Dissertations / Theses on the topic 'Пристрої компенсації реактивної потужності'

Отримав подальший розвиток напрямок створення способів та регуляторів оптимального керування (за критерієм мінімальних втрат), що дозволило адаптувати їх до умов роботи електричних мереж, для яких характерні тривалі недопустимі відхилення напруги, і підтримувати, залежно від режиму електроспоживання, у вузлі задане значення вхідної реактивної потужності або рівень напруги в допустимих межах.
У кваліфікаційній роботі магістра отримав подальший розвиток напрямок створення способів та регуляторів оптимального керування реактивною потужністю, що дозволило адаптувати їх до умов роботи електричних мереж, для яких характерні тривалі недопустимі відхилення напруги, і підтримувати, залежно від режиму електроспоживання, у вузлі задане значення вхідної реактивної потужності або рівень напруги в допустимих межах. Також у роботі розроблено регулятор батареї конденсаторів, удосконалено структурну блок-схему системи та алгоритму керування збудженням групи синхронних двигунів, що дозволяє забезпечувати технічні значення вхідної реактивної потужності, які задані енергопостачальною компанією, та регулювати напругу у її вузлах
In the qualification work of the master the direction of creation of ways and regulators of optimum control of reactive power that allowed to adapt them to conditions of work of electric networks for which long inadmissible voltage deviations are characteristic, and to support, depending on a mode of power consumption, or voltage level within acceptable limits. The capacitor battery regulator is also developed, the structural block diagram of the system and the excitation control algorithm of a group of synchronous motors is improved, which allows to provide technical values of input reactive power set by the power supply company and to regulate voltage in its nodes
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ.... 5 ВСТУП ..... 7 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ ......... 9 1.1 Методи розрахунку компенсації реактивної потужності ... 9 1.2 Статичні тиристорні компенсатори реактивної потужності ..... 13 Висновки до розділу 1 ...... 22 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ ....... 23 2.1 Розроблення регулятора реактивної потужності для мереж споживачів і ЕПК, для яких характерні тривалі відхилення напруги ...23 2.2 Вдосконалення способу та системи керування збудженням синхронних двигунів з метою регулювання напруги ..... 29 2.3 Розроблення схем керування СТК ...... 40 Висновки до розділу 2 ..... 47 3 РОЗРАХУНКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ ...... 48 3.1 Загальні умови проведення досліджень режимів роботи СТК .... 48 3.2 Дослідження енергетичного процесу СТК у випадку параметричної модуляції реактивного елемента ..... 49 Висновки до розділу 3 ...... 58 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ ......... 59 4.1 Вимоги пожежної безпеки при гасінні електроустановок ..... 59 4.2 Дослідження стійкості роботи підприємств електроенергетики в надзвичайних ситуаціях ....... 61 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ....... 65 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ ..... 66

В представленій роботі було розроблено компенсатор длякомпенсації реактивної потужності в перехідних режимах. На основі аналізу, узагальнення й систематизації наукових джерел висвітлено огляд основних способів компенсації реактивної потужності. Оцінюються переваги та недоліки окремих видів компенсації. Розглянуто методи компенсації для різних типів перехідних процесів. Числові розрахунки та моделювання проводились з використанням програмних засобів MATLAB (пакет Simulink), MathCAD. Результатом роботи є розроблена модель пристрою компенсації реактивної потужності в перехідних режимах. Оцінено підвищення коефіцієнту потужності при використанні запропонованого алгоритму компенсації. Запропонований алгоритм компенсації в перехідних режимах дозволяє покращити параметри якості електроенергії мінімум на 5%. Результат роботи може бути використаний при розробці пристроїв компенсації в усталених і перехідних режимах.
In the present thesis project was developed compensator for the compensation of reactive power in transient conditions. Based on the analysis, synthesis and systematization of scientific sources, an overview of the main methods of reactive power compensation is highlighted. The advantages and disadvantages of certain types of compensation are assessed. Compensation methods for various types of transient processes are considered. Numerical calculations and modeling were carried out using software tools MATLAB (Simulink package), MathCAD. The result of the work is a developed model of a device for reactive power compensation in transient conditions. Estimated increase in power factor when using the proposed compensation algorithm. The proposed compensation algorithm in transient conditions allows to improve the quality parameters of electricity by at least 5%. The result of the work can be used in the development of compensation devices in established and transient modes.
В представленной работе был разработан компенсатор для компенсации реактивной мощности в переходных режимах. На основе анализа, обобщения и систематизации научных источников освещены обзор основных способов компенсации реактивной мощности. Оцениваются преимущества и недостатки отдельных видов компенсации. Рассмотрены методы компенсации для различных типов переходных процессов. Числовые расчеты и моделирование проводились с использованием программных средств MATLAB (пакет Simulink), MathCAD. Результатом работы является разработанная модель устройства компенсации реактивной мощности в переходных режимах. Оценен повышения коэффициента мощности при использовании предложенного алгоритма компенсации. Предложенный алгоритм компенсации в переходных режимах позволяет улучшить параметры качества электроэнергии минимум на 5%. Результат работы может быть использован при разработке устройств компенсации в устоявшихся и переходных режимах.

В даній магістерській роботі було проаналізовано дані споживання електроенергії в деяких корпусах Сумського Державного Університету, розраховано коефіцієнт зсуву фаз в вводах тих приміщень, що обладнанні системою АСКОЕ. Розраховано потужність автоматичних установок компенсації реактивної потужності, які дозволять вирівняти кут зсуву фаз, цим самим зменшити використання повної енергії, що і призведе до економії в оплаті місячних тарифів. Більш того реактивна складова енергії витрачається на створення електромагнітних полів та створює додаткове навантаження на силові лінії живлення. В результаті визначення вартості АУКРМ та економічного ефекту від їх впровадження визначали терміни окупності в тих приміщеннях, де впровадження конденсаторних установок покаже реальний економічний ефект.

