Dissertations / Theses on the topic '621.316.99'

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 – електричні станції, мережі і системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. Дисертація присвячена актуальній науково-практичної проблеми пошуку і розробки нових способів для вимірювання опору ЗП, розробки нових конструкцій ЗП, що дозволяють спростити реконструкцію ПС, а також створення і вдосконалення математичних моделей і програм для розрахунку електричних характеристик ЗП довільних конструкцій. Аналіз результатів обстеження існуючих ЗП ПС, виявив серйозні порушення, які призводять до відхилення параметрів від норми і до необхідності модернізації ЗП ПС. Показано, що модернізація ЗП призводить до відновлення його нормованих параметрів. Розроблено математичні моделі ЗП простих дворівневих конструкцій з горизонтальних або кільцевих електродів. В результаті дослідження електричного поля виявлено, що потенціал на поверхні землі над центром квадратного заземлювача може бути вище, ніж над електродом. Удосконалено математичну модель складного дворівневого ЗП ПС, розроблений метод розрахунку його електричних характеристик. Проведено дослідження впливу глибини закладення сітки верхнього рівня ЗП ПС, товщини шару зволоження, просихання або промерзання ґрунту і конструкції ЗП на його електричні характеристики. Виконано теоретичне обґрунтування методу та розроблено спосіб вимірювання опору ЗП ПС в умовах щільної забудови території. Метод застосуємо при будь-якому характері неоднорідності ґрунту, будь-яких розмірах і конфігурації ЗП і довільному розміщенні вимірювальних електродів без відшукання точки нульового потенціалу. Експериментально досліджені електричні характеристики дворівневого ЗП ПС методом фізичного моделювання в електролітичній ванні. Отримані результати показали хороший збіг з результатами розрахунків.
Dissertation for the degree of Ph.D., specialty 05.14.02 – power stations, networks and systems. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkov, 2017. The dissertation is devoted to the actual and practical problem of search and development of new methods for measurement of resistance of the grounding devices; developments of new designs of the grounding devices allowing to simplify reconstruction of substations; creation and enhancement of mathematical models and programs for calculation of electric characteristics of the grounding devices of any designs. The analysis of the results of the inspection of existing grounding devices of substations revealed serious violations that lead to deviation of parameters from the norm and to the need for modernization of grounding devices of substations. It is shown that the modernization of grounding devices leads to the restoration of its normalized parameters. Mathematical models of grounding devices of simple two-level structures of horizontal or ring electrodes are developed. As a result of the investigation of the electric field, it is revealed that the potential on the surface of the ground above the center of the square grounding electrode can be higher than above the electrode. The mathematical model of complex two-level grounding devices of substations is enhanced. The method of its electrical characteristics calculating is developed. The influence of the depth of the grid of the upper level of the grounding devices of the substations, the thickness of the humidification layer, the drying or freezing of the soil and the design of the grounding devices on its electrical characteristics was studied. Based on the theoretical substantiation of the method, a technique for measuring the resistance of grounding devices of substations in conditions of dense building of the territory is developed. The method is applicable for any kind of ground heterogeneity, any size and configuration of grounding devices and arbitrary placement of measuring electrodes without finding a zero potential point. Electric characteristics two-level the grounding devices of substations are experimentally researched by method of physical modeling in an electrolytic bathtub. The received results showed good coincidence to results of calculations.

У дипломній роботі здійснено розробку технічних заходів для підвищення надійності системи електропостачання авторемонтного заводу. В роботі проведено дослідження проблеми економії електроенергії на промислових підприємствах а також способи енергозбереження в регульованому та нерегульованому електроприводах. Здійснено дослідження впливу якості електричної енергії на роботу обладнання. Проведений аналіз системи електропостачання підприємства на основі діючих методів розрахунку. Проведено розрахунки потужності цехового обладнання, потужності і розміщення трансформаторних підстанцій та компенсуючих пристроїв; вибір і оптимізація числа перерізів кабелів. Виконано розрахунки струмів короткого замикання, на основі яких проведено вибір силового і комутаційного обладнання, здійснено розробку захисту мережі від аварійних режимів. Також було здійснено розробку заходів для захисту електродвигунів від несиметричних режимів.

У дипломній роботі вирішено практичну проблему зниження втрат електроенергії в системі електропостачання спиртового заводу. Проведені дослідження щодо зниження втрат електроенергії на спиртовому заводі. Проведено аналіз та дослідження інформаційного забезпечення розрахунків втрат електроенергії на основі АСКОЕ. Проведені розрахунки електричних навантажень силових та освітлювальних електроприймачів підприємства. Визначено величини необхідної реактивної потужності з енергосистеми в режимах її максимальних і мінімальних активних навантажень та здійснена компенсація реактивної потужності. Проведені розрахунки струмів короткого замикання на всіх рівнях електропостачання підприємства та здійснено вибір захисного обладнання. Запропонована схема реалізації автоматизованої системи комерційного обліку електроенергії.

У дипломній роботі здійснено розробку технічних заходів для забезпечення пропускної здатності трансформаторної підстанції 35/10 кВ. В роботі досліджується підвищення якості електричної енергії шляхом модернізації трансформаторної підстанції. Проаналізовано методи підвищення надійності електропостачання споживачів, та надійності функціонування основних елементів трансформаторної підстанції 35/10 кВ та відходящих фідерів. Визначені розрахункові навантаження споживачів, розраховані втрати активної та реактивної потужності на всіх ділянках мережі, які отримують живлення від підстанції 35/10 кВ та в самій підстанції, а також були визначені втрати електричної енергії в обладнанні підстанції. Проведено аналіз добових графіків навантаження, та розраховано повну потужність навантаження за умови допустимого навантаження трансформатора в нормальному режимі вибір потужності силових трансформаторів. Розроблено еквівалентну схему та схему заміщення мережі, проведено розрахунок струмів короткого замикання, відповідно до чого вибрано пристрої релейного захисту та автоматики.

У дипломній роботі вирішено практичну проблему впровадження технічних заходів підвищення надійності роботи трансформаторної підстанції на основі забезпечення економічних режимів роботи трансформаторів знижувальних підстанцій електромеханічного заводу. Проведений розрахунок надійності силових трансформаторів 10/0,4 кВ підприємства за даними їх експлуатації на базі теорії масового обслуговування показав, що в залежності від режиму використання їх коефіцієнт готовності знаходиться в межах 0.97….0.99. Проведені розрахунки короткого замикання та здійснено вибір засобів автоматики захисту електричного обладнання трансформаторної підстанції 35/10 кВ для забезпечення надійності роботи. Проведено техніко-економічне обґрунтування та встановлення вакуумних вимикачів на ланках 35 кВ та 10 кВ. Запропоновані організаційно-технічні заходи для підвищення рівня технічного обслуговування електричного обладнання

У дипломній роботі здійснено розробку технічних заходів для підвищення надійності роботи трансформаторної підстанції 110/35/10 кВ. Завданням підвищення надійності підстанції є розробка з урахуванням новітніх досягнень науки і техніки засобів експлуатації і управління, при яких забезпечується оптимальна надійність постачання споживача електричною енергією у необхідних розмірах необхідної якості з найменшими витратами. Після реконструкції цієї підстанції підвищиться надійність її роботи. Після установки нового комутаційного обладнання стало можливим збільшити швидкість переключень та зменшити потреби в обслуговуванні обладнання. Також на підстанції були установлені лічильники, захист та автоматика на базі мікропроцесорних пристроїв. Встановлено диференціальний, газовий та максимальний струмовий захист на трансформаторах. На відходячі фідери встановлено мікропроцесорний блок захисту SPAC 801 який дозволяє здійснювати автоматичне керування фідерами та здійснювати безперервну самодіагностику.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 – електричні станції, мережі і системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. Дисертація присвячена актуальній науково-практичної проблеми пошуку і розробки нових способів для вимірювання опору ЗП, розробки нових конструкцій ЗП, що дозволяють спростити реконструкцію ПС, а також створення і вдосконалення математичних моделей і програм для розрахунку електричних характеристик ЗП довільних конструкцій. Аналіз результатів обстеження існуючих ЗП ПС, виявив серйозні порушення, які призводять до відхилення параметрів від норми і до необхідності модернізації ЗП ПС. Показано, що модернізація ЗП призводить до відновлення його нормованих параметрів. Розроблено математичні моделі ЗП простих дворівневих конструкцій з горизонтальних або кільцевих електродів. В результаті дослідження електричного поля виявлено, що потенціал на поверхні землі над центром квадратного заземлювача може бути вище, ніж над електродом. Удосконалено математичну модель складного дворівневого ЗП ПС, розроблений метод розрахунку його електричних характеристик. Проведено дослідження впливу глибини закладення сітки верхнього рівня ЗП ПС, товщини шару зволоження, просихання або промерзання ґрунту і конструкції ЗП на його електричні характеристики. Виконано теоретичне обґрунтування методу та розроблено спосіб вимірювання опору ЗП ПС в умовах щільної забудови території. Метод застосуємо при будь-якому характері неоднорідності ґрунту, будь-яких розмірах і конфігурації ЗП і довільному розміщенні вимірювальних електродів без відшукання точки нульового потенціалу. Експериментально досліджені електричні характеристики дворівневого ЗП ПС методом фізичного моделювання в електролітичній ванні. Отримані результати показали хороший збіг з результатами розрахунків.
Dissertation for the degree of Ph.D., specialty 05.14.02 – power stations, networks and systems. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkov, 2017. The dissertation is devoted to the actual and practical problem of search and development of new methods for measurement of resistance of the grounding devices; developments of new designs of the grounding devices allowing to simplify reconstruction of substations; creation and enhancement of mathematical models and programs for calculation of electric characteristics of the grounding devices of any designs. The analysis of the results of the inspection of existing grounding devices of substations revealed serious violations that lead to deviation of parameters from the norm and to the need for modernization of grounding devices of substations. It is shown that the modernization of grounding devices leads to the restoration of its normalized parameters. Mathematical models of grounding devices of simple two-level structures of horizontal or ring electrodes are developed. As a result of the investigation of the electric field, it is revealed that the potential on the surface of the ground above the center of the square grounding electrode can be higher than above the electrode. The mathematical model of complex two-level grounding devices of substations is enhanced. The method of its electrical characteristics calculating is developed. The influence of the depth of the grid of the upper level of the grounding devices of the substations, the thickness of the humidification layer, the drying or freezing of the soil and the design of the grounding devices on its electrical characteristics was studied. Based on the theoretical substantiation of the method, a technique for measuring the resistance of grounding devices of substations in conditions of dense building of the territory is developed. The method is applicable for any kind of ground heterogeneity, any size and configuration of grounding devices and arbitrary placement of measuring electrodes without finding a zero potential point. Electric characteristics two-level the grounding devices of substations are experimentally researched by method of physical modeling in an electrolytic bathtub. The received results showed good coincidence to results of calculations.

У дипломній роботі здійснено розробку та впровадження енергоефективної системи електропостачання фельдшерсько-акушерського пункту шляхом застосування альтернативних джерел енергії, та впровадження електричної кабельної системи опалення прямої дії, що дозволить значно скоротити витрати на енергоносії. Здійснено аналіз методів та засобів побудови автономних систем енергопостачання на базі сонячної генерації, а також аналіз потенціалу поновлюваних джерел енергії на території України. В даній роботі розглядаються особливості електропостачання фельдшерсько-акушерського пункту, проводиться розрахунок потужності системи опалення та освітлення приміщень лікарні, розрахунок захисту мережі. Проводиться розрахунок та вибір електротехнічного обладнання для електричної кабельної системи опалення прямої дії

У даній дипломній роботі проведено аналіз роботи трансформаторної підстанції 35/10 кВ для підвищення надійності її роботи шляхом модернізації основних складових частин системи електропостачання. Проведено розрахунок повної потужності споживачів, що живляться від підстанції, з врахуванням сезонності навантаження, та 10-ти річної перспективи розвитку енергоспоживання. Проведено обґрунтування необхідності заміни одного із трансформаторів підстанції на потужніший. Проведений розрахунок мережі енергоспоживання, розроблено захист силових трансформаторів, та вибрано необхідне комутаційне обладнання та іншу апаратуру. Запропоновано заходи для підвищення коефіцієнта потужності, для цього проведено розрахунки і запропоновано до встановлення конденсаторні установки, що дозволить компенсувати реактивну потужність. Проведено дослідження методів та засобів регулювання напруги на трансформаторній підстанції, що дозволить покращити показники якості електроенергії.

У дипломній роботі проведено дослідження роботи трансформаторної підстанції 35/10 кВ, для визначення втрат електроенергії в електричній розподільчій мережі із розробкою заходів для підвищення якості електричної енергії. Визначено розрахункові навантаження споживачів електричної енергії. Проведено розрахунок втрат активної та реактивної потужності на всіх ділянках мережі, які отримують живлення від підстанції 35/10 кВ та в самій підстанції, а також визначення втрат електричної енергії в обладнанні підстанції. Проведено дослідження та розроблено заходи щодо підвищення ефективності засобів обмеження перенапруг і струмів при однофазних замиканнях на землю у мережі10 кВ. Проведено дослідження методів та способів компенсації ємнісних струмів в електричних мережах з заземленною нейтраллю через ступінчастий дугогасильний реактор.

