом синтезованої системи активного екранування. Проведено синтез систем активного екранування магнітного поля трансформаторних підстанцій потужності 100–400 кВА при малих відстанях від підстанції до підлоги приміщення та аналіз їх ефективності. Визначено, що нормалізація магнітного поля на поверхні підлоги для трансформаторних підстанцій потужності 100 кВА з допомогою синтезованої системи активного екранування з однією компенсаційною обмоткою можлива на відстанях не менш 1,15 м від підстанції, а з двома обмотками - не менш 1,02 м. Визначено, що нормалізація магнітного поля на поверхні підлоги для трансформаторних підстанцій 400 кВА з допомогою синтезованої системи активного екранування з двома обмотками можлива тільки при відстані від підстанції не менш 1,6 м. Проведено аналіз ефективності комбінованого використання активного та пасивного екранування. Визначено, що комбіноване використання синтезованих двоканальних систем активного екранування та пасивного плоского електромагнітного екрану з алюмінієвого листа товщиною 4 мм дозволяє зменшити магнітне поле над вбудованою трансформаторною підстанцією потужністю від 100 до 400 кВА до нормативного рівня при обмеженні відстані від підстанції до підлоги приміщень не менш 1,08 м і забезпечує захист здоров’я населення від впливу магнітного поля промислової частоти.

Використання методу Монте-Карло для оцінки розбіжності спрацьовування топкого запобіжника в залежності від розбіжності його теплофізичних та геометричних параметрів

Євген Байда — 2024-12-26

У статті розглядається метод Монте-Карло, як один з небагатьох методів розрахунку межі часу топлення топкої вставки, який за доволі простим алгоритмом дозволяє з високою точністю оцінити похибки в спрацьовуванні запобіжника в залежності від випадкових розбіжності його теплофізичних та геометричних параметрів. Завдяки своїм особливостям, метод може бути поширено на моделювання будь-якого процесу на який впливають випадкові величини. Застосування цього методу дало можливість у даній статті розрахувати межі часу топлення топкої вставки в залежності від ймовірності попадання часу топлення в ці межі, розрахувати межі часу топлення топкої вставки в залежності від кратності струму топкої вставки при заданій 0,95 відсотковій ймовірності попадання часу топлення в ці межі та визначити параметри, які в найбільшій мірі впливають на розбіжності часу топлення. У наведеній статті обґрунтовано застосування методу Монте-Карло.

Експериментальне дослідження енергоефективності кухонних електропобутових приладів для кип’ятіння води

Олександр Гречко — 2024-12-26

Вступ. Стале зростання кількості потужної електротехніки та пристроїв у домогосподарствах призводить до збільшення споживання електричної енергії. суттєво впливає на економічні витрати споживачів та погіршення екологічної ситуації у навколишньому середовищі. Проблема. Вартість тарифу електричної енергії для населення має тенденцію щодо неухильного зростання, що робить питання енергоефективності особливо актуальним для споживачів. Використання у побуті енергоефективних технологій дозволяє зменшити витрати на електроенергію та підвищити економічну ефективність домогосподарств. Енергоефективність електропобутових приладів є актуальною проблемою для забезпечення стабільного енергопостачання в умовах зростаючого споживання електрики. Мета. Аналітичне дослідження особливостей роботи кухонних електропобутових приладів для кип’ятіння води та експериментальне дослідження їх енергоефективності. Методика. За допомогою експериментальних досліджень проаналізована енергоефективність найбільш розповсюджених кухонних електропобутових приладів для кип’ятіння води. Результати. З точки зору енергоефективності серед досліджуваних електроприладів найкращим виявився проточний термопот, потім електричний чайник і традиційний термопот. Практична цінність. Застосування енергоефективних технологій у сучасних електропобутових приладах є важливою задачею, особливо в зимовий період та в умовах дефіциту електричної потужності під час військової агресії з боку рф й масштабних руйнувань критичної інфраструктури і об’єктів електроенергетики в нашій державі. Подальші дослідження сприятимуть зменшенню енергоспоживання і підвищенню енергоефективності електропобутових приладів.

Оцінка надійності тиристорного модулю високовольтних гібридних комутаційних апаратів в умовах резервування