Показано, що оптимальну  ступінь компенсації реактивної потужності промислових споживачів з врахуванням впливу  реактивними навантаженнями комунально-побутових споживачів можна доцільно визначати на основі гральних методів.
It is shown that the optimal level of reactive power compensation Incl industrial consumers account the impact of jet - loads of communal consumers can be advisable to determine on the basis of gaming methods.

У дипломній роботі була визначена категорія надійності електропостачання і проведена характеристика споживачів електроенергії. Проведено вибір схеми електропостачання та визначення розрахункового навантаження цеху. Складена відомість споживачів електроенергії. Проведено вибір числа і потужності силових трансформаторів. Зроблено розрахунки потужності та вибір компенсуючого пристрою. Проведена розробка конструкції комплектної трансформаторної підстанції, розрахунки і вибір розподільчої електромережі.
In diploma paper, the category of power supply reliability was defined and performed characterization of consumers. Carried out a choice of power supply circuits and determined the estimated loading plant. Compiled the roll of electricity consumers. Conducted selection of the number and capacity of power transformers. Carried out calculations of power and choice of compensating device. Developed the construction of complex transformer substations, calculations and choice of distribution mains
ВСТУП…………………………………………………………………………… 8 1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА………………………………………………….. 10 1.1 Актуальність застосування конденсаторних батарей……………… 10 1.2 Споживачі реактивної потужності…………………………………… 10 1.3 Виробництва-споживачі реактивної потужності……………………. 11 1.4 Проблема компенсації реактивної потужності………………………. 11 1.5 Результат компенсації реактивної потужності………………………. 13 1.6 Способи компенсації реактивної потужності……………………….. 14 1.7 Природна компенсація……………………………………………….. 14 1.8 Технічні засоби компенсації реактивної потужності………………. 15 1.8.1 Синхронні двигуни…………………………………………… 15 1.8.2. Синхронні компенсатори…………………………………….. 16 1.8.3. Конденсаторні батареї………………………………………… 17 1.9 Переваги та недоліки конденсаторних батарей……………………. 18 1.10. Типи конденсаторної компенсації…………………………………. 19 1.10.1 Вибір устаткування для компенсації реактивної потужності 19 1.10.2 Індивідуальна компенсація………………………………….. 19 1.10.3 Централізована компенсація………………………………… 21 1.10.4 Групова компенсація…………………………………………. 22 1.10.5. Переваги автоматичних регуляторів реактивної потужності 22 2 НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА …………………………….................. 24 2.1 Необхідність компенсації реактивної потужності…………………. 24 2.2 Характеристика споживачів. Визначення категорійності по надійності ЕП…………………………………………………………………… 26 2.3 Вибір схеми ЕП……………………………………………………….. 27 2.4 Висновки до розділу 2……………………………………………….. 29 3. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА……………………………………………… 3.1 Відомість споживачів…………………………………………………. 30 3.2 Розрахунок електричних навантажень………………………………. 31 3.3 Вибір типу світильників. Розміщення світильників в цеху………… 38 3.4 Світлотехнічний розрахунок………………………………………… 40 3.5 ЕМ освітлення………………………………………………………… 43 3.6 Висновки до розділу 3………………………………………………… 49 4. ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА………………………….. 50 4.1 Розрахунок потужності та вибір конденсаторної батареї………….. 50 4.2 Вибір числа і потужності силових трансформаторів………………... 53 4.3 Розробка конструкції КТП…………………………………………….. 57 4.4 Розрахунок і вибір перерізу мережі живлення і розподільчої електромережі з врахуванням захисту……………………………………. 58 4.5 Висновки до розділу 4………………………………………………… 64 5. СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА………………………………………………… 65 5.1 Вибір схеми керування і автоматики………………………………… 65 5.2 Вибір елементів схеми керування і автоматики……………………. 66 6 ОБҐРУНТУВАННЯ ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ ………………….. 70 6.1 Методика оцінки економічної ефективності інженерних рішень… 70 6.2 Техніко-економічне обґрунтування вибору масляного трансформатора……………………………………………………………. 71 6.3 Оцінка економічної ефективності вибору масляного трансформатора.. 72 6.4 Розрахунок економічного ефекту від впровадження конденсаторних установок……………………………………………….. 74 7. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ…. 76 7.1 Система протипожежного захисту……………………………………. 76 7.2 Електробезпека………………………………………………………… 77 7.3 Джерела виникнення та уражаюча дія електромагнітного імпульсу. 80   7.4 Проведення евакуаційних заходів, їх планування і організація, особливості проведення у випадку виникнення НС техногенного характеру…………………………………………………………………… 82 8.ЕКОЛОГІЯ…………………………………………………………………… 85 8.1 Вплив переробки молочної сировини на навколишнє середовище.. 85 8.2 Основні методи очищення стічних вод в молочній промисловості.. 87 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ДО ДИПЛОМНОЇ РОБОТИ ……………................. 90 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ………………………………………………............... 91 ДОДАТКИ……………………………………………………………………… 1 Додаток А. Порівняльний розрахунок трансформаторів ТМ-400 і ТМ-630…………………………………………………………..…………….. 2

Розглянуто: структура втрат електроенергії в міських розподільчих мережах 6-10/0.4 кВ, заходи щодо зменшення втрат у розподільчих мережах. Показані властивості джерел і споживачів реактивної потужностi, дана характеристика реактивної потужності, Приведені заходи щодо зменшення споживання реактивної потужностi. Показана класифiкацiя компенсувальних пристроїв. Розглянуті способи ви-користання конденсаторних батарей для компенсацiї реактивної потужностi та приведен розрахунок потужностей компенсуючих пристроїв мереж.