У дипломній роботі проведено модернізацію трансформаторної підстанції 35/10 кВ з використанням сучасного комутуючого обладнання для забезпечення надійності й ефективності постачання електроенергії споживачам. Досліджені моделі зменшення втрат потужності, втрат напруги та отримання економічного ефекту в електромережах 110/10 кВ при їх реконструкції на напругу 110/20 кВ. Встановлено, що реконструкція електромереж на напругу 20 кВ з використанням інноваційних технологій дозволить збільшити їх пропускну здатність в 2-2,5 рази в порівнянні з мережами 6-10 кВ в межах тієї ж території, а використання малогабаритних розподільчих пристроїв та щоглових трансформаторів заводської готовності призведе до зменшення їх вартості. Виконаний розрахунок струмів короткого замикання кіл навантажень 35/10 кВ, на основі яких здійснено вибір захисного обладнання.
In this diploma paper the modernization of the 35/10 kV transformer substation with the use of modern switching equipment to ensure the reliability and efficiency of electricity supply to consumers has been carried out. Models reduction of the power losses, voltage losses and obtaining economic effect in 110/10 kV power grids during their reconstruction to 110/20 kV voltage has been investigated. It is established that the reconstruction of 20 kV power grids with the use of innovative technologies will allow to increase their capacity by 2-2,5 times in comparison with 6-10 kV networks within the same territory, and the use of small switchgear and mast transformers of factory readiness to reduce their value. The calculation of short circuits currents of 35/10 kV loads, on the basis of which the choice of protective equipment are executed.
ЗМІСТ ВСТУП ……………………………………………………………………… 9 1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА .......………………………………………….. 12 1.1 Трансформаторна підстанція як основна комірка електроенергетичної системи .......................................................... 12 1.2 Аналіз трансформаторної підстанції 35/10 кВ та її району електропостачання ............................................................................ 15 1.3 Аналіз технічного стану комутаційного обладнання ПС 35/10 кВ ....................................................................................... 15 1.4 Аналіз потужності режимів і ефективності роботи підстанції .................................................................................................. 16 1.5 Мікропроцесорний пристрій релейного захисту та автоматики МРЗС-05-01 ....................................................................................... 20 1.6 Висновки до розділу ....................................................................... 25 2 НАУКОВО–ДОСЛІДНА ЧАСТИНА .......……………………………….. 27 Дослідження ефективності переведення електричних мереж на напругу 20 кВ .................................................................................... 27 2.1 Необхідність модернізації електричних мереж середнього класу напруги ............................................................................................... 27 2.2 Дослідження ефективності впровадження електричних мереж номіналом 20 кВ ................................................................................ 30 2.3 Висновки до розділу ……..........................................……………... 34 3 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА …………......…………………………….. 36 3.1 Вибір силових трансформаторів модернізованої трансформаторної підстанції ..............................………………… 36 3.2 Розрахунок навантажень на шинах 10кВ підстанції 35/10 кВ ...... 37 3.3 Оцінка можливих варіантів модернізації первинної електричної схеми підстанції 35/10 кВ ................................................................ 40 3.4 Висновки до розділу ......................................................................... 45 4 ПРОЕКТНО–КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА ……………….......….. 46 4.1 Розрахунок струмів короткого замикання ..................................... 46 4.2 Вибір схеми живлення підстанції та її основних функціональних елементів на стороні 35 кВ .............................................................. 50 4.3 Вибір високовольтних вимикачів навантаження на стороні 35 кВ ...............................................................................................… 52 4.4 Вибір роз’єднувачів розподільчого пристрою35 кВ ..................... 55 4.5 Вибір приладів обліку і контролю електроенергії ......................... 57 4.6 Вибір трансформаторів струму 35 кВ ............................................. 58 4.7 Вибір трансформаторів напруги 35 кВ ........................................... 60 4.8 Вибір обмежувачів перенапруги 35 кВ ........................................... 61 4.9 Загальна характеристика елементів підстанції на стороні 10 кВ ................................................................................................... 63 4.10 Вибір високовольтних вимикачів навантаження на стороні 10 кВ ................................................................................................... 65 4.11 Вибір трансформаторів струму 10 кВ ........................................... 67 4.12 Вибір трансформаторів напруги 10кВ .......................................... 70 4.13 Вибір шинних роз’єднувачів напруги 10 кВ ................................ 72 4.14 Вибір трансформатора власних потреб ......................................... 74 4.15 Вибір запобіжників та автоматичних вимикачів ......................... 75 4.16 Вибір обмежувачів перенапруги 10 кВ ......................................... 78 4.17 Розрахунок штучного заземлення та грозозахисту ПС 35/10 кВ ....................................................................................... 79 4.18 Обґрунтування приладів компенсації реактивної потужності ... 86 4.19 Висновки до розділу ...................................……………………… 87 5 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА …………….......…………………………….. 88 Дослідження досвіду побудови розподільних електромереж середнього класу напруги ................................................................ 88 5.1 Дослідження динаміки втрат електроенергії в електромережах європейських країн ..................................................................…… 88 5.2 Розподільні мережі Фінляндії. Особливості схемних рішень ................................................................................................ 90 5.3 Висновки до розділу ....................................................................... 96 6 ОБҐРУНТУВАННЯ ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ ….....……….. 98 6.1 Аналіз економічної ефективності електроенергетичної системи з традиційними і відновлюваними джерелами енергії ................................................................................................. 98 6.2 Розрахунок економічної ефективності вибору трансформаторів власних потреб .................................................................................. 103 7 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ …....................................................................………………... 109 7.1 Аналіз безпеки електропостачання міськими електричними мережами ........................................................................................... 109 7.2 Роль цивільного захисту в системі національної безпеки ............. 113 8 ЕКОЛОГІЯ …………………….......………………………………………. 116 8.1 Проблеми використання планетарної енергетики ......................... 116 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ДО ДИПЛОМНОЇ РОБОТИ ….......…………… 120 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ ………………….......……………………………… 122

Робота виконана на кафедрі автоматизації технологічних процесів і виробництв факультету прикладних інформаційних технологій та електроінженерії Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України. Захист відбудеться «23» грудня 2021р. о 9.00год. на засіданні екзаменаційної комісії №22 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя.
Робота присвячена удосконаленню системи управління вертикальним валковим млином “PFEIFER”. Удосконалення системи базується на покращенні діагностики млина по параметрам вібрації. Вдосконалена система дає змогу більше детально досліджувати вібрації млина і визначення його технічного стану. Таким чином, з точнішими даними можна збільшити тривалість служби деталей млина. Розроблено структурну схему, проведено підбір елементної бази та показано результат обробки даних.
The purpose of this project consisted in perfection of control the system by the vertical mill of “PFEIFER”. Perfection of the system is based on the improvement of diagnostics of mill for to the parameters of vibration. The improved system enables anymore in detail to probe the vibrations of mill and determinations of him the technical state. Thus, with more exact information it is possible to increase duration of service of details of mill. A flow diagram is developed, the selection of element base is conducted and a result is rotined treatments given.
ВСТУП 6 1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 7 1.1 Конструкція і принцип роботи млина 7 1.1.1 Типи млинів 7 1.1.2 Подача гарячих газів у млин 11 1.2 Принцип дії вертикального валкового млина PFEIFER – MPS 180BK 12 1.3 Призначення і принцип роботи привідного двигуна 18 1.4 Постановка задачі 20 2 НАУКОВО – ДОСЛІДНА ЧАСТИНА 21 2.1 Причини і фактори, що призводять до відмов млина 21 2.2 Різні аспекти діагностування механізмів 23 2.3 Природа виникнення й параметри вібраційних процесів 29 3 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАКСТИНА 32 3.1 Загальні відомості про вібродіагностику 32 3.2 Вібродіагностичні методи оцінки технічного стану машин 33 3.3 Організація збору даних про вібропараметри млина 38 4 КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА 43 4.1 Обгрунтування удосконалення системи за допомогую експериментальних даних 43 4.2 Обробка і аналіз експериментальних даних по вібрації 47 4.3 Вдосконалення системи віброконтролю млина 53 4.4 Вибір модуля управління 55 5 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА 60 5.1 Опис програмного забезпечення системи збору даних 60 6 БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ, ОХОРОНА IIРАЦІ 46 6.1 Охорона праці 69 6.1.1Аналіз потенційних небезпек і шкідливостей виробничого середовища 69 6.1.2 Забезпечення нормальних умов праці 72 6.1.3 Розрахунок вентиляції в цеху для помолу вугілля 74 6.2 Безпека в надзвичайних ситуаціях 76 6.2.1 Електромагнітний імпульс ядерного вибуху і захист від нього радіоелектронних засобів 76 6.2.2 Використання імітаторів ЕМІ для набору експериментальних даних 77 6.2.3 Можливі шляхи вирішення задачі захисту від ЕМІ 79 ВИСНОВКИ 82 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 83

Об’єктом дослідження є електричні мережі ливарно-механічного заводу, а також методи та засоби підвищення енергоефективності асинхронних двигунів. Предметом дослідження є якість електроенергії в розподільних електричних мережах. Основною метою роботи є підвищення надійності електропостачання споживачів ливарно-механічного заводу шляхом модернізації основних складових частин системи електропостачання, а саме головної трансформаторної підстанції 110/10 кВ та цехових трансформаторних підстанцій 10/,4 кВ, чим усунуться наявні проблеми, на зразок недостатньої потужності силових трансформаторів. Для утримання показників якості електроенергії в межах існуючих норм проведено дослідження методів і засобів зниження рівня несиметрії та несинусоїдальності напруги шляхом впровадження додаткових технічних засобів. Досліджено ефективність впровадження таких технічних рішень з точки зору економічної ефективності. Розроблено заходи щодо безпечної роботи підстанцій заводу.
The object of research is the electrical network of casting-mechanical plant and methods and means of improving energy efficiency of induction motors. The subject of research is the quality of electricity in the distribution electrical networks. The main purpose of work is improve the reliability of power supply casting-mechanical plant by upgrading major system components power system of plant, namely the main transformer substations 110/10 kV and guild transformer substations 10/4 kV, which to remove existing problems, like insufficient capacity of power transformers. To keep the power quality parameters within the limits of existing rules performed research of methods and means of reducing the voltage unbalance and nonsinusoidality by implementing additional technical tools. Researched the efficiency of these technical solutions in terms of economic efficiency. Developed measures for the safe operation of the power substation of casting-mechanical plant.
ЗМІСТ ВСТУП 8 1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 10 1.1 Коротка характеристика проектованого об'єкту 10 1.2 Причини відхилення показників якості електроенергії від нормованих 11 1.3 Кількісна оцінка показників якості електроенергії в цехових мережах промислових підприємств 16 1.4 Способи підвищення якості електроенергії в умовах промислових підприємств 20 2 НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА 27 2.1 Розрахунок електричних навантажень 27 2.1.1 Загальні відомості 27 2.1.2 Визначення розрахункового навантаження по цехах 28 2.2 Побудова картограми електричних навантажень, визначення їх центру і місцерозташування ГПП 29 2.3 Вибір силових трансформаторів 32 2.3.1 Загальні вимоги до силових трансформаторних підстанцій 32 2.3.2 Вибір числа і потужності силових трансформаторів ГПП 32 2.4 Вибір схеми електропостачання підприємства 34 2.4.1 Загальні стани 34 2.4.2 Вибір конструктивного виконання і схеми з'єднання ГПП 35 2.4.3 Розрахунок і вибір перерізу кабелів, що живлять головний розподільний пункт (ГРП) 36 2.5 Вибір схеми розподільної мережі підприємства 36 2.5.1 Вибір раціональної напруги розподільної мережі 36 2.5.2 Компенсація реактивної потужності у мережах напругою 10 кВ промислових підприємств 37 3 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 39 3.1 Вибір схеми електропостачання ТП і трасування КЛ 39 3.2 Розрахунок струмів к.з. в установках напругою вище 1 кВ 41 3.3 Розрахунок струмів КЗ в установках до 1 кВ 44 4 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА 49 4.1 Вибір обладнання на підстанції напругою 110/10 кВ 49 4.1.1 Вибір роз'єднувача 50 4.2 Розрахунок і вибір електричної мережі цеху механічної обробки 52 4.2.1 Вибір схеми цехової електричної мережі 52 4.2.2 Визначення розрахункових навантажень цеху 53 4.2.3 Визначення розрахункових струмів 55 4.2.4 Вибір типу кабелів і їх перерізів 55 4.2.5 Вибір комутаційно-захисних апаратів в системі електропостачання напругою до 1 кВ 57 4.2.6 Вибір розподільних шаф і пунктів 58 4.2.7 Вибір режиму нейтралі в цеху з урахуванням технологічних особливостей споживачів електроенергії 59 4.3 Розрахунок електроосвітлення цеху 60 4.4 Релейний захист і автоматика 62 4.4.1 Релейний захист силових трансформаторів типу ТДН-10000/110 62 4.4.2 Розрахунок диференціального струмового захисту 62 4.4.3 Газовий захист ТДН-10000/110-70У1 68 5 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА 70 5.1 Аналіз результатів використання відомих засобів підвищення енергоефективності асинхронних двигунів 70 5.1.1 Активні фільтри і фільтро-компенсуючі пристрої 70 5.1.2 Послідовні фільтри 72 5.1.3 Паралельні фільтри 73 5.1.4. Комбіновані фільтри 77 5.2 Дослідження по вибору параметрів і ефективності застосування пропонованих засобів підвищення енергоефективності АД 79 6 ОБГРУНТУВАННЯ ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ 88 6.1 Загальні поняття про собівартість продукції 88 6.2 Класифікація витрат, що утворюють собівартість продукції 89 6.3 Розрахунок собівартості передачі і повної собівартості електроенергії проектованої лінії 90 7 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 98 7.1 Вимоги до заземлюючих пристроїв електроустановок напругою вище 1 кВ з великими струмами замикання на землю 98 7.2 Розрахунок заземлюючого пристрою ГПП 110/10 кВ 100 7.3 Оцінка стійкості роботи об'єкту енергетики до дії вибуху 104 8 ЕКОЛОГІЯ 106 8.1 Актуальність охорони навколишнього середовища 106 8.2 Шумове забруднення довкілля та заходи його зменшення 107 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ДО ДИПЛОМНОЇ РОБОТИ 109 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 110

Розподільчі електричні мережі знаходяться на межі резерву пропускної здатності, мають малий ступінь автоматизації, на трансформаторних підстанціях домінує застаріле обладнання, яке не допускає дистанційного керування; спостерігається значна розгалуженість і протяжність електромереж, а керування окремими ділянками здійснюється, в основному, лінійними роз’єднувачами [7]. Внаслідок цих вад електричні мережі 10(6) кВ об’єктивно погіршують міжнародно визнані показники-індекси (SAIDI, SAIFI) щодо надійності електропостачання споживачів [3, 25]. З міжнародного досвіду модернізований стандарт 20 кВ має більше переваг, ніж номінал 10 кВ: значну пропускну потужність та щільність навантажень споживачів, що є позитивним моментом в умовах сучасного підвищення споживання електроенергії, а також низькі (в 1,5 рази і 2-3 рази, відповідно) втрати електроенергії і напруги на її передачу [3, 5, 25]. Дослідженнями встановлено [10, 11, 13], що втрат
У кваліфікаційній роботі розроблені заходи з реконструкції електромережі трансформаторної підстанції 110/35/10 кВ переведенням її на систему напруг 110/20 кВ з модернізацією підстанції сучасним комутуючим обладнанням для підвищення надійності системи електропостачання. Досліджена ефективність застосування щоглових комплектних трансформаторних підстанцій 20/0,4 кВ для збільшення площі обслуговування споживачів, зменшення втрат електроенергії, загальної протяжності електромереж 0,4 кВ. Досліджені моделі отримання економічного ефекту в триступеневих електромережах 110/35/10 кВ у вигляді зменшення втрат потужності та втрат напруги при їх реконструкції на двоступеневу напругу 110/20 кВ. Виконаний розрахунок максимальних струмів кіл електромережі 110 кВ та вибране сучасне захисне комутаційне електрообладнання релейного захисту трансформатора.
In the qualification work, measures were developed to reconstruct the power grid of the 110/35/10 kV transformer substation by transferring it to the 110/20 kV voltage system with modernization of the substation with modern switching equipment to increase the reliability of the power supply system. The efficiency of application of mast complete transformer substations 20 / 0,4 kV for increase of the area of service of consumers, reduction of losses of the electric power, the general length of electric networks of 0,4 kV is investigated. Models of obtaining economic effect in three-stage 110/35/10 kV power grids in the form of reduction of power losses and voltage losses during their reconstruction to two-stage 110/20 kV voltage are investigated. The calculation of the maximum currents of the 110 kV power supply circuits is performed and the modern protective switching electrical equipment of the relay protection of the transformer is selected
ВСТУП ...6 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ ... 9 1.1 Загальна характеристика та необхідність модернізації розподільних електромереж ... 9 1.2 Загальна проблематика зменшення втрат електроенергії в електромережах середньої напруги .... 13 1.3 Принципи оптимальності рівнів втрат електроенергії в електричних мережах ... 16 1.4 Динаміка зниження втрат електроенергії в електромережах зарубіжних країн ... 21 1.5 Висновки до розділу ... 25 2 РОЗРАХУНКОВО–ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ ... 27 ДОСЛІДЖЕННЯ ПЕРЕВАГ МОДЕРНІЗАЦІЇ ЕЛЕКТРОМЕРЕЖ СЕРЕДНЬОГО КЛАСУ НАПРУГИ ТА ТРАНСФОРМАТОРНИХ ПІДСТАНЦІЙ ... 27 2.1 Особливості схемних рішень сучасних розподільних електромереж середнього класу напруги ... 27 2.2 Дослідження ефективності модернізації електричних мереж середньої напруги ... 35 2.3 Дослідження пристроїв релейного захисту для трансформаторної підстанції електромережі 110/20 кВ ... 38 2.4 Висновки до розділу ... 49 3 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ ... 51 3.1 Аналіз електрообладнання трансформаторної підстанції 110 кВ ... 51 3.2 Обґрунтування конструктивного рішення заміни комутаційного обладнання на ПС 110/35/10 кВ ... 52 3.3 Розрахунок перевантажувальних струмів трансформатора стороні 110 кВ ... 53 3.4 Висновки до розділу ... 66 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ ... 68 4.1 Аналіз небезпечних факторів функціонування електричних мереж ... 68 4.2 Світовий досвід створення систем оповіщення про загрозу або виникнення надзвичайної ситуації ... 72 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ... 75 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ ... 77