Людмила Жорняк — 2024-12-26

У статті авторами запропоновано методику оцінки основних показників експлуатаційної надійності високовольтного тиристорного модуля, який є елементом електроенергетичного обладнання, на прикладі конструкції таких електротехнічних пристроїв, як гібридні вимикачі та перетворювачі в структуру тягових підстанцій, систем електропостачання металургійних комплексів тощо. Запропонована методика дає змогу оцінити ймовірність безвідмовної роботи реальної конструкції тиристорного модуля з урахуванням його конструкції та схеми реалізації, а також як рівень і глибина резервування включених до нього напівпровідникових приладів. В якості вихідних даних запропонований спосіб передбачає використання параметрів електричного навантаження за напругою і струмом та їх перерозподіл у міру вичерпання резервного ресурсу з урахуванням конструктивних особливостей як самого електротехнічного пристрою, так і мережі електропостачання, де він знаходиться. встановлено. Запропонована методика дає змогу оцінити ефективність впливу конструктивних факторів (кількості напівпровідникових приладів, принципу та глибини резервування, економічної складової та ін.) на основні показники експлуатаційної надійності відповідних типів високовольтного обладнання з урахуванням електричного навантаження та його змін. Запропонований спосіб апробовано на прикладі реальної схеми тиристорного модуля комутаційного пристрою РПН, який тривалий час перебував у промисловій експлуатації в найбільш несприятливих умовах в структурі електропостачання металургійного виробництва, де присутні це висока частота комутацій, коливання навантаження тощо. Реалізація даної методики в умовах проектування високовольтного комутаційно-перетворювального електрообладнання, а також його експлуатації в структурі електропостачання дозволяє оцінити вплив конструктивних особливостей напівпровідникової частини з урахуванням режиму навантаження, а також впливу зовнішніх і експлуатаційних факторів. Більш точного визначення ефективності запропонованої методики прогнозування показників експлуатаційної надійності залежно від режиму і глибини навантаження та типу системи резервування можна досягти шляхом проведення додаткової серії дослідно-експериментальних перевірок щодо вибору типу теоретичної системи. закон розподілу та визначення його параметрів для конкретних конструкцій електротехнічних пристроїв. Таким чином, зроблено висновок про можливість використання отриманих результатів для оцінки параметрів експлуатаційної надійності вищевказаного високовольтного обладнання, що використовується у складі розподільних пристроїв і систем електропостачання як в умовах високої, так і низької напруги.

Розрахунок обмотувальних даних котушок включення та відключення бістабільного поляризованого електромагніта для вакуумного контактора середніх напруг

Микола Лелюк — 2024-12-26

Вакуумні контактори середніх напруг складаються з комутаційного та привідного модулів. При розробці або удосконалені конструкцій контакторів комутаційний модуль повинен відповідати вимогам, що висуваються їх виробниками. У відповідності з цими вимога розробляється привідний модуль, який складається з механічної системи та електромагніта. Робота механічної системи контактора залежить від правильно обраних контактних пружин, а робота електромагніта – від тягових зусиль при виконанні комутаційних операцій. В роботі розглянуто конструкцію вакуумного контактора з бістабільним поляризований електромагнітом з двома котушками включення та відключення. Побудовано протидіючу характеристику механічної системи контактора та визначено сили, що діють на електромагніт у включеному та відключеному положеннях контактора. Розроблено FEEM модель бістабільного поляризованого електромагніта та визначено мінімальне значення МРС обмоток включення та відключення. Побудовано результуючу тягову характеристику бістабільного поляризованого електромагніта при мінімальному значенні МРС обмоток включення та відключення і робочому зазорі. Визначено, що при виконанні комутаційної операції та використанні спільно обмоток включення і відключення вдалося зменшити МРС спрацьовування електромагніта. Проведено розрахунок обмотувальних даних котушок включення та відключення при різних значеннях номінального діаметру проводу та напруги мережі живлення і, у відповідності з цим, визначено мінімальне значення МРС обмоток.

Постановка задачі мультипольового моделювання процесів зносу целюлозної ізоляції силового трансформатора

Олег Барабан — 2024-12-26

Важливим напрямком теоретичних досліджень є математичне моделювання стану целюлозної ізоляції, що визначає ресурс силового трансформатора Прогнозування стану целюлозної ізоляції потребує комп'ютерного моделювання. Відомі математичні моделі прогнозування старіння целюлозної ізоляції мають недоліки. Тому треба формалізувати завдання мультипольового моделювання, вибрати засіб для мультипольового моделювання та виконати огляд літератури щодо моделей (зосереджена, пошарова та ін.) і вибрати засіб мультипольового моделювання (FEMM та ін.). Водночас є питання, яке потребують вирішення/уточнення такий як фактор прикладеного зусилля до целюзної ізоляції в момент часу. Тому потрібно розробити нову математичну модель нову математичну модель та необхідно перейти до використання польових моделей.

Особливості термісторного захисту трифазних асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором напругою до 0,66 кВ

Олександр Чепелюк — 2024-12-26

У статті проаналізовані особливості термісторного захисту від перегріву трифазних асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором напругою до 0,66 кВ. Проведено порівняльний аналіз різних типів та видів термісторів, зокрема їх конструктивних особливостей, принципів роботи та характеристик, що забезпечує ефективний захист обмоток двигуна від критичного перегріву. Визначено переваги та недоліки різних видів термісторного захисту асинхронних двигунів, що дозволяє обґрунтовано вибрати оптимальний варіант захисту залежно від умов експлуатації та вимог до надійності електродвигунів у відповідності з сучасними міжнародними стандартами.