У дипломній роботі приведено результати теоретичних досліджень методів зниження втрат електричної енергії в мережах енергопостачальних компаній і споживачів шляхом впровадження удосконалених методів розрахунку компенсації реактивної потужності та оптимізації режимів її генерування, а також керування компенсувальними установками

У дипломній роботі була визначена категорія надійності електропостачання і проведена характеристика споживачів електроенергії. Проведено вибір схеми електропостачання та визначення розрахункового навантаження цеху. Складена відомість споживачів електроенергії. Проведено вибір числа і потужності силових трансформаторів. Зроблено розрахунки потужності та вибір компенсуючого пристрою. Проведена розробка конструкції комплектної трансформаторної підстанції, розрахунки і вибір розподільчої електромережі.
In diploma paper, the category of power supply reliability was defined and performed characterization of consumers. Carried out a choice of power supply circuits and determined the estimated loading plant. Compiled the roll of electricity consumers. Conducted selection of the number and capacity of power transformers. Carried out calculations of power and choice of compensating device. Developed the construction of complex transformer substations, calculations and choice of distribution mains...
ВСТУП…………………………………………………………………………… 8 1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА………………………………………………….. 10 1.1 Причини компенсації реактивної потужності………………………. 10 1.2 Переваги конденсаторних установок………………………………… 11 1.3 Організаційні та технічні заходи зменшення споживання реактивної потужності споживачами…………………………………….. 13 1.4 Вплив вищих гармонічних складових на термін служби конденсаторних установок……………………………………………….. 16 2 НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА …………………………….................. 18 2.1 Засоби компенсації реактивної потужності………………………….. 18 2.2 Характеристика споживачів електричної енергії. Визначення категорії по надійності…………………………………………………………. 22 2.3 Схема електропостачання……………………………………………. 22 2.4 Висновки до розділу 2…………………………………………………. 23 3. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА……………………………………………… 24 3.1 Відомість споживачів електричної енергії………………………….. 24 3.2 Розрахунок електричних навантажень цеху………………………… 25 3.3 Розрахунок системи освітлення……………………………………… 30 3.4 Вибір площі перерізу проводів та жил кабелів. Вибір захисту ЕМ 35 3.5 Висновки до розділу 3………………………………………………… 38 4. ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА………………………….. 39 4.1 Розрахунок компенсуючого пристрою……………………………….. 39 4.2 Вибір трансформаторів………………………………………………... 41 4.3 Розробка конструкції КТП-630……………………………………….. 44 4.4 Розрахунок струмів КЗ………………………………………………… 45 4.5 Висновки до розділу 4………………………………………………… 52 5. СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА………………………………………………… 53 5.1 Вибір електрообладнання комплектної трансформаторної підстанції і перевірка на стійкість до дії струмів короткого замикання.. 53 5.2 Розрахунок і вибір електромережі живлення……………………….. 59 5.3 Вибір і розрахунок релейного захисту силового трансформатора…. 62 6 ОБҐРУНТУВАННЯ ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ ………………….. 67 6.1 Методика оцінки економічної ефективності інженерних рішень….. 67 6.2 Техніко-економічне обґрунтування вибору масляного трансформатора……………………………………………………………. 68 6.3 Оцінка економічної ефективності вибору масляного трансформатора.. 69 7. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ…. 71 7.1 Пожежна безпека………………………………………………………. 71 7.2 Технічні рішення з безпечної експлуатації об'єкта…………………. 73 7.3 Забезпечення оповіщення персоналу та населення у разі виникнення аварій на потенційно небезпечних об’єктах……………… 79 8.ЕКОЛОГІЯ…………………………………………………………………… 81 8.1 Шкідливі фактори впливу електромагнітних полів…………………. 81 8.2 Заходи щодо охорони навколишнього середовища на промислових підприємствах……………………………………………………………… 82 8.3 Вплив на довкілля лісопильно-деревопереробної промисловості…. 84 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ДО ДИПЛОМНОЇ РОБОТИ ……………................. 88 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ………………………………………………............... 89 ДОДАТКИ……………………………………………………………………… 1 Додаток А. Порівняльний розрахунок трансформаторів ТМ-400 і ТМ-630…………………………………………………………..……………..

У дипломній роботі була визначена категорія надійності електропостачання і проведена характеристика споживачів електроенергії. Проведено вибір схеми електропостачання та визначення розрахункового навантаження цеху. Складена відомість споживачів електроенергії та проведено розрахунки освітлення. Проведено вибір числа і потужності силових трансформаторів. Зроблено розрахунки потужності та вибір компенсуючого пристрою. Проведена розробка конструкції комплектної трансформаторної підстанції, розрахунки і вибір розподільчої електромережі. Визначено струми короткого замикання, проведено вибір електрообладнання комплектної трансформаторної підстанції і перевірка на стійкість до дії струмів короткого замикання, вибір і розрахунки релейного захисту силового трансформатора. Розроблена схема керування, захисту, сигналізації і автоматики, проведено вибір елементів схеми релейного захисту та автоматики.

У дипломній роботі проведено огляд та виконаний аналіз засобів компен¬сації реактивної потужності, розглянуто алгоритми управління і функціонування систем управління. Показано, що конденсаторні батареї мають переваги над синхронними двигунами, тому вони набули найбільшої популярності. Останніми роками у зв'язку із значним прогресом у створенні швидкодіючих силових напівпровідникових приладів з’явилася тенденція до створення досконаліших структур перетворювачів змінного струму. Зокрема, для керування рівнем реактивної потужності.