The primary purpose of work are development and introduction of measures from the increase of reliability of power supply of the gas-pumping station. In basic part of explanatory message planning of the compressor station was executed for the pumping-over of natural gas. Conducted next calculations: optimization of amount, power and placing of transformer substations and compensative devices; choice and optimization of number of standard cuts of cables; calculation of currents of short circuit; losses of tension; technical and economic calculation; calculation of relay defence of transformers of transformer substation; choice and verification of basic equipment. The automated adjusting of electromechanic of compressor is considered in the special part. In organizationally-economic part there was the executed calculation of indexes of efficiency of investments, technical and economic comparison of variants, calculation of electroenergy component industrial unit cost.
Основною метою роботи є розробка та впровадження заходів із підвищення надійності електропостачання газоперекачувальної станції. У основній частині пояснювальної записки було виконано проектування компресорної станції для перекачування природного газу. Проведені наступні розрахунки: оптимізація кількості, потужності і розміщення трансформаторних підстанцій і компенсуючих пристроїв; вибір і оптимізація числа стандартних перерізів кабелів; розрахунок струмів КЗ; втрат напруги; техніко-економічний розрахунок; розрахунок релейного захисту трансформаторів КТП; вибір і перевірка основного обладнання. У спеціальній частині розглянуто автоматизоване регулювання електроприводу компресора. У організаційно-економічній частині був виконаний розрахунок показників ефективності інвестицій, техніко-економічне порівняння варіантів, розрахунок електроенергетичної складової собівартості промислової продукції.
ВСТУП 7 1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 10 1.1 Компресорні установки 10 1.2 Конструкція, робота та експлуатаційні характеристики компресорних установок 11 1.3 Опис режиму роботи компресорної установки 12 1.4 Вимоги до електроприводу й автоматики 12 1.5 Вибір роду струму й величини живильної мережі 14 1.6 Вибір системи електроприводу, методів регулювання швидкості й гальмування 14 1.7 Очищення газу від механічних домішок і вологи 15 1.8 Циклонний пиловловлювач 16 1.9 Експлуатація пиловловлювачів 17 1.10 Аналіз недоліків існуючої схеми керування 18 2 НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА 19 2.1 Загальна характеристика мікропроцесорного блоку захисту "Сіріус-Л" 19 2.1.1 Призначення мікропроцесорного блоку захисту 19 2.1.2 Технічні дані мікропроцесорного блоку захисту 22 2.1.3 Склад мікропроцесорного блоку захисту 25 2.1.4 Будова і робота мікропроцесорного блоку захисту 26 2.1.5 Структурна схема пристрою 29 2.1.6 Конструкція блоку захисту "Сіріус-Л" 30 2. 1.7 Будова і робота складових частин мікропроцесорного блоку захисту 30 3 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 34 3.1 Вибір напруги, потужності і типу трансформаторів 34 3.1.1 Вибір числа і потужності силових трансформаторів 34 3.1.2 Техніко-економічне порівняння варіантів КТП 37 3.1.3 Розрахунок втрат в трансформаторах 39 3.2 Визначення розрахункових навантажень цехів 40 3.2.1 Розрахунок силових навантажень 0,4 кВ 40 3.2.2 Розрахунок силових навантажень цеху №2 42 3.2.3 Визначення сумарного навантаження цехів 43 4 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА 45 4.1 Вибір схеми електропостачання 45 4.1.1 Вибір кабелів 10 кВ 45 4.1.2 Приклад розрахунку кабельної лінії 47 4.2 Проектування системи електроосвітлення станції 48 4.2.1 Види освітлення 48 4.2.2 Робоче освітлення 48 4.2.3 Світлотехнічний розрахунок робочого освітлення 49 4.2.4 Розрахунок освітлювальних навантажень цеху №2 51 4.2.5 Аварійне освітлення 53 4.2.6 Охоронне освітлення 53 4.2.7 Визначення результуючого розрахункового навантаження на шинах ТП 54 4.3 Проектування мережі електропостачання компресорного цеху №2 55 4.3.1 Вибір силових розподільних пунктів 55 4.3.2 Вибір кабелів 0,4 кВ 56 4.3.3 Розрахунок кабельної лінії 57 4.3.4 Розрахунок заземлюючого контуру 57 4.4 Розрахунок струмів к.з. в мережі 0,4 кВ 60 4.4.1 Розрахунок параметрів схеми заміщення 60 4.4.2 Розрахунок струмів трифазного к.з. 64 4.4.3 Розрахунок струмів однофазного к.з. 66 4.5 Вибір і перевірка комутаційних апаратів 0,4 кВ 68 4.6 Релейний захист і автоматика 74 4.6.1 Захист цехових трансформаторів 77 4.6.2 Розрахунок захисту секційного вимикача 77 5 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА 80 5.1 Опис компресора 80 5.2 Пуск в хід асинхронного двигуна 81 5.3 Вибір потужності двигуна для відцентрового компресора 82 5.4 Електромеханічна характеристика 84 5.5 Вибір тиристорного перетворювача частоти 86 6 ОБГРУНТУВАННЯ ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ 88 6.1 Економічне обгрунтування вибору схеми електропостачання 88 6.2 Розрахунок показників економічної ефективності і обгрунтування економічно ефективного варіанту електропостачання 96 6.3 Розрахунок електроенергетичної складової собівартості промислової продукції 99 7 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 103 7.1 Особливості проектування енергопостачання на компресорній станції 103 7.2 Особливості проектування пожежної безпеки на компресорній станції 105 7.3 Вимоги норм проектування інженерно-технічних заходів ЦО (ІТЗ ЦО) до будівництва об’єктів та комунально-енергетичних систем. 108 8 ЕКОЛОГІЯ 110 8.1 Актуальність охорони навколишнього середовища 110 8.2 Вплив газопроводів на навколишнє середовище 111 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ДО ДИПЛОМНОЇ РОБОТИ 113 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 114

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 – Електричні станції, мережі і системи. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» МОН України, Харків, 2019. Зміст анотації. Дисертація присвячена розв’язанню актуальної науково-прикладної задачі у галузі блискавко-захисту повітряних ліній електропередавання із захищеними проводами середніх класів напруги від наведених блискавкою перенапруг, виникаючих при ударах блискавки поблизу лінії електропередавння. Актуальність теми дисертаційної роботи полягає у наступному, В даний час в Україні все більш широке поширення набувають захищені проводи для ПЛ, це обумовлено технічною політикою Міністерства палива та енергетики. Провід в захисній оболонці для повітряних ліній 6-35 кВ, були розроблені з метою підвищення надійності розподілу і передачі електроенергії. Застосування проводів в захисній оболонці має кілька суттєвих переваг, а саме: надійність, економічну доцільність. При явних перевагах має недолік, який визначається в необхідності здійснювати захист ПЛ від грозових перенапруг. Поняття грозозахисту настільки різнобічне, що визначають методи вибору підходящої захисту від загрози в різних регіонах різні. Факторами вибору методу захисту є грозова активність і її інтенсивність в кожному конкретному регіоні. Аналіз досвіду експлуатації розподільних електричних мереж показує, що їх надійність нижче, ніж у мереж вищих класів напруги. Пошкодження в розподільних мережах обумовлюють більшу частину збитку, пов'язаного з перервами в електропостачанні споживачів. Однією з основних причин аварій і порушень є грозові перенапруги на повітряних лініях (ПЛ), що викликають імпульсні перекриття і руйнування ізоляторів і призводять до дуговим замикань, з супутнім пошкоджень обладнання, відключень ліній. Аварійні відключення ПЛ 6-35 кВ через грозових перенапруг складають до 40% від загального числа їх відключень. Через низьку імпульсної міцності ізоляція розподільних мереж схильна перекриттям як від перенапруг при прямих розрядах блискавки, так і від індуктивних перенапруг при розряді блискавки поблизу лінії. Останні є основною причиною грозових вимкнень і пошкоджень обладнання мереж 6-35 кВ, складаючи в деяких випадках до 90%, а при проходженні траси ПЛ по лісовому масиву і до 100% від їх загальної кількості. Таким чином, надійність електропостачання споживачів багато в чому залежить від ефективності грозозахисних заходів.
Dissertation for the degree of a candidate of technical sciences in specialty 05.14.02 - Electric power stations, networks and systems. - National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2019. Annotation content. The dissertation is devoted to solving the actual scientific and applied problem in the field of lightning protection of transmission lines with protected wires of middle classes of voltage from the lightning suppressors supplied by lightning strikes near the electric transmission line. The urgency of the topic of the dissertation paper is as follows. At present, protected wiring for PL is gaining widespread in Ukraine, due to the technical policy of the Ministry of Fuel and Energy. Wires in the protective cover for air lines of 6-35 kV were designed to increase the reliability of distribution and transmission of electricity. The use of wires in a protective shell has several significant advantages, namely: reliability, economic feasibility. With obvious advantages, there is a deficiency that is determined by the need to protect the submarine from lightning surges. The concept of lightning protection is so versatile that the methods of choosing suitable protection from threats are different in different regions. The factors that determine the method of protection are the thunder activity and its intensity in each particular region. An analysis of the operation experience of distribution electrical networks shows that their reliability is lower than in the networks of higher voltage classes. Damage in distribution networks causes most of the damage associated with interruptions in consumer electricity supply. One of the main causes of accidents and violations is the storm surges on the air lines (PL), causing impulse overlays and the destruction of insulators and lead to arc closures, with associated equipment damage, trips of lines. Emergency trips of 6-35 kV overhead transmission lines due to lightning surges make up 40% of the total number of trips. Due to low impulse strength, the isolation of distribution networks is subject to overheating both from overvoltages in direct lightning bursts, and from inductive surges when lightning is near the line. The latter are the main cause of the thunderstorms and damage to the equipment of networks 6-35 kV, amounting in some cases up to 90%, and when passing the route of the submarine in the forest area and up to 100% of their total. Thus, the reliability of electricity supply to consumers largely depends on the effectiveness of lightning protection measures.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.01 - електричні машини і апарати. - Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016 р. Дисертацію присвячено теоретичним та експериментальним дослідженням, спрямованим на підвищення експлуатаційних показників високотемпературного надпровідникового обмежувача струму короткого замикання індуктивного типу. Розроблено конструкцію високотемпературного надпровідникового обмежувача струму індуктивного типу з надпровідним, екраном, надпровідною обмоткою і осердям, які розміщені у загальному кріостаті, що забезпечує енергозбереження до 85 %. Розроблено методику розрахунку основних параметрів магнітної системи обмежувача струму, побудовану на враховуванні коефіцієнту спаду напруги. Розроблено математичні моделі перехідного процесу: надпровідникового обмежувача струму індуктивного типу, експериментального макета обмежувача струму індуктивного типу, які дозволяють провести повний аналіз струмообмежувальних характеристик з визначенням необхідних критичних параметрів. Експериментально досліджено, що втрати потужності у номінальному режимі в осерді надпровідного обмежувача струму індуктивного типу незначні, що відповідає попереднім теоретичним розрахункам і підвереджує доцільність та економічність запропонованого технічного рішення. Проведені експериментальні дослідження підтвердили теоретичні положення і розроблені математичні моделі.
The dissertation for competition of the scientific degree of the candidate of technical sciences on a specialty 05.09.01 – electrical machines and apparatus. – National Technical University "Kharkov Polytechnic Institute", Kharkov, 2016. The dissertation is devoted to theoretical and experimental research aimed to improving operational performance high-temperature superconducting fault current limiter in-inductive type. The developed design of high-temperature superconductive fault current limiter of inductive type with superconducting screen, superconducting coil and the core, which are placed in the general cryostat that provides energy savings up to 85%. The method of calculation of basic parameters of the magnetic system of current limiter, which takes into account the coefficient of the voltage drop. The proposed mathematical models allow us to analyze the current-limiting characteristics with definition of the critical parameters required superconducting current limiter. An experimental investigation was that the power loss in the nominal mode in the core of the superconducting current limiter of inductive type are negligible that is consistent with previous theoretical calculations and confirmed the feasibility and cost-effectiveness of the proposed technical solution. The experimental results confirmed the theoretical position and developed mathematical models.

Основною метою роботи є аналіз та розробка заходів для підвищення надійності роботи трансформаторної підстанції шляхом модернізації основних складових частин системи електропостачання, що дозволить знизити втрати електричної енергії, підвищити надійність електропостачання споживачів. Вибрано сучасне електротехнічне обладнання для усіх ступенів напруги і перевірено на дію струмів короткого замикання. Виконаний короткий розрахунок параметрів проектованої повітряної лінії електропередачі 110 кВ. Перевірені силові трансформатори на аварійне і систематичне перевантаження по зимовому добовому графіку навантажень підстанції. В якості пристроїв релейного захисту і автоматики застосовані мікропроцесорні захисту електрообладнання фірми «Бреслер». Зроблені розрахунки основних параметрів релейного захисту. Зроблений розрахунок навантаження власних потреб підстанції і вибрано відповідні трансформатори.
The primary purpose of work are an analysis and development of measures for the increase of reliability of work of transformer substation by modernisation of basic component parts of the system of power supply, that will allow to bring down the losses of electric energy, promote reliability of power supply of consumers. A modern electrical engineering equipment is chosen for all degrees of tension and it is checked for the action of currents of short circuit. Executed short calculation of parameters of the designed air-track of electricity transmission of 110 kV. The tested power transformers are on an emergency and systematic overload on winter day's chart of loading of substation. As devices of relay defence and automation the microprocessor to defence electrical equipments of firm «Бреслер» are applied. Figured on basic parameters of relay defence. Done calculation of loading of own necessities of substation and corresponding transformers are chosen.
ВСТУП 7 1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 10 1.1 Кοрοтка характеристика οб'єкту мοдернізації 10 1.2 Переваги та недοліки викοристання цифрοвих реле 12 1.3 Οбгрунтування дοцільнοсті мοдернізації трансфοрматοрнοї підстанції 15 2 НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА 18 2.1 Οцінка надійнοсті підстанції 18 2.2 Рοзрахунοк пοказників надійнοсті елементів схеми 19 2.2.1. Мοдель відмοв і віднοвлення силοвοгο трансфοрматοра 19 2.2.2 Мοдель відмοв автοматичнοгο вимикача 22 2.2.3. Мοдель відмοв пοвітрянοї лінії електрοпередач 26 2.2.4 Мοдель відмοв і віднοвлення для рοз'єднувачів 29 2.2.5 Мοдель відмοв і віднοвлення для відділювачів і кοрοткοзамикачів 30 2.2.6 Мοдель відмοв і віднοвлення для шин 31 3 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 33 3.1 Обробка графіку навантажень споживачів і перевірка силових трансформаторів по навантаженню підстанції 33 3.2 Вибір головної схеми підстанції 37 3.3 Розрахунок параметрів проектованої ПЛ-110 кВ 37 3.4 Розрахунок струмів короткого замикання 39 4 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА 50 4.1 Вибір основного електрообладнання і струмоведучих частин 50 4.1.1 Вибір гнучких шин 110 кВ 50 4.1.2 Вибір вимикачів на стороні ВН 52 4.1.3 Вибір роз'єднувачів на стороні ВН 54 4.1.4 Вибір трансформаторів струму на стороні ВН 57 4.1.5 Вибір трансформаторів напруги на стороні ВН 61 4.1.6 Вибір вимикачів на стороні НН 63 4.1.7 Вибір трансформаторів струму на стороні НН 64 4.1.8 Вибір трансформаторів напруги на стороні НН 66 4.1.9 Вибір обмежувачів перенапруги 67 4.2 Вибір релейного захисту і пристроїв автоматики 68 4.2.1 Розрахунок диференціального захисту трансформаторів 68 4.2.2 Розрахунок максимального струмового захисту 71 4.2.3 Захист від перевантаження 72 4.2.4 Газовий захист 73 4.2.5 Автоматичне включення резерву та автоматичне повторне включення 74 4.2.6 Вибір захисту проектованої ПЛ-110 кВ 75 4.3 Власні потреби підстанції 75 5 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА 78 5.1 Розрахунок надійності схеми електропостачання 78 5.1.1 Розрахунок послідовних з'єднань 78 5.2 Облік резервування 84 6 ОБГРУНТУВАННЯ ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ 87 6.1 Функціонально-вартісною аналіз проектованого варіанту 87 6.2 Розрахунок окупності і економічна оцінка проекту 97 7 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 101 7.1 Охорона праці і техніка безпеки при обслуговуванні електрообладнання підстанції 101 7.2 Розрахунок грозозахисту підстанції 102 7.3 Забезпечення безпеки життєдіяльності в умовах надзвичайної ситуації 106 8 ЕКОЛОГІЯ 108 8.1 Оцінка стану навколишнього середовища 108 8.2 Небезпека електромагнітного забруднення 109 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ДО ДИПЛОМНОЇ РОБОТИ 112 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 113