У дипломній роботі була визначена категорія надійності електропостачання і проведена характеристика споживачів електроенергії. Проведено вибір схеми електропостачання та визначення розрахункового навантаження цеху. Складена відомість споживачів електроенергії та проведено розрахунки освітлення. Проведено вибір числа і потужності силових трансформаторів. Зроблено розрахунки потужності та вибір компенсуючого пристрою. Проведена розробка конструкції комплектної трансформаторної підстанції, розрахунки і вибір розподільчої електромережі. Визначено струми короткого замикання, проведено вибір електрообладнання комплектної трансформаторної підстанції і перевірка на стійкість до дії струмів короткого замикання, вибір і розрахунки релейного захисту силового трансформатора. Розроблена схема керування, захисту, сигналізації і автоматики, проведено вибір елементів схеми релейного захисту та автоматики

Проектом передбачено розрахунок схеми внутрішньозаводського електропостачання машинобудівного заводу. Було проведено: розрахунок електричних навантажень, визначення центру електричних навантажень та місця розташування головної понижувальної підстанції, вибір кількості та потужності трансформаторів головної понижувальної підстанції і цехових підстанцій, компенсувальних пристроїв напругою до і понад 1 кВ та перерізу кабельних ліній. Розраховано струми коротких замикань та проведено виборі електричних комутаційно-захисних апаратів. В роботі також розраховано систему електроосвітлення інструментального цеху. В економічній частині було порівняно два варіанти освітлення цеху та обрано більш економічний. В розділі з охорони праці розглянуті та проаналізовані заходи безпеки на підприємстві та при обслуговуванні підстанції.

У дипломній роботі проведена характеристика споживачів електроенергії і визначена категорія надійності електропостачання. Проведено вибір схеми електропостачання та визначення роду струму і величини напруги живлення. Складена відомість споживачів електроенергії та проведено розрахунки електричних навантажень, розрахунки освітлення. Проведено розрахунки потужності та вибір компенсуючого пристрою, вибір числа і потужності силових трансформаторів. Проведена розробка конструкції комплектної трансформаторної підстанції, розрахунки і вибір розподільчої електромережі. Проведено розрахунки струмів короткого замикання, вибір електрообладнання комплектної трансформаторної підстанції і перевірка на стійкість до дії струмів короткого замикання, вибір і розрахунки релейного захисту силового трансформатора. Розроблена схема керування, захисту, сигналізації і автоматики, проведено вибір елементів схеми релейного захисту та автоматики.

Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.22.09 – "Електротранспорт" 141 – електроенергетика, електротехніка та електромеханіка) – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" МОН України. Харків, 2020. Дисертація присвячена створенню наукових основ вибору оптимальних параметрів та режимів роботи системи компенсації реактивної потужності на електровозах змінного струму та адаптації роботи системи компенсації до параметрів тягового електропостачання. Для виконання досліджень розроблені математичні та програмно-орієнтовані моделі роботи тягового та допоміжного приводу електровозу змінного струму (на прикладі електровозу ВЛ-80К). Відмінними особливостями цих моделей є можливість врахування взаємного впливу роботи тягового приводу і допоміжних агрегатів та режимів роботи електровозу. Виконано експериментальне підтвердження адекватності розроблених імітаційних моделей з реальним тяговим та допоміжним приводом для рухомого складу. На основі розроблених моделей досліджено електромагнітні процеси в тяговому та допоміжному приводах, що дозволило якісно та кількісно їх оцінити. Розроблено силову схему гібридного КРП та схему керування його активної частини. Основою системи керування є метод визначення спектрального складу тягового струму на основі алгоритму Левінсона-Дарбіна, що дозволить адаптувати роботу компенсатора до параметрів системи електропостачання. Запропоновано в системі допоміжного приводу застосувати статичний перетворювач замість фазорозчіплювача. Розрахунок втрат повної потужності до та після модернізації підтвердив економічну доцільність впровадження компенсатора реактивної потужності та застосування статичного перетворювача в системі допоміжних машин замість фазорозчіплювача. Розроблені наукові положення є ефективним інструментом модернізації існуючого парку вантажних електровозів змінного струму серій ВЛ-80Т та ВЛ-80К і створення нового електрорухомого складу залізниць. Результати дисертаційної роботи впроваджені у "Науково-дослідному та конструкторсько-технологічному інституті залізничного транспорту" АТ "Укрзалізниця" (м. Київ), ДП "Український науково-дослідницький інститут вагонобудування" (м. Кременчук) та у навчальному процесі Державного університету інфраструктури та технологій (м. Київ).
Thesis for a Candidate Degree in Engineering (Doctor of Philosophy) in specialty 05.22.09 - "Electrotransport" 141 - Electric Power Engineering, Electrical Engineering and Electromechanics) - National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", MES of Ukraine. Kharkiv, 2020. The dissertation is devoted to creation of scientific bases of choice of optimum parameters and modes of operation of the system of reactive power compensation on electric locomotives operating on alternating current. The factors that have the greatest impact on the quality of traction power supply from the side of the electric rolling stock of alternating current are analyzed. Factors that cause the greatest distortion of the voltage form of the catenary include higher harmonic components, which are introduced into the traction power supply system by electric rolling stock. It is shown that such factors as poor current collection, passage of electric rolling stock of the feeder zone, the presence of several units of electric rolling stock in one feeder zone, modes of operation of electric rolling stock lead to the fact that the process of voltage change in the catenary is nondeterministic for the analysis of the spectral composition of the traction current of an electric locomotive, the application of classical Fourier transform methods is incorrect. Analysis of circuit solutions for compensation of reactive power consumed by electric rolling stock of alternating current showed that to date the most optimal solution is the use of hybrid compensators. In such compensators, the passive part reduces the phase shift between the voltage of the secondary winding of the traction transformer and the traction current, and the active part removes the higher harmonic components of the traction current. The active part of the hybrid compensator is a stand-alone current inverter and an inverter control system. The control system performs spectral analysis of the traction current, forms an algorithm for the generation of autonomous inverter higher harmonics, the same amplitude but antiphase to the higher harmonics of the traction current. Existing control systems use Fourier transform methods to determine the spectral components of the traction current, but in real operating conditions of the electric rolling stock they are incorrect. It is proposed to apply the methods of correlation spectral analysis to determine the spectral components of the traction current. Mathematical and program-oriented models of work of traction and auxiliary drive of an electric locomotive of an alternating current (on the example of the locomotive VL-80k) have been created. The unique features of these models are the ability to take into account the mutual influence of the traction and auxiliary drives and the operating modes of electric locomotives. The technique of calculating the parameters of asynchronous motors for asymmetrical stator windings has been improved. The relationship between such parameters as the scattering inductance and the mutual inductance with the geometric parameters of the windings is shown. This technique was used to create a mathematical model for the drive of auxiliary machines, in particular for the simulation of the phase splitter. It is proposed to investigate electrodynamic processes in auxiliary machine actuators in steady state operation, to replace the phase splitter with an asymmetrical voltage system that feeds the motors of fans. The mutual influence of traction actuator and auxiliary motors operation was investigated. The results of the study made it possible to clarify the spectral composition of the current in the traction and auxiliary drive circuits. The use of a hybrid reactive power compensator in traction drive circuits is substantiated. The elements of the passive and active part of the compensator are calculated. A control system for the active part of the reactive power compensator has been developed, which is based on the block of determination of harmonic components of traction current and suppression in the current spectrum of zero and higher harmonic components. A new scientific approach to the determination of the spectral components of the traction current is proposed. It is based on the application of the linear prediction method of Levinson-Darbin. This approach allows to take into account the random nature of the voltage and, as a consequence, the traction current, and to adapt the work of the compensator to the voltage of the contact network. The application of this approach also allows taking into account such factors as the nature of the mode of operation of the electric locomotive, the passage of the boundaries of the sections of the contact network, etc. Adjusted mathematical model of traction actuator when using of reactive power compensator, calculated and constructed amplitude-frequency and phase-frequency spectral characteristics of voltage and current on the traction winding of the transformer. The power factor of the upgraded traction actuator is calculated. The justified is use of a static converter instead of a phase splitter in the auxiliary drive power supply system. The system of mathematical modeling of the auxiliary drive of the electric locomotive is executed; the amplitude-frequency and phasefrequency spectral characteristics of the voltage on the winding of the transformer and the current flowing through the winding of its own needs are calculated and constructed. The power factor of the upgraded auxiliary actuator is calculated. The losses of active and full power in the traction and auxiliary drives of the locomotive were calculated before and after the modernization. The dependences of the efficiency and the power factor of the drives before and after the modernization were calculated. The results obtained indicate that the efficiency of the traction drive after the use of the compensator decreased by 0,6% a factor and the power factor increased by 3,2%. Auxiliary drive efficiency after upgrading increased by 1,5%, and power factor increased by 26,4%. The developed scientific provisions are an effective tool for modernization of the existing fleet of electric locomotives of the VL-80t and VL-80k series and the creation of a new electric rolling stock of railways. The results of the dissertation were implemented at the Scientific Research Design and Engineering Institute of Railway Transport of OJSC "Ukrzaliznytsya" (Kyiv), SE "Ukrainian Research Institute of Carriage" (Kremenchuk) and in the educational process of the State University of Infrastructure and Technology (Kyiv).

Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.22.09 – "Електротранспорт" 141 – електроенергетика, електротехніка та електромеханіка) – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" МОН України. Харків, 2020. Дисертація присвячена створенню наукових основ вибору оптимальних параметрів та режимів роботи системи компенсації реактивної потужності на електровозах змінного струму. Проаналізовані фактори, що мають найбільший вплив на якість тягового електропостачання збоку електрорухомого складу змінного струму. До факторів, що вносять найбільше спотворення форми напруги контактної мережі слід віднести вищі гармонійні складові, які вносяться в систему тягового електропостачання електрорухомим складом. Показано, що такі чинники, як неякісне струмознімання, проходження електрорухомим складом фідерної зони, наявність декількох одиниць електрорухомого складу на одній фідерній зоні, режими робот електрорухомого складу призводять до того, що процес зміни напруги в контактній мережі є недетермінованим, неергодичним негаусовим процесом, при якому для аналізу спектральних складових тягового стуму електровозу застосування класичних методів перетворення Фур‘є є некоректним. Аналіз схемотехнічних рішень щодо компенсації реактивної потужності, яка споживається електрорухомим складом змінного струму, показав, що на сьогоднішній день найбільш оптимальним рішенням є застосування гібридних компенсаторів реактивної потужності (ГКРП). В таких компенсаторах пасивна частина зменшує фазовий зсув між напругою вторинної обмотки тягового трансформатора та тяговим струмом, активна частина – видаляє вищі гармонійні складові тягового струму. Пасивною частиною ГКРП є LC-фільтр, а активною - автономний інвертор струму і система керування інвертором. Система керування виконує спектральний аналіз тягового струму, формує алгоритм для генерації автономним інвертором вищих гармонік, однакових по амплітуді але протифазними до вищих гармонік тягового струму. В існуючих системах керування для визначення спектральних складових тягового струму використовуються методи перетворення Фур‘є, які в реальних умовах експлуатації електрорухомого складу дають некоректні результати. Запропоновано для визначення спектральних складових тягового струму застосувати методи кореляційного спектрального аналізу. Створено математичні та програмно-орієнтовані моделі роботи тягового та допоміжного приводу електровозу змінного струму (на прикладі електровозу ВЛ-80к). Відмінними особливостями цих моделей є можливість врахування взаємного впливу роботи тягового та допоміжного приводів, а також режимів роботи електровозу. Доопрацьовано методику розрахунку параметрів асинхронних двигунів при несиметричних обмотках статора. Показано взаємозв‘язок таких параметрів, як індуктивність розсіювання та взаємна індуктивність із геометричними параметрами обмоток. Ця методика використовувалась при створенні математичної моделі приводу допоміжних машин, зокрема для моделювання роботи розчіплювача фаз. Запропоновано для дослідження електродинамічних процесів в приводах допоміжних машин у сталому режимі роботи замінити розчіплювач фаз несиметричною системою напруги, яка живить мотор-вентилятори. Досліджено взаємний вплив роботи тягового приводу і приводу допоміжних машин. Результати дослідження дозволили уточнити спектральний склад струму в ланцюгах тягового та допоміжного приводів. Розраховано елементи пасивної та активної частин ГКРП. Розроблено систему керування активною частиною ГКРП, основою якого є блок визначення гармонійних складових тягового струму та видалення із спектру струму нульової та вищих гармонійних складових. Запропоновано новий підхід до визначення спектральних складових тягового струму, в основі якого лежить застосування методу лінійного прогнозування Левінсона-Дарбіна. Такий підхід дозволяє враховувати випадковий характер зміни напруги на струмоприймачі електровозу і, як наслідок, тягового струму, та адаптувати роботу компенсатора до параметрів напруги контактної мережі. Застосування зазначеного підходу дозволяє також враховувати такі фактори, як характер режиму роботи електровозу, прохід меж ділянок контактної мережі, тощо. Скорегована математична модель тягового приводу при застосуванні ГКРП, розраховано та побудовано амплітудно-частотні та фазо-частотні спектральні характеристики напруги та струму тягової обмотки трансформатора. Розраховано коефіцієнт потужності модернізованого тягового приводу. Обґрунтовано застосування в системі живлення допоміжних машин статичного перетворювача замість фазорозчіплювача. Виконано математичне моделювання системи допоміжного приводу електровозу, розраховано та побудовано амплітудно-частотні та фазочастотні спектральні характеристики напруги на обмотці власних потреб трансформатора та струму, що протікає по обмотці власних потреб. Розраховано коефіцієнт потужності модернізованого допоміжного приводу. Розраховано втрати активної та повної потужності в тяговому та допоміжному приводах електровозу до та після модернізації. Розраховано залежності ККД і коефіцієнту потужності приводів до та після модернізації. Отримані результати свідчать про те, що ККД тягового приводу після застосування компенсатора знизився на 0,6%, а коефіцієнт потужності збільшився на 3,2%. ККД допоміжного приводу після модернізації збільшився на 1,5%, а коефіцієнт потужності – на 26,4%. Розроблені наукові положення є ефективним інструментом модернізації існуючого парку вантажних електровозів змінного струму серій ВЛ-80т та ВЛ-80к і створення нового електрорухомого складу залізниць. Результати дисертаційної роботи впроваджені у "Науково-дослідному та конструкторсько-технологічному інституті залізничного транспорту" АТ "Укрзалізниця" (м. Київ), ДП "Український науково-дослідницький інститут вагонобудування" (м. Кременчук) та у навчальному процесі Державного університету інфраструктури та технологій (м. Київ).
Thesis for a Candidate Degree in Engineering (Doctor of Philosophy) in specialty 05.22.09 - "Electrotransport" 141 - Electric Power Engineering, Electrical Engineering and Electromechanics) - National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", MES of Ukraine. Kharkiv, 2020. The dissertation is devoted to creation of scientific bases of a choice of optimum parameters and operating modes of system of compensation of reactive power on electric locomotives of alternating current. The factors that have the greatest impact on the quality of traction power supply from the side of the electric rolling stock of alternating current are analyzed. The factors that cause the greatest distortion of the voltage form of the catenary include the higher harmonic components, which are introduced into the traction power supply system by electric rolling stock. It is shown that such factors as poor current collection, passage of electric rolling stock of the feeder zone, the presence of several units of electric rolling stock in one feeder zone, modes of operation of electric rolling stock lead to the fact that the process of voltage change in the catenary is nondeterministic for the analysis of the spectral composition of the traction current of an electric locomotive, the application of classical Fourier transform methods is incorrect. The analysis of circuit solutions for the compensation of reactive power consumed by the electric rolling stock of alternating current showed that to date the most optimal solution is the use of hybrid reactive power compensators (НRPС). In such compensators, the passive part reduces the phase shift between the voltage of the secondary winding of the traction transformer and the traction current, the active part - removes the higher harmonic components of the traction current. The passive part of the НRPС is LC-filter, and the active stand-alone current inverter and control system of inverter. The control system of inverter performs spectral analysis of the traction current, forms an algorithm for the generation of autonomous inverter higher harmonics, the same amplitude but antiphase to the higher harmonics of the traction current. Existing control systems use Fourier transform methods to determine the spectral components of the traction current, but in real operating conditions of the electric rolling stock they are incorrect. It is proposed to apply the methods of correlation spectral analysis to determine the spectral components of the traction current. Mathematical and program-oriented models of operation of the traction and auxiliary drive of the AC electric locomotive (on the example of the VL-80k electric locomotive) were created. Distinctive features of these models are the ability to take into account the mutual influence of traction and auxiliary drives, as well as modes of operation of the electric locomotive. The method of calculating the parameters of induction motors with asymmetric stator windings has been improved. The relationship between parameters such as scattering inductance and mutual inductance with the geometric parameters of the windings is shown. This technique was used in the creation of a mathematical model of the drive of auxiliary machines, in particular for modeling the operation of the phase release. It is proposed to replace the phase release with an asymmetric voltage system that feeds the motor-fans to study the electrodynamic processes in the drives of auxiliary machines in steady-state operation. The mutual influence of the work of the traction drive and the drive of auxiliary machines is investigated. The results of the study allowed clarifying the spectral composition of the current in the circuits of traction and auxiliary drives. The elements of the passive and active parts of НRPС are calculated. A control system for the active part of the НRPС has been developed, the basis of which is a unit for determining the harmonic components of the traction current and removing zero and higher harmonic components from the current spectrum. A new approach to determining the spectral components of traction current is proposed. This approach is based on the application of the Levinson-Darbin linear prediction method. This approach allows to take into account the random nature of the voltage change at the current collector of the electric locomotive and, as a consequence, the traction current, and to adapt the operation of the compensator to the voltage parameters of the catenary. The application of this approach also allows taking into account such factors as the nature of the mode of operation of the electric locomotive, the passage of the boundaries of the catenary, and so on. The mathematical model of the traction drive when using НRPС is corrected, the amplitude-frequency and phase-frequency spectral characteristics of the voltage and current of the traction winding of the transformer are calculated and constructed. The power factor of the modernized traction drive is calculated. The use of a static converter instead of a phase breaker in the power supply system of auxiliary machines is substantiated. Mathematical modeling system of auxiliary drive of the electric locomotive is performed, amplitude-frequency and phase-frequency spectral characteristics of the voltage of the winding of the transformer's own winding and the current flowing in the winding of the own needs are calculated and constructed. The power factor of the modernized auxiliary drive is calculated. The losses of active and full power in the traction and auxiliary drives of the electric locomotive before and after the modernization are calculated. The dependences of factor efficiency and factor power of drives before and after modernization are calculated. The obtained results show that the factor efficiency of the traction drive after the application of the compensator decreased by 0,6%, and the power factor increased by 3,2%. The factor efficiency of the auxiliary drive after modernization increased by 1,5%, and the power factor - by 26,4%. The developed scientific provisions are an effective tool for modernization of the existing fleet of electric locomotives of the VL-80t and VL-80k series and the creation of a new electric rolling stock of railways. The results of the dissertation were implemented at the Scientific Research Design and Engineering Institute of Railway Transport of OJSC "Ukrzaliznytsya" (Kyiv), SE "Ukrainian Research Institute of Carriage" (Kremenchuk) and in the educational process of the State University of Infrastructure and Technology (Kyiv).

В дипломній роботі виконано дослідження можливих варіантів об’єднання несинхронних електроенергетичних систем та систем з різними стандартами регулювання частоти. Метою роботи є розробка лінії електропередачі «Ковель – Хелм» з вставкою постійного струму для продажу електроенергії з України у Польщу. Об’єкти, аналогічні спроектованому у даному проекті, можна впровад¬жувати і в інших елек-тричних мережах, що дозволить значно зменшити розміри синхронних мереж змінного струму, запобігти або обмежити каскадні відключення, підвищити коефіцієнт корисної дії електромереж і надійність електроенергетичних систем.
In the diploma paper deals with the possibility of combining non-synchronous power systems and systems with different frequency control standards. The purpose of the work is to develop a Kovel-Helm transmission line with a DC insert for the sale of electricity from Ukraine to Poland. Objects similar to those projected in this project can be implemented in other power grids, which will significantly reduce the size of AC synchronous networks, prevent or limit cascade outages, increase the efficiency of grids and the reliability of power systems.
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ.................................................................... 7 ВСТУП .................................................................................................................…8 1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА ...............................................................................13 1.1 Призначення вставок постійного струму......................................................13 1.2 ВВППС – основні характеристики системи .................................................15 1.3 Варіанти застосування ВВППС .....................................................................16 1.4 Керування потужністю ...................................................................................17 1.5 Поведінка ВВППС в умовах виходу з ладу системи змінного струму......18 1.6 Вплив підключеної мережі змінного струму на ВПС .................................19 1.7 Споживання реактивної потужності .............................................................21 1.8 Висновки до розділу .......................................................................................23 2 НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА................................................................24 2.1 Пріоритетні напрями діяльності магістрального електромережевого комплексу.........................................................................................................24 2.2 Заходи шодо зниження комерційних втрат електроенергії ........................28 2.3 Перспективи передачі електроенергії за допомогою постійного струму .30 2.4 Основні причини використання ППС в ОЕС України ................................32 2.5 Висновки до розділу .......................................................................................35 3 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА ..........................................................................36 3.1 Вибір напруги ліній електропередач постійного струму............................36 3.2 Вибір схеми вставки постійного струму.......................................................40 3.3 Перетворення й регулювання струму конверторами ..................................41 3.4 Вибір тиристорів .............................................................................................44 3.5 Система захисту тиристорів від перенапруг та перевантажень .................48 3.6 Система охолодження тиристорних модулів ...............................................50 3.7 Визначення кількості тиристорів у вентильних групах перетворювача ...52 3.8 Висновки до розділу .......................................................................................54 4 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА ...........................................55 4.1 Вибір раціонального січення проводів .........................................................55 6 4.2 Розрахунок споживання реактивної енергії перетворювачами..................56 4.3 Усунення впливу вищих гармонік напруги й струму у схемі ВПС...........60 4.4 Розрахунок фільтрокомпенсуючого пристрою............................................65 4.5 Активні фільтри...............................................................................................71 4.6 Висновки до розділу .......................................................................................74 5 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА................................................................................75 5.1 Вибір трансформатора ....................................................................................75 5.2 Компенсація реактивної потужності.............................................................78 5.3 Вибір місця під’єднання компенсаційних пристроїв ..................................81 5.4 Розрахунок потужності компенсаційних пристроїв ....................................81 5.5 Зменшення струму несиметрії у вставках постійного струму ...................84 5.6 Струм к.з. на шинах високої напруги трансформаторів .............................86 5.7 Вибір обладнання ............................................................................................87 5.8 Висновки до розділу .......................................................................................92 6 ОБГРУНТУВАННЯ ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ..............................93 6.1 Критерії економічної ефективності енергетичного виробництва..............93 6.2 Визначення капітальних затрат .....................................................................94 6.3 Вартість електроенергії ..................................................................................95 6.4 Розрахунок економічної ефективності..........................................................98 7 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ ...100 7.1 Заходи безпеки при обслуговуванні електроустановок ............................100 7.2 Захист персоналу від впливу електричних і електромагнітних полів .....103 7.3 Захист персоналу підстанції від наведених напруг ...................................106 8 ЕКОЛОГІЯ........................................................................................................108 8.1 Актуальність охорони навколишнього середовища..................................108 8.2 Вплив на людину електромагнітного забруднення довкілля ...................108 8.3 Вплив магнітного поля повітряних ліній постійного струму високої і надвисокої напруги на навколишнє середовище.......................................110 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ДО ДИПЛОМНОЇ РОБОТИ ...................................112 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ .......................................................................................113