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.01 - електричні машини і апарати. - Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016 р. Дисертацію присвячено теоретичним та експериментальним дослідженням, спрямованим на підвищення експлуатаційних показників високотемпературного надпровідникового обмежувача струму короткого замикання індуктивного типу. Розроблено конструкцію високотемпературного надпровідникового обмежувача струму індуктивного типу з надпровідним, екраном, надпровідною обмоткою і осердям, які розміщені у загальному кріостаті, що забезпечує енергозбереження до 85 %. Розроблено методику розрахунку основних параметрів магнітної системи обмежувача струму, побудовану на враховуванні коефіцієнту спаду напруги. Розроблено математичні моделі перехідного процесу: надпровідникового обмежувача струму індуктивного типу, експериментального макета обмежувача струму індуктивного типу, які дозволяють провести повний аналіз струмообмежувальних характеристик з визначенням необхідних критичних параметрів. Експериментально досліджено, що втрати потужності у номінальному режимі в осерді надпровідного обмежувача струму індуктивного типу незначні, що відповідає попереднім теоретичним розрахункам і підвереджує доцільність та економічність запропонованого технічного рішення. Проведені експериментальні дослідження підтвердили теоретичні положення і розроблені математичні моделі.
The dissertation for competition of the scientific degree of the candidate of technical sciences on a specialty 05.09.01 – electrical machines and apparatus. – National Technical University "Kharkov Polytechnic Institute", Kharkov, 2016. The dissertation is devoted to theoretical and experimental research aimed to improving operational performance high-temperature superconducting fault current limiter in-inductive type. The developed design of high-temperature superconductive fault current limiter of inductive type with superconducting screen, superconducting coil and the core, which are placed in the general cryostat that provides energy savings up to 85%. The method of calculation of basic parameters of the magnetic system of current limiter, which takes into account the coefficient of the voltage drop. The proposed mathematical models allow us to analyze the current-limiting characteristics with definition of the critical parameters required superconducting current limiter. An experimental investigation was that the power loss in the nominal mode in the core of the superconducting current limiter of inductive type are negligible that is consistent with previous theoretical calculations and confirmed the feasibility and cost-effectiveness of the proposed technical solution. The experimental results confirmed the theoretical position and developed mathematical models.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 - Електричні станції, мережі і системи. Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2019. Дисертація присвячена розв’язанню актуальної науково-прикладної задачі у галузі блискавко захисту повітряних ліній електропередавання із захищеними проводами середніх класів напруги від наведених блискавкою перенапруг, виникаючих при ударах блискавки поблизу лінії електропередавння. В роботі експериментально доведено, що лінії електропередавння з захищеним проводами при ударах блискавки поблизу лінії, наводять на своїх фазних проводах перенапруги значно менші, ніж лінії такого ж класу напруг тільки з неізольованими проводами. Це пов’язано з захисною оболонкою захищених проводів, оскільки умови виникнення перенапруги котра може пробити гірлянду ізоляторів значно менш вірогідні . Діючі методики розрахунку кількості грозових відключень ліній класом напруги 6-35 кВ, не враховують тип проводу на ПЛ, що призводить до не коректних розрахунків кількості грозових відключень, і, як наслідок, кількості вимкнень лінії взагалі. Отримані результати дозволили створити новий підхід до блискавкозахисту ПЛ з захищеними проводами, створити пристрій захисту ліній електропередавння без витрат на його виробництво та монтаж. Створена модель захисного пристрою була експериментально перевірена, жодної індукованої перенапруги не пробили ізоляцію проводу.
Dissertation for the degree of candidate of technical sciences in specialty 05.14.02 - Electric power stations, networks and systems. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2019. The thesis is devoted to the solution of an actual scientific and applied problem in the field of lightning protection of overhead power lines with protected wires medium voltage classes from lightning induced overvoltages arising from lightning strikes near a power line. It has been experimentally proved that the lines of electric transmission with protected wires at lightning strikes near the line, pointing at their phase wires, overvoltages are much smaller than the lines of the same class of voltage only with non-insulated wires. This is due to the protective shell of protected wires, since the conditions of an overvoltage which can pierce the garland of insulators are much less likely. Current methods for calculating the number of thunderstorms in the lines of the class of voltage 6-35 kV, do not take into account the type of wire on the PL, which leads to incorrect calculations of the number of thunderstorms and, as a consequence, the number of offsets of the line. The obtained results allowed to create a new approach to lightning protection of PL with protected wires, to create a device for protection of electric lines without the cost of its production and installation. The generated model of the protective device was experimentally tested, no induced overvoltage failed to break the wire isolation.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 – електричні станції, мережі та системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2019 р. Дисертацію присвячено вдосконаленню заземлювальних пристроїв підстанцій напругою 330(220)/150(110) кВ за критерієм запобігання пошкодження ізоляції кабелів струмових захистів при ударі блискавки та при короткому замиканні на шинах розподільного пристрою вказаних класів напруги. На підставі аналізу експериментальних даних, отриманих на 80 діючих підстанціях України, визначено незалежні фактори, а також незначимі із ряду незалежних. На підставі проведення чьотирьох- та п'ятифакторних експериментів отримано модель для визначення опору заземлювального пристрою. Проведено порівняльний аналіз отриманої моделі з відомими розрахунковими методиками. Значення опору, визначене за формулою нормативного документу, для більшості підстанцій менше, ніж визначене за отриманою моделлю, тому є оцінкою знизу. На підставі проведення шестифакторного експерименту отримано модель для визначення напруги на ізоляції кабелю вторинних кіл трансформатору струму, який є найвіддаленішим від зали релейних панелей, при короткому замиканні на шинах розподільного пристрою. У роботі сформульовано процедуру експериментального визначення напруги на ізоляції кабелю при імітації короткого замикання. У роботі розроблено методику та наведено приклади визначення конструктивних параметрів та матеріальних витрат на виконання заземлювальних пристроїв з використанням отриманих в роботі математичних моделей за критерієм запобігання пошкодження ізоляції кабелів вторинних кіл при короткому замиканні, а також за критерієм запобігання хибного спрацювання струмових захистів у випадку пошкодження ізоляції кабелю.
Thesis for granting the Degree of Candidate of Technical sciences in speciality 05.14.02 – electric stations, networks and systems. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2019. The dissertation is devoted to the improvement of grounding systems of substations with voltage 330 (220) / 150 (110) kV on the criterion of prevention of damage to the insulation of current protection cables with a lightning strike and with short-circuit on the bus of the switchgear of the specified voltage classes. On the basis of the analysis of experimental data obtained at 80 operating substations of Ukraine, independent factors are determined, as well as insignificant from a number of independent ones. On the basis of four- and five-factor experiments, a model was developed to determine the grounding systems resistance. A comparative analysis of the obtained model with known computational methods was carried out. The value of the resistance, determined by the formula of the normative document, for most substations is less than determined by the received model, therefore, is an estimate from below. On the basis of a sixfactor experiment, a model for determining the voltage on the cable insulation of the secondary circuits of the current transformer is obtained, which is the most distant from the relay panels hall, with a short circuit on the bus of the switchgear. In the paper, the procedure for the experimental determination of voltage on cable isolation during simulation of short circuit was developed. In this work a method is developed and examples are given for determination of constructive parameters and material costs of grounding systems with the use of the mathematical models obtained in the work on the criterion of prevention of damage to insulation of secondary circuits with short circuit, and according to the of prevention the false triggering of current protection in the event of damage to the cable insulation.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.01 « Електричні машини й апарати» (14 – Електрична інженерія) – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", м. Харків, 2019 р. Дисертаційна робота присвячена удосконаленню вакуумних контакторів середніх напруг з моностабільними поляризованими електромагнітами зокрема щодо зменшення брязкоту головних контактів, що є однією з головних вимог для цих апаратів. Для досягнення цієї мети були поставлені задачі: – провести аналіз існуючих моделей (типів і конструкцій) вакуумних контакторів; – удосконалити математичну модель зварювання контактів під час виконання операції увімкнення вакуумного контактора; – обґрунтувати технічні рішення щодо розробки нових конструкцій бістабільних приводів, що використовують висококоерцитивні постійні магніти; – удосконалити математичну модель процесу увімкнення контактора; – розробити нові способи керування моностабільним поляризованим електромагнітом, з можливістю заміни високовартісних силових транзисторів та драйверів до них, гібридними системами; – розглянути можливість зменшення часових інтервалів між операціями увімкнення та вимкнення контактора. Об’єкт дослідження – нестаціонарні теплофізичні, електромеханічні та електромагнітні процеси в вакуумних контакторах для мереж середніх напруг. Предмет дослідження – бістабільні приводи на базі моностабільних поляризованих електромагнітів з поворотними пружинами та мікропроцесорні системи керування ними. Методи дослідження. Математичне моделювання електромагнітних, механічних та теплофізичних процесів у моностабільному поляризованому електромагніті для визначення раціональних лінійних розмірів частин магнітопроводу. Чисельне розв’язання звичайних та диференціальних рівнянь в часткових похідних проводиться в чисельних пакетах програм та програмах написаних і перевірених здобувачем, які враховують найбільш істотні взаємозв’язки між явищами. В роботі отримані такі наукові результати. У дисертаційній роботі вирішено науково-практичну задачу з удосконалення вакуумних контакторів середніх напруг з моностабільними поляризованими електромагнітами, зокрема щодо зменшення брязкоту головних контактів, що є однією з головних вимог для цих апаратів. Проведено аналіз вакуумних контакторів середніх напруг. Виявлено ряд недоліків, що стосуються як електромагнітів, так і систем керування ними. Запропоновано і реалізовано концепцію контакторів з бістабільними приводами на базі моностабільних поляризованих електромагнітів з поворотними пружинами, що використовують висококоерцитивні постійні магніти. Встановлено співвідношення між характеристиками моностабільного поляризованого електромагніта та характеристиками поворотної та контактних пружин, при яких забезпечуються вимоги до вакуумних переривників щодо швидкості руху та кількості відскоків контактів. Удосконалено математичну модель зварювання контактів при їх брязкоті. Визначено максимальне значення величини можливої сили зварювання контактів під час виконання операції увімкнення контактора. Удосконалено математичну модель процесу увімкнення контактора та проведено розрахунки динамічних характеристик електромагніта. На основі проведених розрахунків обрано раціональні параметри котушки електромагніта та ємності електролітичного конденсатора при яких буде забезпечено надійне спрацьовування контактора та виконані вимоги виробників вакуумних переривників відносно тривалості брязкоту контактів та швидкості їх замикання. Проведено експериментальні дослідження кількості та тривалості відскоків головних контактів вакуумного контактора при виконанні операції увімкнення. Встановлено, що новий контактор повністю відповідає вимогам виробників вакуумних переривників відносно тривалості та кількості відскоків, швидкості руху контактів при виконанні операцій увімкнення та вимкнення. Запропоновано і реалізовано концепцію мікропроцесорної гібридної системи керування моностабільними поляризованими електромагнітами на основі використання інтерфейсного реле з двома перемикаючими контактними групами та одного силового транзистора. Розроблено алгоритм роботи мікропроцесорної гібридної системи керування моностабільним поляризованим електромагнітом та методику експериментального визначення часових інтервалів між моментами комутації транзистора, керуючого обмоткою реле, і силового транзистора. Встановлено мінімальний інтервал між моментами комутації інтерфейсного реле та IGBT транзистора, яке дозволяє забезпечити координацію їх роботи. Розроблено дослідний зразок нового універсального вакуумного контактора з мікропроцесорною системою керування та гібридною комутацією кола живлення обмотки моностабільного поляризованого електромагніта. Керування контактором може відбуватися в двох режимах роботи, виконуючи функції як звичайного моностабільного контактора, так і контактора з механічною защіпкою, що робить його універсальним. Розроблені імітатори полюсів з вакуумними переривниками, які повністю відтворюють характеристики реальних переривників, імітуючи завдяки встановленим на них пружинах вплив на механічні характеристики вакууму та сильфонів, дозволяють проводити випробування на механічну зносостійкість без високовартісних вакуумних переривників. Встановлено, що робота мікропроцесорної гібридної системи керування по датчику положення зменшується загальний час увімкнення та вимкнення контактора. Матеріали дисертаційної роботи використовуються в навчальному процесі на кафедрі електричних апаратів НТУ "ХПІ" в дисциплінах спеціальності "141 – електроенергетика, електротехніка та електромеханіка" (спеціалізація "141.07 Електричні апарати"), курсовому та дипломному проектуванні та науково-дослідних роботах. Дисертаційна робота виконана на кафедрі електричних апаратів в рамках ініціативної науково-дослідної роботи Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" К3301 "Удосконалення вакуумних комутаційних апаратів" (ДР №0119U002552), де здобувач був виконавцем окремих розділів. Договір з ТОВ "АВМ Ампер", м. Кременчук, про науково-технічне співробітництво та наукове консультування за темою "Удосконалення вакуумних комутаційних апаратів" (№ 33/227-2019), де здобувач був виконавцем окремих розділів.
Dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences in specialty 05.09.01 "Electric Machines and Apparatus" (14 – Electrical Engineering) – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2019. The dissertation is devoted to the improvement of medium voltage vacuum contactors with monostable polarized electromagnets, in particular, to reduce the bounce of main contacts, which is one of the main requirements for these apparatus. To achieve this goal, the following tasks are set: – to carry out an analysis of existing models (types and designs) of vacuum contactors; – to improve the mathematical model of contact welding during the operation of switching on the vacuum contactor; – to substantiate the technical solutions for the development of new designs of bistable actuators using high-coercive permanent magnets; – to improve the mathematical model of the process of switching on the contactor; – to develop new ways to control a monostable polarized electromagnet, with the ability to replace expensive power transistors and drivers to them, by hybrid systems; – to consider the possibility of reducing the time intervals between switching on and off contactor operations. Object of research – transient thermophysical, electromechanical and electromagnetic processes in vacuum contactors for medium voltage networks. Subject of research – bistable actuators on the basis of monostable polarized electromagnets with rotary springs and microprocessor control systems for them. Research methods. Mathematical modeling of electromagnetic, mechanical and thermophysical processes in a monostable polarized electromagnet for determining the rational linear dimensions of magnetic core parts. Numerical solution of ordinary and partial differential equations is carried out in numerical software packages and codes written and verified by the applicant, which take into account the most significant interconnections between phenomena. The following scientific results are obtained in the work. In the dissertation the scientific-practical task for improving the vacuum contactors of medium voltage with monostable polarized electromagnets, in particular, for reducing the bounce of the main contacts, is one of the main requirements for these devices. The analysis of medium voltage vacuum contactors is carried out. A number of disadvantages are identified concerning both electromagnets and their control systems. The concept of contactors with bistable actuators on the basis of monostable polarized electromagnets with rotary springs using high-coercive permanent magnets is proposed and implemented. The correlation between the characteristics of a monostable polarized electromagnet and the characteristics of the rotary and contact springs, in which the requirements for vacuum interrupters relative to the speed of movement and the number of bounce of contacts are met, is established. The mathematical model of contact welding at their bounce is improved. The maximum value of the potential welding force of the contacts takes place during the operation of switching on the contactor is determined. The mathematical model of the process of switching on the contactor is improved and calculations of the dynamic characteristics of the electromagnet are carried out. On the basis of the calculations carried out, the rational parameters of the coil of the electromagnet and the capacitance of the electrolytic capacitor are chosen, in which the reliable operation of the contactor would be ensured and the requirements of the manufacturers of vacuum interrupters relative to the duration of the contact bounce and the speed of their closure are fulfilled. Experimental investigations on the number and duration of bounces of the main contacts of the vacuum contactor during the switching on operation are carried out. It is established that the new contactor fully meets the requirements of manufacturers of vacuum interrupters in relation to the duration and number of bounces, the speed of the contacts movement during the operation of switching on and switching off. The concept of constructing a microprocessor hybrid control system for monostable polarized electromagnets based on the use of an interface relay with two switching contact groups and one power transistor is proposed and implemented. The algorithm of operation of microprocessor hybrid control system for a monostable polarized electromagnet and the technique of experimental determination of time intervals between commutation moments of a transistor controlling a relay winding, and a power transistor, are developed. The minimum interval between the switching points of the interface relay and the IGBT transistor is established, which ensures coordination of their operation. A prototype of a new universal vacuum contactor with a microprocessor control system and a hybrid switching of the power supply circuit of a winding of a monostable polarized electromagnet is developed. The control of the contactor can occur in two operating modes, performing functions as a conventional monostable contactor, and a contactor with a mechanical lock, which makes it universal. The simulators of poles with vacuum interrupters, which completely reproduce the characteristics of real interrupters, simulating the influence on the mechanical characteristics of vacuum and bellows thanks to the springs installed on them, are developed to allow tests to be carried out on mechanical wear resistance without expensive vacuum interrupters. It is established that the operation of the microprocessor hybrid control system by the position sensor decreases the total time of switching on and switching off the contactor. The materials of the dissertation are used in the educational process at the Department for Electrical Apparatus of NTU "KhPI" in disciplines of specialty " 141 – Electrical Power Engineering, Electrical Engineering and Electromechanics" (specialization "141.07 Electrical Apparatus"), preparation of course works and diploma theses, as well as in research work. Dissertation work was performed at the Department of Electrical Apparatuses within the framework of the initiative research work of the National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" K3301 "Improvement of vacuum switching devices" (State registration No. 0119U002552), where the applicant was the executor of separate sections. Agreement with "ABM Ampere" LLC, Kremenchuk, on scientific and technical cooperation and scientific advising on the subject "Improvement of vacuum switching devices" (No. 33/227-2019), where the applicant was the executor of separate sections.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 – електричні станції, мережі та системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2019 р. Дисертацію присвячено вдосконаленню заземлювальних пристроїв підстанцій напругою 330(220)/150(110) кВ за критерієм запобігання пошкодження ізоляції кабелів струмових захистів при ударі блискавки та при короткому замиканні на шинах розподільного пристрою вказаних класів напруги. На підставі аналізу експериментальних даних, отриманих на 80 діючих підстанціях України, визначено незалежні фактори, а також незначимі із ряду незалежних. На підставі проведення чьотирьох- та п'ятифакторних експериментів отримано модель для визначення опору заземлювального пристрою. Проведено порівняльний аналіз отриманої моделі з відомими розрахунковими методиками. Значення опору, визначене за формулою нормативного документу, для більшості підстанцій менше, ніж визначене за отриманою моделлю, тому є оцінкою знизу. На підставі проведення шестифакторного експерименту отримано модель для визначення напруги на ізоляції кабелю вторинних кіл трансформатору струму, який є найвіддаленішим від зали релейних панелей, при короткому замиканні на шинах розподільного пристрою. У роботі сформульовано процедуру експериментального визначення напруги на ізоляції кабелю при імітації короткого замикання. У роботі розроблено методику та наведено приклади визначення конструктивних параметрів та матеріальних витрат на виконання заземлювальних пристроїв з використанням отриманих в роботі математичних моделей за критерієм запобігання пошкодження ізоляції кабелів вторинних кіл при короткому замиканні, а також за критерієм запобігання хибного спрацювання струмових захистів у випадку пошкодження ізоляції кабелю.
Thesis for granting the Degree of Candidate of Technical sciences in speciality 05.14.02 – electric stations, networks and systems. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2019. The dissertation is devoted to the improvement of grounding systems of substations with voltage 330 (220) / 150 (110) kV on the criterion of prevention of damage to the insulation of current protection cables with a lightning strike and with short-circuit on the bus of the switchgear of the specified voltage classes. On the basis of the analysis of experimental data obtained at 80 operating substations of Ukraine, independent factors are determined, as well as insignificant from a number of independent ones. On the basis of four- and five-factor experiments, a model was developed to determine the grounding systems resistance. A comparative analysis of the obtained model with known computational methods was carried out. The value of the resistance, determined by the formula of the normative document, for most substations is less than determined by the received model, therefore, is an estimate from below. On the basis of a sixfactor experiment, a model for determining the voltage on the cable insulation of the secondary circuits of the current transformer is obtained, which is the most distant from the relay panels hall, with a short circuit on the bus of the switchgear. In the paper, the procedure for the experimental determination of voltage on cable isolation during simulation of short circuit was developed. In this work a method is developed and examples are given for determination of constructive parameters and material costs of grounding systems with the use of the mathematical models obtained in the work on the criterion of prevention of damage to insulation of secondary circuits with short circuit, and according to the of prevention the false triggering of current protection in the event of damage to the cable insulation.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.01 – електричні машини й апарати» – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", м. Харків, 2019 р. Дисертаційна робота присвячена удосконаленню вакуумних контакторів середніх напруг з моностабільними поляризованими електромагнітами зокрема щодо зменшення брязкоту головних контактів, що є однією з головних вимог для цих апаратів. Запропоновано і реалізовано концепцію контакторів з бістабільними приводами на базі моностабільних поляризованих електромагнітів з поворотними пружинами. Удосконалено математичну модель зварювання контактів при їх брязкоті. Удосконалено математичну модель процесу увімкнення контактора та проведено розрахунки динамічних характеристик електромагніта. Проведено експериментальні дослідження моностабільного поляризованого електромагніта. Запропоновано і реалізовано концепцію мікропроцесорної гібридної системи керування моностабільними поляризованими електромагнітами на основі використання інтерфейсного реле з двома перемикаючими контактними групами та одного силового транзистора. Розроблено алгоритм роботи мікропроцесорної гібридної системи керування та встановлено мінімальний інтервал між моментами комутації інтерфейсного реле та IGBT транзистора. Розроблено дослідний зразок нового універсального вакуумного контактора. Встановлено, що спрацьовування контактора по датчику положення зменшується загальний час увімкнення та вимкнення контактора.
Dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences in specialty 05.09.01 – Electric Machines and Apparatus" – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2019. The dissertation is devoted to the improvement of medium voltage vacuum contactors with monostable polarized electromagnets, in particular, to reduce the bounce of main contacts, which is one of the main requirements for these apparatus. The concept of contactors with bistable actuators on the basis of monostable polarized electromagnets with rotary springs is proposed and implemented. The mathematical model of contact welding is improved at their bounce. The mathematical model of the process of switching on the contactor is improved and calculations of the dynamic characteristics of the electromagnet are carried out. Experimental investigations of a monostable polarized electromagnet are carried out. The concept of constructing a microprocessor hybrid control system for monostable polarized electromagnets based on the use of an interface relay with two switching contact groups and one power transistor is proposed and implemented. The microprocessor hybrid control system operation algorithm is developed and the minimum interval between the switching points of the interface relay and the IGBT transistor is established. A prototype of a new universal vacuum contactor is developed. It is established that the operation of the contactor by the position sensor decreases the total time of switching on and switching off the contactor.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.13 – техніка сильних електричних та магнітних полів. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Дисертація присвячена вдосконаленню існуючих методів визначення нормованих параметрів на кожному з етапів електромагнітної діагностики, а також створення якісно нового підходу до видачі рекомендацій з реконструкції заземлювального пристрою для підвищення безпеки експлуатації діючих енергооб'єктів. На основі статистичного аналізу електрофізичних характеристик ґрунту створено вимоги до технічних характеристик приладів для вертикального електричного зондування при проведенні електромагнітної діагностики стану заземлювального пристрою. Розроблено та реалізовано у вигляді програмного комплексу математичну модель нееквіпотенційного заземлювального пристрою довільної конфігурації, розташованого у тришаровому ґрунті. Удосконалено математичну модель для інтерпретації результатів вертикального електричного зондування для багатошарових геоелектричних структур та методику еквівалентування з приведенням їх до вигляду розрахункових моделей. Перевірено адекватність розроблених математичних моделей експериментальним вимірам на понад 70 діючих високовольтних енергооб'єктах України класами напруги 35–150 кВ. Доведено, що реконструкція заземлювального пристрою за вимогами до напруги дотику є найбільш ефективною з точки зору електробезпеки та матеріальних витрат. Створено параметричну модель, яка дозволяє прогнозувати ймовірні матеріально-технічні витрати на реконструкцію.
Thesis for granting Candidate of Technical sciences Degree in specialty 05.09.13 – Technics of Strong Electric and Magnetic Fields. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", 2018. The thesis is devoted to the improvement of existing methods of determination of normalized parameters at each of the stages of electromagnetic diagnostics, as well as the creation of a qualitatively new approach to the issuance of recommendations for reconstruction a grounding grids to improve the safety of personnels on energy objects of Ukraine. The statistic of soil electrical properties to evaluate the optimal technical requirements for equipment for vertical electrical soil sounding when performing diagnostics of grounding systems is used. The model of the grounding device was based on the solution of the problem about the electrical field potential of the point current source, located in a three-layer soil. This model allows to determine the field potential at any point in case of the location of the grounding device in any of the layers of soil. Mathematical model and computer program for analyzing and interpreting results of the soil sounding by Wenner configuration was created on the base of the analytical solution for field of current point source located in four-, three- or two-layer structure. The method of equivalenting with bringing the multilayer soil to the form of the calculated models was improved. The adequacy of developed mathematical models for experimental measurements on more than 70 existing high-voltage power facility’s of Ukraine with voltage classes 35-150 kV has been checked. It was proved that the reconstruction of grounding system for requirements of touch voltage both in terms of electrical safety and in terms of material and labor costs is more effectiveness. The parametric model that allows predicting the probable material and technical costs for the reconstruction was created.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.13 – техніка сильних електричних та магнітних полів. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Дисертація присвячена вдосконаленню існуючих методів визначення нормованих параметрів на кожному з етапів електромагнітної діагностики, а також створення якісно нового підходу до видачі рекомендацій з реконструкції заземлювального пристрою для підвищення безпеки експлуатації діючих енергооб'єктів. На основі статистичного аналізу електрофізичних характеристик ґрунту створено вимоги до технічних характеристик приладів для вертикального електричного зондування при проведенні електромагнітної діагностики стану заземлювального пристрою. Розроблено та реалізовано у вигляді програмного комплексу математичну модель нееквіпотенційного заземлювального пристрою довільної конфігурації, розташованого у тришаровому ґрунті. Удосконалено математичну модель для інтерпретації результатів вертикального електричного зондування для багатошарових геоелектричних структур та методику еквівалентування з приведенням їх до вигляду розрахункових моделей. Перевірено адекватність розроблених математичних моделей експериментальним вимірам на понад 70 діючих високовольтних енергооб'єктах України класами напруги 35–150 кВ. Доведено, що реконструкція заземлювального пристрою за вимогами до напруги дотику є найбільш ефективною з точки зору електробезпеки та матеріальних витрат. Створено параметричну модель, яка дозволяє прогнозувати ймовірні матеріально-технічні витрати на реконструкцію.
Thesis for granting Candidate of Technical sciences Degree in specialty 05.09.13 – Technics of Strong Electric and Magnetic Fields. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", 2018. The thesis is devoted to the improvement of existing methods of determination of normalized parameters at each of the stages of electromagnetic diagnostics, as well as the creation of a qualitatively new approach to the issuance of recommendations for reconstruction a grounding grids to improve the safety of personnels on energy objects of Ukraine. The statistic of soil electrical properties to evaluate the optimal technical requirements for equipment for vertical electrical soil sounding when performing diagnostics of grounding systems is used. The model of the grounding device was based on the solution of the problem about the electrical field potential of the point current source, located in a three-layer soil. This model allows to determine the field potential at any point in case of the location of the grounding device in any of the layers of soil. Mathematical model and computer program for analyzing and interpreting results of the soil sounding by Wenner configuration was created on the base of the analytical solution for field of current point source located in four-, three- or two-layer structure. The method of equivalenting with bringing the multilayer soil to the form of the calculated models was improved. The adequacy of developed mathematical models for experimental measurements on more than 70 existing high-voltage power facility’s of Ukraine with voltage classes 35-150 kV has been checked. It was proved that the reconstruction of grounding system for requirements of touch voltage both in terms of electrical safety and in terms of material and labor costs is more effectiveness. The parametric model that allows predicting the probable material and technical costs for the reconstruction was created.

Providing of trouble-free work of equipment of transformer substation of 110/10 kV, by the reconstruction of electric part of substation. On the basis of the conducted calculations the optimal system of feed of this substation was chosen and her power is megascopic due to substituting of existent transformers by more powerful. For flexibility of further modernisation to substation modern sectional KTP is used, and on the side of 10 kV cell with vacuum switches that is set in KTP. Also there were the considered questions of relay defence of substation and lines. Except it the chart of ASCME is worked out on the base of meter «Alpha» and it is suggested to enter CAS of calculation with consumers.
Основною метою роботи є розробка, та впровадження заходів для забезпечення безперебійної роботи обладнання трансформаторної підстанції 110/10 кВ, шляхом реконструкції електричної частини підстанції. На основі проведених розрахунків було вибрано оптимальну систему живлення даної підстанції та збільшено її потужність за рахунок заміни існуючих трансформаторів на потужніші. Для гнучкості подальшої модернізації підстанції використані сучасні блокові КТП, а на стороні 10 кВ комірки з вакуумними вимикачами, що встановлюються у ЗРП. Також були розглянуті питання релейного захисту підстанції та відходячих ліній. Крім цього розроблено схему АСКОЕ на базі лічильника «Альфа» та запропоновано запровадити автоматизовану систему розрахунку зі споживачами.
ВСТУП 7 1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 11 1.1 Характеристика електричних навантажень та існуючої мережі 110 кВ в районі розміщення ПС 110/10 кВ 11 1.1.1 Електричні навантаження споживачів ПС 110/10 кВ 11 1.1.2 Існуюча мережа електропостачання споживачів в районі розміщення ПС 110/10 кВ 12 1.2 Переваги та характеристика блокових комплектних трансформаторних підстанцій КТПБ(М) 12 1.3 Загальна характеристика комплектних розподільчих пристроїв К-63 20 2 НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА 26 2.1 Структура втрат електроенергії 26 2.2 Заходи по зниженню втрат електричної енергії в міських електричних мережах 29 3 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 33 3.1 Технічні рішення модернізації ПС 110 кВ і живлячих ПЛ 110 кВ 33 3.1.1 Варіанти схеми зовнішнього електропостачання 33 3.1.2 Вибір силових трансформаторів 33 3.1.3 Вибір схеми підстанції 35 3.1.4 Технічні рішення по будівництву ПЛ 110 кВ 37 3.2 Вибір перерізу проводів 37 3.3 Розрахунок струмів короткого замикання 39 3.3.1 Вибір і складання розрахункової схеми електричної мережі і схеми заміщення 40 3.3.2 Розрахунок параметрів елементів схеми заміщення 42 3.3.3 Визначення струмів при симетричному трифазному КЗ 45 4 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА 51 4.1 Вибір високовольтного обладнання 51 4.1.1 Вибір трансформаторів власних потреб підстанції 52 4.1.2 Вибір комірок РП–110 і РП–10 53 4.1.3 Вибір вимикачів 54 4.1.4 Вибір роз'єднувачів 56 4.1.5 Вибір обмежувачів перенапруг 56 4.1.6 Вибір шин 57 4.1.7 Вибір ізоляторів 59 4.1.8 Вибір вимірювальних трансформаторів струму 59 4.1.9 Вибір вимірювальних трансформаторів напруги 62 4.2 Розрахунок релейного захист та автоматики 63 4.2.1 Джерела оперативного струму 64 4.2.2 Захист і автоматика трансформаторів 16 МВА 64 4.2.3 Захист і автоматика секційних вимикачів 10 кВ 65 4.2.4 Захист трансформаторів власних потреб і трансформаторів дугогасильних котушок 65 4.2.5 Захист і автоматика ліній 10 кВ 66 4.3 Облік електричної енергії 71 5 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА 73 5.1 Автоматизована система розрахунку з промисловими споживачами 73 5.2 Автоматизована система розрахунку зі споживачами побутового сектора 77 5.3 Нові ефективні системи розрахунків зі споживачами електроенергії 80 6 ОБГРУНТУВАННЯ ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ 82 6.1 Техніко-економічне порівняння схем підстанції 110/10 кВ 82 6.2 Визначення показників економічної ефективності капіталовкладень для вибраного варіанту 86 7 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 91 7.1 Охорона праці і техніка безпеки при обслуговуванні електрообладнання підстанції 91 7.2 Розрахунок заземлення 92 7.3 Шляхи і способи підвищення стійкості роботи об'єктів енергетики 95 8 ЕКОЛОГІЯ 97 8.1 Заходи по дотриманні природоохоронних вимог 97 8.2 Джерела електромагнітного забруднення довкілля та їх вплив на навколишнє середовище 98 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ДО ДИПЛОМНОЇ РОБОТИ 100 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 101