Яковенко В. С. Підвищення енергоефективності ПрАТ «Укрграфіт» : кваліфікаційна робота магістра спеціальності 141 "Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка" / наук. керівник В. В. Артемчук. Запоріжжя : ЗНУ, 2020. 90 с.
UA : Виконано аналіз способів і засобів компенсації реактивної потужності. Проаналізовано ефективність компенсації реактивної потужності печей графітації. Запропоновано модель системи управління вентильними перетворювачами для регулювання реактивної потужності. Обрано оптимальний регулюючий пристрій компенсації реактивної потужності печей графітації.

У дипломній роботі була визначена категорія надійності електропостачання і проведена характеристика споживачів електроенергії. Проведено вибір схеми електропостачання та визначення розрахункового навантаження цеху. Складена відомість споживачів електроенергії. Проведено вибір числа і потужності силових трансформаторів. Зроблено розрахунки потужності та вибір компенсуючого пристрою. Проведена розробка конструкції комплектної трансформаторної підстанції, розрахунки і вибір розподільчої електромережі.

У дипломній роботі була визначена категорія надійності електропостачання і проведена характеристика споживачів електроенергії. Проведено вибір схеми електропостачання та визначення розрахункового навантаження цеху. Складена відомість споживачів електроенергії. Проведено вибір числа і потужності силових трансформаторів. Зроблено розрахунки потужності та вибір компенсуючого пристрою. Проведена розробка конструкції комплектної трансформаторної підстанції, розрахунки і вибір розподільчої електромережі. Визначено струми короткого замикання, проведено вибір електрообладнання комплектної трансформаторної підстанції і перевірка на стійкість до дії струмів короткого замикання, вибір і розрахунки релейного захисту силового трансформатора. Розроблена схема керування, захисту, сигналізації і автоматики, проведено вибір елементів схеми релейного захисту та автоматики.

У дипломній роботі була визначена категорія надійності електропостачання і проведена характеристика споживачів електроенергії. Проведено вибір схеми електропостачання та визначення розрахункового навантаження цеху. Складена відомість споживачів електроенергії. Проведено вибір числа і потужності силових трансформаторів. Зроблено розрахунки потужності та вибір компенсуючого пристрою. Проведена розробка конструкції комплектної трансформаторної підстанції, розрахунки і вибір розподільчої електромережі. Визначено струми короткого замикання, проведено вибір електрообладнання комплектної трансформаторної підстанції і перевірка на стійкість до дії струмів короткого замикання, вибір і розрахунки релейного захисту силового трансформатора. Розроблена схема керування, захисту, сигналізації і автоматики, проведено вибір елементів схеми релейного захисту та автоматики.

У дипломній роботі проведена характеристика споживачів електроенергії і визначена категорія надійності електропостачання. Проведено вибір схеми електропостачання та визначення роду струму і величини напруги живлення. Складена відомість споживачів електроенергії та проведено розрахунки електричних навантажень, розрахунки освітлення. Проведено розрахунки потужності та вибір компенсуючого пристрою, вибір числа і потужності силових трансформаторів. Проведена розробка конструкції комплектної трансформаторної підстанції, розрахунки і вибір розподільчої електромережі. Проведено розрахунки струмів короткого замикання, вибір електрообладнання комплектної трансформаторної підстанції і перевірка на стійкість до дії струмів короткого замикання, вибір і розрахунки релейного захисту силового трансформатора. Розроблена схема керування, захисту, сигналізації і автоматики, проведено вибір елементів схеми релейного захисту та автоматики