підвищення надійності роботи трансформаторної підстанції 110/35/10 кВ. Проведений огляд різних виробників мікропроцесорних пристроїв релейного захисту і автоматики, які використовуються для захисту трансформатора і автотрансформатора. Проведені вибір і перевірка основного силового і комутаційного обладнання. Розрахований релейний захист трансформатора із застосуванням мікропроцесорного пристроїв релейного захисту і автоматики. Визначені вартість реалізації проекту, термін окупності, чистий дисконтований доход та індекс дохідності за розрахунковий період.
The primary purpose of work are an analysis and development of technical measures of increase of reliability of work of transformer substation of 110/35/10 кВ. Conducted review of different producers of microprocessor devices of relay defence and automation, that is used for defence of transformer and autotransformer. A choice and verification of basic power and interconnect equipment are conducted. Expected relay defence of transformer with application microprocessor devices of relay defence and automation. The cost of realization of project, term of recoupment, net discounted profit and index of дохідності, is certain for calculation period.
ВСТУП 8 1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 11 1.1 Поняття МПП РЗА. Їх особливості, переваги і недоліки 11 1.2 Огляд різних виробників МПП РЗА, які використовуються для захисту трансформаторів і автотрансформаторів 15 1.2.1 МПП РЗА, які використовуються для захисту трансформаторів і автотрансформаторів виробництва ТОВ «АББ Автоматизація» 15 1.2.2 МПП РЗА, які використовуються для захисту трансформаторів і автотрансформаторів виробництва «Шнайдер електрик» 19 1.2.3 МПП РЗА, які використовуються для захисту трансформаторів і автотрансформаторів виробництва НПП «ЭКРА» 21 1.2.4 МПП РЗА, які використовуються для захисту трансформаторів виробництва НТЦ «Механотроніка» 24 1.2.5 МПП РЗА, які використовуються для захисту трансформаторів виробництва НПФ «РАДІУС» 27 2 НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА 31 2.1 Дистанційний захист. Призначення і принцип дії 31 2.2 Характеристики витримки часу дистанційних захистів 34 2.3 Структурна схема дистанційного захисту зі ступінчатою характеристикою 35 3 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 40 3.1 Вибір числа і потужності трансформаторів зв'язку 40 3.2 Визначення кількості ліній на всіх напругах 41 3.3.1 Визначення кількості ліній на високій стороні 41 3.3.2 Визначення кількості ліній на середній стороні 42 3.3.3 Визначення кількості ліній на низькій стороні 42 3.3 Вибір схем розподільних пристроїв (РП) 42 3.4 Розрахунок власних потреб проектованої підстанції 43 3.4.1 Складання таблиці споживачів власних потреб 43 3.4.2 Вибір трансформаторів власних потреб 45 3.4.3 Схема власних потреб підстанції 46 3.5 Розрахунок струмів короткого замикання 46 3.5.1 Початкові дані для розрахунку струмів короткого замикання 47 3.5.2 Визначення опорів елементів схеми заміщення 48 3.5.3 Розрахунок струмів короткого замикання в точці К1 51 3.5.4 Розрахунок струмів короткого замикання в точках К2 і К3 54 4 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА 56 4.1 Вибір вимикачів 56 4.1.1 Вибір вимикачів на РП 110 кВ 58 4.1.2 Вибір вимикачів на РП 35 кВ 59 4.1.3 Вибір вимикачів на РП 10 кВ 59 4.2 Вибір роз'єднувачів 61 4.2.1 Вибір роз'єднувачів на РП 110 кВ 62 4.2.2 Вибір роз'єднувачів на РП 35 кВ 63 4.3 Вибір вимірювальних трансформаторів струму і трансформаторів напруги 64 4.3.1 Вибір вимірювальних трансформаторів струму і напруги на РП 110 кВ 66 4.3.2 Вибір вимірювальних трансформаторів струму і напруги на РП 35 кВ 68 4.3.3 Вибір вимірювальних трансформаторів струму і напруги на РП 10 кВ 70 4.4 Вибір струмоведучих частин 73 4.4.1 Вибір струмоведучих частин на РП 110 кВ 73 4.4.2 Вибір струмоведучих частин на РП 35 кВ 75 4.4.3 Вибір струмоведучих частин на РП 10 кВ 75 4.5 Вибір конструкції РП 79 4.6 Розрахунок релейного захисту трансформатора із застосуванням МПУ РЗА виробництва НПП «ЭКРА» 81 4.6.1 Конфігурація терміналу БЭ2704 V041 82 4.6.2 Розрахунок ДЗТ 84 4.6.3 Розрахунок МСЗ з блокуванням по напрузі 89 4.6.4 Вибір уставок ПРВВ 94 4.6.5 Розрахунок захисту від перевантаження 94 4.6.6 Розрахунок блокування РПН 96 4.6.7 Розрахунок захисту від перегрівання 96 4.6.8 Газовий захист 97 4.6.9 Газовий захист перемикача РПН 98 5 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА 99 5.1 Визначення оптимальної ємності конденсаторних батарей 99 5.2 Оптимальний режим роботи КУ на шинах 10 кВ ПС 101 5.3 Оцінка ефективності компенсації реактивної потужності на ПС 104 6 ОБГРУНТУВАННЯ ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ 11110 6.1 Визначення вартості розробки проекту 110 6.2 Визначення вартості реалізації проекту 111 6.3 Витрати на експлуатацію підстанції 113 6.3.1 Розрахунок облікової чисельності працівників підстанції 113 6.3.2 Розрахунок річного фонду заробітної плати працівників 115 6.3.3 Розрахунок річного фонду заробітної плати керівників по місячному окладу 116 6.3.4 Витрати на втрати електроенергії 117 6.3.5 Визначення витрат на експлуатацію підстанції 118 6.4 Розрахунок собівартості передачі електроенергії 118 6.5 Визначення терміну окупності 119 6.6 Аналіз результатів 121 7 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 122 7.1 Дія електричного струму на організм людини та заходи щодо зниження небезпеки ураження працівників 122 7.2 Розрахунок заземлення підстанції 110/35/10 кВ 123 7.3 Підвищення стійкості роботи об’єктів енергетики під час надзвичайних ситуацій техногенного та природного характеру 127 8 ЕКОЛОГІЯ 129 8.1 Заходи із дотримання природоохоронних вимог 129 7.2 Джерела електромагнітного забруднення довкілля та їх вплив на навколишнє середовище 130 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ДО ДИПЛОМНОЇ РОБОТИ 132 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 133

Основною метою роботи є аналіз та розробка заходів зниження втрат електричної енергії в системі електропостачання підприємства обробки деревини. У дипломній роботі проведено розрахунок електричних навантажень по заводу та на основі отриманих даних побудовано картограму електричних навантажень і графік електричних навантажень. За результатами розрахунків було вибрано місце розташування ГПП і вибрано кількість та потужність силових трансформаторів. Також було вибрано схему внутрішньозаводського електропостачання та розраховано потужність цехових трансформаторних підстанцій та розподільчих пунктів. В ході виконання дипломного проекту були проведені розрахунки реактивної потужності, яка підлягає компенсації, був проведений вибір вимикачів, роз'єднувачів, трансформаторів струму, трансформаторів власних потреб підстанції, ОПН, засобів релейного захисту.
The primary purpose of work are an analysis and development of measures of decline of losses of electric energy in the system of power supply of enterprise of treatment of wood. In diploma work the calculation of the electric loading is conducted on a plant and on the basis of the obtained data картограму of the electric loading and graphic arts of the electric loading is built. On results calculations the place of location of ГПП was chosen and an amount and power of power transformers are chosen. The chart of inside factory power supply was also chosen and power of workshop transformer substations and distributive points is expected. During implementation of diploma project there were the conducted calculations of reactive-power that is subject to indemnification, there was the conducted choice of switches, disconnectors, transformers of current, transformers of own necessities of substation, facilities of relay defence.
ВСТУП 7 1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 10 1.1 Втрати електричної енергії в системі електроспоживання 10 1.2 Цехові електричні мережі напругою до 1000 В 11 1.3 Схеми електричних мереж напругою до 1000 В 11 1.4 Конструктивне виконання цехових мереж та підстанцій 12 1.5 Облік електричної енергії 14 1.6 Коротка характеристика підприємства 17 2 НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА 19 2.1 Втрати електричної енергії в системі електроспоживання 19 2.2 Цехові електричні мережі напругою до 1000 В 22 3 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 29 3.1 Розрахунок електричних навантажень 29 3.1.1 Вибір напруги внутрішньозаводського електропостачання 29 3.1.2 Розрахунок освітлювального навантаження 29 3.1.3 Розрахунок силових навантажень 32 3.2 Картограма навантажень і визначення умовного центру електричних навантажень 35 3.3.1 Загальні відомості 35 3.3.2 Визначення центру електричних навантажень 38 3.3 Побудова графіків електричних навантажень 39 4 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА 44 4.1 Вибір числа і потужності трансформаторів ГПП 44 4.1.1 Основні положення 44 4.1.2 Вибір трансформаторів головної понижувальної підстанції 44 4.2 Вибір схеми внутрішнього електропостачання 48 4.3 Вибір числа і потужності цехових трансформаторів 48 4.3.1 Основні положення 48 4.3.2 Вибір цехових трансформаторів 50 4.4 Компенсація реактивної потужності 51 4.4.1 Вибір потужності конденсаторних батарей в мережі до 1 кВ 51 4.4.2 Вибір потужності конденсаторних батарей в мережі 10 кВ 52 4.5 Розрахунок струмів короткого замикання 53 4.6 Вибір основних елементів схеми електропостачання напругою вище 1 кВ 56 4.6.1 Вибір комутаційного обладнання 56 4.6.2 Вибір шин на головній понижувальній підстанції 59 4.6.4 Вибір трансформатора напруги 61 4.6.5 Вибір кабельних мереж 10 кВ 62 4.6.6 Вибір трансформатора власних потреб 65 4.7 Розрахунок цехової низьковольтної мережі 67 4.7.1 Розрахунок струмів короткого замикання в мережі напругою до 1000 В 67 4.7.2 Вибір обладнання в мережі напругою до 1000 В 71 4.7.3 Розрахунок занулення 73 4.8 Релейний захист і автоматика 74 4.8.1 Релейний захист трансформаторів головної понижувальної підстанції 74 4.8.2 Газовий захист 74 4.8.3 Поздовжній диференціальний струмовий захист 75 4.8.4 Струмова відсічка 78 4.8.5 Захист від багатофазних коротких замикань на стороні низької напруги 79 4.8.6 Резервний захист від міжфазних коротких замикань 80 4.8.7 Захист від перевантажень 81 4.8.8 Захист трансформаторів цехових підстанцій 82 4.8.9 Автоматика 83 5 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА 84 5.1 Автоматичний захист асинхронного двигуна від перевантаження і нагріву 84 5.1.1 Пристрої вбудованого температурного захисту 84 5.1.2 Пристрій ЗОУП-25 87 5.1.3 Універсальний блок захисту асинхронних електродвигунів УБЗ-301 89 6 ОБГРУНТУВАННЯ ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ 91 6.1 Визначення капітальних вкладень 91 6.2 Визначення річних експлуатаційних витрат 92 6.3 Складання кошторису електроенергетичних витрат 94 6.4 Розрахунок поточних витрат на обслуговування електроустаткування 99 7 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 102 7.1 Аналіз небезпечних і шкідливих виробничих чинників 102 7.2 Заходи по зниженню негативної дії небезпечних і шкідливих виробничих чинників 105 7.3 Підвищення стійкості функціонування організацій в надзвичайних ситуаціях 108 8 ЕКОЛОГІЯ 110 8.1 Актуалність охорони навколишнього середовища 110 8.2 Заходи по зниженню шумового забруднення довкілля 111 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ДО ДИПЛОМНОЇ РОБОТИ 113 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 114

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.14.02 - Електричні станції, мережі і системи (141 – Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Дисертація присвячена розв'язанню актуальної науково-прикладної задачі у галузі блискавко захисту повітряних ліній електропередавання із захищеними проводами середніх класів напруги від прямих ударів блискавки. В роботі експериментально доведено, що захищені проводи рідше вражаються прямими ударами блискавки, ніж неізольовані проводи. Це пов'язано з захисною оболонкою захищених проводів, оскільки умови виникнення зустрічного лідеру значно ускладнюються, то і зона захоплення блискавки значно зменшується. Діючі методики розрахунку кількості прямих ударів блискавки не враховують тип проводу на ПЛ, що призводить до не коректних розрахунків кількості прямих ударів блискавки, і, як наслідок, кількості вимкнень лінії. Отримані результати дозволили створити новий підхід до блискавкозахисту ПЛ з захищеними проводами, створити комбіновану лінію електропередавання. Ця лінія містить в своїй конструкції захищені проводи і неізольований провід, який виконує роль блискавкозахисного дроту. Створена модель комбінованої лінії була експериментально перевірена, жодного удару блискавки в захищені проводи зафіксовано не було.
Dissertation for the degree of candidate of technical sciences (doctor of philosophy) in specialty 05.14.02 - Electric power stations, networks and systems (141 – Power engineering, electrical engineering and electromechanics). – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2018. The thesis is devoted to the solution of the current scientific and applied problem in the field of lightning protection of overhead transmission lines with protected wires of medium voltage classes from direct lightning strikes. In the work it has been experimentally proved that the protected wires are less likely to be struck by direct lightning strikes than bare wires. This is due to the protective envelope of the protected wires, since the conditions for the appearance of the oncoming streamer are significantly more complicated, then the lightning capture zone is significantly reduced. The current methods for calculating the number of direct lightning strikes do not take into account the type of wire on the overhead line, which leads to incorrect calculations of the number of direct lightning strikes, and, as a consequence, the number of line outages. The obtained results made it possible to create a new approach to lightning protection of overhead lines with protected wires, to create a combined power transmission line. This line contains in its design protected wires and bare wire, which acts as a lightning protection cable. The created model of the combined line was experimentally tested, not a single lightning strike into the protected wires was recorded.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.14.02 - Електричні станції, мережі і системи (141 – Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Дисертація присвячена розв'язанню актуальної науково-прикладної задачі у галузі блискавко захисту повітряних ліній електропередавання із захищеними проводами середніх класів напруги від прямих ударів блискавки. В роботі експериментально доведено, що захищені проводи рідше вражаються прямими ударами блискавки, ніж неізольовані проводи. Це пов'язано з захисною оболонкою захищених проводів, оскільки умови виникнення зустрічного лідеру значно ускладнюються, то і зона захоплення блискавки значно зменшується. Діючі методики розрахунку кількості прямих ударів блискавки не враховують тип проводу на ПЛ, що призводить до не коректних розрахунків кількості прямих ударів блискавки, і, як наслідок, кількості вимкнень лінії. Отримані результати дозволили створити новий підхід до блискавкозахисту ПЛ з захищеними проводами, створити комбіновану лінію електропередавання. Ця лінія містить в своїй конструкції захищені проводи і неізольований провід, який виконує роль блискавкозахисного дроту. Створена модель комбінованої лінії була експериментально перевірена, жодного удару блискавки в захищені проводи зафіксовано не було.
Dissertation for the degree of candidate of technical sciences (doctor of philosophy) in specialty 05.14.02 - Electric power stations, networks and systems (141 – Power engineering, electrical engineering and electromechanics). – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2018. The thesis is devoted to the solution of the current scientific and applied problem in the field of lightning protection of overhead transmission lines with protected wires of medium voltage classes from direct lightning strikes. In the work it has been experimentally proved that the protected wires are less likely to be struck by direct lightning strikes than bare wires. This is due to the protective envelope of the protected wires, since the conditions for the appearance of the oncoming streamer are significantly more complicated, then the lightning capture zone is significantly reduced. The current methods for calculating the number of direct lightning strikes do not take into account the type of wire on the overhead line, which leads to incorrect calculations of the number of direct lightning strikes, and, as a consequence, the number of line outages. The obtained results made it possible to create a new approach to lightning protection of overhead lines with protected wires, to create a combined power transmission line. This line contains in its design protected wires and bare wire, which acts as a lightning protection cable. The created model of the combined line was experimentally tested, not a single lightning strike into the protected wires was recorded.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.01 "Електричні машини й апарати" (14 – Електрична інженерія) – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", м. Харків, 2020 р. Дисертаційна робота присвячена удосконаленню системи форсованого керування моностабільного електромагніта вакуумного контактора низької напруги за допомогою електронної системи для підвищення надійності (безвідмовності) роботи і терміну служби пристрою при експлуатації та на удосконалення конструкцій газорозподільних клапанів ракет-носіїв в умовах форсованих режимів за рахунок обґрунтованих технічних рішень та рекомендацій. Для досягнення зазначеної мети були поставлені задачі: – провести огляд та аналіз конструкцій вакуумних контакторів низької напруги та їх систем форсованого керування з пусковими та утримуючими шунтовими обмотками; – провести огляд та аналіз конструкцій газорозподільних клапанів ракет-носіїв; – провести експериментальні дослідження процесів у базовому електромеханічному пристрої (системі) форсованого керування з пусковими та утримуючими шунтовими обмотками моностабільним електромагнітом вакуумного контактора; – дослідити і удосконалити математичну модель динаміки форсованої електромагнітної системи вакуумних контакторів; – дослідити і удосконалити математичну модель стаціонарного нагріву шунтових обмоток вакуумних контакторів; – дослідити і удосконалити математичну модель форсованого нагріву шунтової обмотки газорозподільних клапанів ракет-носіїв; – удосконалити пристрій для форсованого керування з пусковими та утримуючими шунтовими обмотками моностабільним електромагнітом вакуумного контактора та провести експериментальні дослідження процесів в ньому. Об’єкт дослідження – електромагнітні, теплові стаціонарні і нестаціонарні процеси у колах шунтових обмоток моностабільних електромагнітів та колах пристрою форсованого керування цими обмотками. Предмет дослідження – пристрій для форсованого керування моностабільним електромагнітом вакуумними контакторами; моностабільний електромагніт газорозподільних клапанів ракет-носіїв. Методи дослідження. Комп’ютерне математичне моделювання перехідних електромагнітних механічних та теплових процесів у моностабільному електромагніті вакуумних контакторів та в шунтових обмотках газорозподільних клапанів ракет-носіїв з урахуванням особливостей їх роботи проводиться із застосуванням математичного пакету Maple, що дозволяє прискорити процес моделювання, виконувати громіздкі перетворення та отримати результати комп’ютерного моделювання в зручній табличній і / або графічній формі. Чисельне розв’язання диференційних рівнянь в часткових похідних проводиться у програмах, написаних здобувачем, результати яких були перевірені експериментально. В роботі отримані такі наукові результати. У дисертаційній роботі вирішено науково-практичну задачу з удосконалення системи форсованого керування моностабільного електромагніта вакуумного контактора низької напруги за допомогою електронної системи для підвищення надійності (безвідмовності) роботи і терміну служби пристрою при експлуатації та на удосконалення конструкцій газорозподільних клапанів ракет-носіїв в умовах форсованих режимів за рахунок обґрунтованих технічних рішень та рекомендацій. Проведено аналіз існуючих конструкцій вакуумних контакторів низьких напруг. Виявлено, що для зменшення їхніх розмірів, споживаної потужності, й для підвищення швидкодії та надійності у контакторах застосовують системи форсованого керування з пусковими та утримуючими шунтовими обмотками, а також ряд недоліків таких систем керування. Досліджена та проаналізована найбільш поширена (базова) система форсованого керування з пусковими та утримуючими шунтовими обмотками вакуумними контакторами за умови живлення від різних джерел електричної енергії, а також надано рекомендації щодо удосконалення цієї системи з метою усунення недоліків, які виникають під час роботи. Удосконалено математичну модель динаміки електромагніта у складі системи форсованого керування вакуумними контакторами, яка представляє собою систему диференційних рівнянь для нестаціонарних процесів у механічній системі, а також у магнітному та електричному колах форсованої електромагнітної системи. Застосування моделі дозволило враховувати взаємодію електромагніта з пристроєм керування під час спрацьовування вакуумного контактора, визначити необхідні параметри системи, встановити взаємозв’язок і вплив параметрів приводу та актуатора на динамічні характеристики системи, встановити час спрацьовування електромагніта та інтервал часу роботи таймера. Науково обґрунтовано характер протікання динамічних процесів у форсованій електромагнітній системі під час спрацьовування вакуумного контактора, що дало можливість підвищити ефективність його роботи. Удосконалено математичну модель стаціонарного нагріву шунтових обмоток електромагнітів в складних системах форсованого керування вакуумними контакторами. Вона враховує особливості теплообміну між обмотками, теплопередачі від обмоток в магнітопровід і навколишнє середовище з урахуванням пульсацій струмів, та інших особливостей роботи електромагнітів в форсованих електромагнітних системах. Розроблено алгоритм розрахунку стаціонарного нагріву шунтових обмоток електромагнітів, що працюють в форсованих електромагнітних системах вакуумних контакторів. Удосконалено математичну модель і алгоритм розрахунку форсованого нагріву шунтової обмотки електромагнітів постійного струму газорозподільних клапанів ракет-носіїв та проаналізовано значні перепади температур в обмотці та вплив на нагрів об’єктів, що оточують обмотку. Досліджена та проаналізована удосконалена напівпровідникова система форсованого керування з пусковими та утримуючими шунтовими обмотками вакуумними контакторами за умови живлення від різних джерел електричної енергії, а також надано рекомендації щодо практичної реалізації цієї системи. Результати дослідження були апробовані на макетах та дослідних зразках, які підтвердили отримані рекомендації та висновки і в подальшому використовувались при розробці вакуумних контакторів КВТн-250/1.14 НВП "Електродинаміка" з напівпровідниковим пристроєм форсованого керування моностабільним електромагнітом. Матеріали дисертаційної роботи використовуються в навчальному процесі НТУ "ХПІ" в дисципліні "Електричні апарати" для студентів спеціальності "141 – електроенергетика, електротехніка та електромеханіка" (спеціалізації 141.07 "Електричні апарати" та 141.08 "Електропобутова техніка"), курсових проектах, дипломному проектуванні та науково-дослідних роботах, що проводяться на кафедрі електричних апаратів. Дисертаційна робота виконана на кафедрі електричних апаратів в рамках договору з ТОВ "АВМ Ампер", м. Кременчук, про науково-технічне співробітництво та наукове консультування за темою "Удосконалення вакуумних комутаційних апаратів" (№ 33/227-2019), а також ініціативної науково-дослідної роботи Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" К3301 "Удосконалення вакуумних комутаційних апаратів" (ДР №0119U002552), де здобувач була виконавцем окремих розділів.
Dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences in specialty 05.09.01 "Electric Machines and Apparatus" (14 – Electrical Engineering) – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2020. The dissertation is devoted to the improvement of the forced control system of the low voltage vacuum contactor monostable electromagnet with the help of the electronic system in particular regarding increase of the reliability (failure-free operation) and service life of the device, and also improvement of the designs of the gas distribution valves of launch vehicles in the conditions of the forced modes due to the proved technical solutions and recommendations. To achieve this goal the following tasks are set: – to review and analyze the designs of low voltage vacuum contactors and their forced control systems with starting and holding shunt windings; – to review and analyze the designs of gas distribution valves of launch vehicles; – to conduct experimental studies of processes in the basic electromechanical device (system) of forced control with starting and holding shunt windings for a monostable electromagnet of a vacuum contactor; – to investigate and improve the mathematical model of the dynamics of the forced electromagnetic system of vacuum contactors; – to investigate and improve the mathematical model of stationary heating of shunt windings of vacuum contactors; – to investigate and improve the mathematical model of forced heating of the shunt winding of the gas distribution valves of launch vehicles; – to improve the device for forced control with starting and holding shunt windings for a monostable electromagnet of a vacuum contactor and to carry out experimental investigations of processes in it. The object of research – electromagnetic, thermal stationary and transient processes in the circuits of shunt windings of monostable electromagnets and circuits of the device of forced control of these windings. The subject of research – a device for forced control of a monostable electromagnet of vacuum contactors; monostable solenoid of gas distribution valves of launch vehicles. Research methods. Computer mathematical modelling of transient electromagnetic mechanical and thermal processes in a monostable electromagnet of vacuum contactors and in shunt windings of gas distribution valves of launch vehicles taking into account the peculiarities of their operation is performed using the mathematical computer code Maple which allows to speed up the simulation process, perform cumbersome transformations and obtain computer simulation results in a convenient tabular and/or graphical form. Numerical solution of partial differential equations is performed using codes written by the applicant, the results of which have been validated experimentally. The following scientific results are obtained in the work. In the dissertation work the scientific and practical problem on improvement of system of forced control of a monostable electromagnet of a low voltage vacuum contactor using an electronic system in particular on increase of reliability (failure -free operation) and service life of the device, and also improvement of designs of the gas distribution valves of launch vehicles in the conditions of the forced modes due to the proved technical solutions and recommendations is solved. The analysis of existing designs of low voltage vacuum contactors is carried out. It was found that to reduce their size and power consumption, as well as to increase the speed and reliability of the contactors, forced control systems with starting and holding shunt windings are used. A number of shortcomings of such control systems have been identified. The most widespread (basic) system of forced control with starting and holding shunt windings for vacuum contactors at power supply from various sources of electric power is investigated and analyzed, recommendations on its improvement for elimination of shortcomings which arise during operation are given. The mathematical model of electromagnet dynamics as a part of the system of forced control of vacuum contactors is improved, which is a system of differential equations for transient processes in the mechanical system, as well as in the magnetic and electrical circuits of the forced electromagnetic system. The application of the model allowed to take into account the interaction of the electromagnet with the control device during the operation of the vacuum contactor, to determine the necessary system parameters, to establish the relationship and influence of drive and actuator parameters on the dynamic characteristics of the system, to determine the duration of operation of the electromagnet and the operation time interval of the timer. The nature of the dynamic processes in the forced electromagnetic system during the operation of the vacuum contactor is scientifically substantiated, which made it possible to increase the efficiency of its operation. A mathematical model of stationary heating of shunt windings of electromagnets in complex systems of forced control of vacuum contactors is improved. It takes into account the peculiarities of heat exchange between the windings, heat transfer from the windings to the magnetic circuit and the environment, taking into account the pulsations of currents and other features of electromagnets operation in forced electromagnetic systems. An algorithm for calculating the stationary heating of shunt windings of electromagnets operating in forced electromagnetic systems of vacuum contactors has been developed. The mathematical model and algorithm for calculating the forced heating of the shunt winding of the DC electromagnets of the gas distribution valves of launch vehicles are improved and significant temperature differences in the winding and the effect on the heating of objects surrounding the winding are analyzed. The improved semiconductor system of forced control with starting and holding shunt windings for vacuum contactors at power supply from various sources of electric power is investigated and analyzed, recommendations concerning its practical realization are given. The results of investigations are tested on models and prototypes that confirmed the recommendations and conclusions and are used in the development of vacuum contactors KVTn-250/1,14 of Research and Production Enterprise "Electrodynamics" with a semiconductor device for forced control of a monostable electromagnet. The materials of the dissertation are used in the educational process of NTU "KhPI" in the discipline "Electrical Apparatus" for students of specialty "141 – Electrical Power Engineering, Electrical Engineering and Electromechanics" (specializations "141.07 Electrical Apparatus" and "141.08 Electrical Household Appliances"), course projects, diploma theses and research work conducted at the Department of Electrical Apparatus. The dissertation has been performed at the Department of Electrical Devices under the agreement with "ABM Ampere" LLC, Kremenchuk on scientific and technical cooperation and scientific advising on the subject "Improvement of vacuum switching devices" (No. 33/227-2019) where the applicant was the executor of certain sections; initiative research work of the National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" K3301 "Improvement of vacuum switching devices" (State registration No. 0119U002552) where the applicant was the executor of certain sections.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.01 – електричні машини й апарати. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", м. Харків, 2020 р. Дисертаційна робота присвячена удосконаленню системи форсованого керування моностабільного електромагніта вакуумного контактора низької напруги за допомогою електронної системи для підвищення надійності (безвідмовності) роботи і терміну служби пристрою при експлуатації, а також удосконаленню конструкцій газорозподільних клапанів ракетносіїв в умовах форсованих режимів за рахунок обґрунтованих технічних рішень та рекомендацій. Розглянута та досліджена електромеханічна система форсованого керування з пусковими та утримуючими шунтовими обмотками моностабільним електромагнітом серійного триполюсного вакуумного контактора КВТн-250/1,14 науково-виробничого підприємства "Електродинаміка". Запропоновано напівпровідникову систему форсованого керування. Удосконалено і досліджено математичну модель динаміки форсованої електромагнітної системи; математичну модель стаціонарного нагріву шунтових обмоток вакуумних контакторів та математичну модель форсованого нагріву шунтової обмотки газорозподільних клапанів ракетносіїв. Розроблено дослідний зразок напівпровідникового пристрою форсованого керування моностабільним електромагнітом вакуумного контактора та проведено експериментальні дослідження процесів в ньому.
Dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences in specialty 05.09.01 –Electric Machines and Apparatus. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2020. The dissertation is devoted to the improvement of the forced control system of the low voltage vacuum contactor monostable electromagnet with the help of the electronic system in particular regarding increase of the reliability (failure-free operation) and service life of the device, and also improvement of the designs of the gas distribution valves of launch vehicles in the conditions of the forced modes due to the proved technical solutions and recommendations. The electromechanical system of forced control with starting and holding shunt wind-ings for a monostable electromagnet of serial three-pole vacuum contactor KVTn-250/1,14 of Research and Production Enterprise "Electrodynamics" is considered and experimental investigations of processes in it are carried out. An improved semiconductor system of forced control is proposed. The mathematical model of the dynamics of the forced electro-magnetic system of vacuum contactors is improved and investigated. The mathematical model of stationary heating of shunt windings of vacuum contactors is improved and inves-tigated. The mathematical model of forced heating of the shunt winding of the gas distribu-tion valves of launch vehicles is improved and investigated. A prototype of a semiconductor device of forced control for a monostable electromagnet of a vacuum contactor is developed and experimental studies of processes in it are carried out.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 – електричні станції, мережі і системи – Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Київ, 2018. Дисертація присвячена науково-прикладній проблемі – пошуку винуватців гармонічних спотворень в електричних мережах та підвищенню якості електроенергії шляхом створення системи діагностики і контролю на базі АСКОЕ. Обґрунтовано використання технології розподілених вимірювань для пошуку винуватців спотворень. Розроблено модифікацію методу гармонічного аналізу для підвищення достовірності визначення джерел спотворення. На підставі результатів досліджень запропоновано методи розподілу компенсаційних виплат між елементами електричної мережі та абонентами, що споживають потужність вищих гармонік. Розроблено ряд рекомендацій щодо практичного застосування результатів дисертаційної роботи. Запропоновано метод непрямого контролю температури кабельних ліній.
Thesis for the PhD degree in technical sciences, Specialty 05.14.02 – power plants and electric power complexes. National technical university of Ukraine "Kyiv polytechnic institute", Kyiv, 2019. The thesis is oriented to the scientific and applied problem - harmonic distortion sources detection in distribution systems (DS), improving the electromagnetic compatibility of electrical equipment, increasing the reliability of electric power supply by creating a diagnostic and control system. The use of distributed measurements to distortions source detection is justified. A modification of the method of harmonic analysis is developed to increase the reliability of distortions sources detection. Based on the study’s results, methods for distributing compensation payments between DS`s subjects that consume harmonics power are proposed. A number of recommendations on the practical application of the results of the thesis work have been developed. A method for indirect monitoring of the temperature of cable lines is proposed.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 – електричні станції, мережі і системи – Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Київ, 2018. Дисертація присвячена науково-прикладній проблемі – пошуку винуватців гармонічних спотворень в електричних мережах та підвищенню якості електроенергії шляхом створення системи діагностики і контролю на базі АСКОЕ. Обґрунтовано використання технології розподілених вимірювань для пошуку винуватців спотворень. Розроблено модифікацію методу гармонічного аналізу для підвищення достовірності визначення джерел спотворення. На підставі результатів досліджень запропоновано методи розподілу компенсаційних виплат між елементами електричної мережі та абонентами, що споживають потужність вищих гармонік. Розроблено ряд рекомендацій щодо практичного застосування результатів дисертаційної роботи. Запропоновано метод непрямого контролю температури кабельних ліній.
Thesis for the PhD degree in technical sciences, Specialty 05.14.02 – power plants and electric power complexes. National technical university of Ukraine "Kyiv polytechnic institute", Kyiv, 2019. The thesis is oriented to the scientific and applied problem - harmonic distortion sources detection in distribution systems (DS), improving the electromagnetic compatibility of electrical equipment, increasing the reliability of electric power supply by creating a diagnostic and control system. The use of distributed measurements to distortions source detection is justified. A modification of the method of harmonic analysis is developed to increase the reliability of distortions sources detection. Based on the study’s results, methods for distributing compensation payments between DS`s subjects that consume harmonics power are proposed. A number of recommendations on the practical application of the results of the thesis work have been developed. A method for indirect monitoring of the temperature of cable lines is proposed.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.03 – системи та процеси керування. – Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка. – Харків, 2015. Дисертацію присвячено вирішенню проблеми підтримки прийняття рішень і оцінки їх ефективності в системі керування якістю процесу розподілу електричної енергії при неоднорідних режимах роботи в умовах невизначеності. Для підвищення ефективності керування процесом розподілу електричної енергії розроблено методи оцінки неоднорідних режимів роботи СКРЕ з урахуванням несиметрії, що носить стохастичний або детермінований характер. З метою ідентифікації неоднорідних режимів внаслідок несинусоїдальних спотворень напруги в СКРЕ розроблено метод, що базується на використанні вейвлет-аналізу та нейронної мережі, і дозволяє розпізнати образ спотвореного сигналу напруги. Досліджено, що вейвлет Paul дозволяє виділити різні спотворення напруги та отримати частотні компоненти і їх положення на часовій осі одночасно. Розроблено метод підтримки прийняття рішення з рівномірного розподілу електроприймачів в СКРЕ з використанням генетичних алгоритмів, який дозволяє вибрати Парето-оптимальні рішення за рівнем зниження втрат і кількості перекомутацій. Також розроблено метод прийняття рішень в СКРЕ по рівномірному розподілу електроприймачів на базі нейронної мережі, який використовує математичні сподівання струмів в максимум навантаження за сезон, що дозволяє знизити додаткові втрати електричної енергії. З метою оцінки функціонування системи керування якості процесу розподілу електричної енергії в умовах невизначеності розроблено метод, який в нечіткому вигляді оцінює ступінь відповідності показників якості нормам та дозволяє відслідковувати зміну якості електричної енергії навіть, якщо основні показники не виходять за межі допустимих значень.
Dissertation for scientific degree of doctor of technical sciences on specialty 05.13.03 – management of systems and processes. – Kharkiv Petro Vasylenko National Technical University of Agriculture. – Kharkiv, 2015. The thesis is devoted to the problem solving of decision-making supporting and valuing their effectiveness in the system of quality management process of distribution of electric power in heterogeneous modes under uncertainty. It was developed valuation methods heterogeneous operating mode of SOED, taking into account unsymmetric with stochastic or deterministic nature, in order to raise the effectiveness of process control of electrical energy distribution. With the purpose of identification of heterogeneous regimes as result of non-sinusoidal voltage distortion in SOED a method based on the wavelet analysis and neural network developed and it allows you to recognize a distorted image signal voltage. It was investigated that wavelet Paul can provide various voltage distortion and gain frequency components and their positions at the time axis simultaneously.It was worked out a method for decision support with a equal distribution of SOED using genetic algorithms, which allows you select the Pareto-optimal solutions in terms of reduction of losses and the quantitative re-strapping. Also, it was developed the method of decision-making in SOED by equal distribution of electro-based neural network that uses voltage average of distribution at the maximum loading per the season, thus reducing the additional losses of electricity.In order to assess the quality of the control system functioning of electricity distribution quality in terms of uncertainty it was developed the method, which evaluates a fuzzy extent accordance to standards and quality indicators to track change of electricity quality even if the major parameters do not exceed permissible values.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) зі спеціальності 05.14.02 – Електричні станції, мережі і системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Дисертація присвячена розв'язанню актуальної науково-прикладної задачі у галузі релейного захисту елементів електроенергетичних систем, що полягає у підвищенні ефективності дії релейного захисту збірних шин розподільчих установок. У роботі вдосконалено метод диференційно-фазного захисту шин, згідно з яким алгоритм порівняння фаз струмів застосовано у якості єдиного засобу забезпечення абсолютно селективної дії захисту в аварійних режимах, та запроваджено групу неконфігурованих параметричних уставок захисту, що сприяє зниженню ймовірності його неселективної дії через допущені персоналом помилки, а також, за рахунок оптимізації умов пуску та спрацювання захисту, підвищується їх успішність за внутрішніх коротких замикань, що дозволяє відмовитись від застосування окремого високочутливого органу захисту. Для поліпшення експлуатаційних характеристик та усунення режимних обмежень застосування пристроїв релейного захисту шин вдосконалено метод компенсації кутових похибок насичених трансформаторів струму у диференційно-фазному захисті шин в частині забезпечення подовження логічних імпульсів напруги, сформованих із напівхвиль спотворених струмів. Обрано робочі уставки параметрів налаштування диференційно-фазного захисту шин, а саме кута блокування ±φбл=900 та рівня формування імпульсів ±ір=(40-50)%·Іамп, за яких забезпечуватиметься його надійна та селективна дія в аварійних режимах. Проведено математичне і імітаційне моделювання поведінки диференційно-фазного захисту шин та лабораторні досліди його макетного зразку, що дозволило підтвердити адекватність розробленої моделі захисту, ефективність її алгоритмів та правильність обраних робочих уставок. Виконано аналіз техніко-економічних показників застосування диференційно-фазного захисту шин, на підставі якого визначені його переваги у порівнянні з пристроями диференційного струмового захисту шин та оцінені показники економічної ефективності його впровадження та експлуатації.
Dissertation for a candidate degree (PhD) in Engineering Sciences of the speciality 05.14.02 – Electric power stations, networks and systems. – National technical university "Kharkiv polytechnic institute", Kharkiv, 2018. The dissertation is devoted to the solution of the actual scientific and practical problem in the field of relay protection of electric power systems elements, which is to increase the efficiency of relay busbar protection of switchgears. In this work, the method of phasedifferential busbar protection has been improved, according to which the currents phases comparison algorithm is applied as the sole means of providing absolutely selective protection in emergency conditions, and a group of non-configured parametric settings is introduced that reduces the probability of its non-selective operation through mistakes made by the personnel, as well as due to optimization start and trip conditions of protection operation, its performance increases at internal faults, which allows to refuse the application a high-sensitive protection relay. In order to improve the performance and eliminate the regime limitation of the use of relay protection devices, the method of compensating angular errors of saturated current transformers in the phase-differential busbar protection in the part of ensuring the extension of logic voltage impulses formed from half-waves of distorted currents is improved. The working parameters of the phase-differential busbar protection have been selected, namely the blocking angle is 900 and the impulse formation level is (40-50)%·Іamp, which will ensure its reliable and selective operation in emergency conditions. The mathematical and simulation modeling of the phasedifferential protection behavior and laboratory experiments of its model was carried out, which allowed to confirm the adequacy of the developed model of protection, the efficiency of its algorithms and the correctness of the selected working settings. There were completed analysis of technical and economic indicators of the phase-differential busbar protection using, on the basis of which were determined its advantages compared with the devices of differential busbar protection and approximate estimates of the economic efficiency of its implementation and operation.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) зі спеціальності 05.14.02 – Електричні станції, мережі і системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Дисертація присвячена розв'язанню актуальної науково-прикладної задачі у галузі релейного захисту елементів електроенергетичних систем, що полягає у підвищенні ефективності дії релейного захисту збірних шин розподільчих установок. У роботі вдосконалено метод диференційно-фазного захисту шин, згідно з яким алгоритм порівняння фаз струмів застосовано у якості єдиного засобу забезпечення абсолютно селективної дії захисту в аварійних режимах, та запроваджено групу неконфігурованих параметричних уставок захисту, що сприяє зниженню ймовірності його неселективної дії через допущені персоналом помилки, а також, за рахунок оптимізації умов пуску та спрацювання захисту, підвищується їх успішність за внутрішніх коротких замикань, що дозволяє відмовитись від застосування окремого високочутливого органу захисту. Для поліпшення експлуатаційних характеристик та усунення режимних обмежень застосування пристроїв релейного захисту шин вдосконалено метод компенсації кутових похибок насичених трансформаторів струму у диференційно-фазному захисті шин в частині забезпечення подовження логічних імпульсів напруги, сформованих із напівхвиль спотворених струмів. Обрано робочі уставки параметрів налаштування диференційно-фазного захисту шин, а саме кута блокування ±φбл=900 та рівня формування імпульсів ±ір=(40-50)%·Іамп, за яких забезпечуватиметься його надійна та селективна дія в аварійних режимах. Проведено математичне і імітаційне моделювання поведінки диференційно-фазного захисту шин та лабораторні досліди його макетного зразку, що дозволило підтвердити адекватність розробленої моделі захисту, ефективність її алгоритмів та правильність обраних робочих уставок. Виконано аналіз техніко-економічних показників застосування диференційно-фазного захисту шин, на підставі якого визначені його переваги у порівнянні з пристроями диференційного струмового захисту шин та оцінені показники економічної ефективності його впровадження та експлуатації.
Dissertation for a candidate degree (PhD) in Engineering Sciences of the speciality 05.14.02 – Electric power stations, networks and systems. – National technical university "Kharkiv polytechnic institute", Kharkiv, 2018. The dissertation is devoted to the solution of the actual scientific and practical problem in the field of relay protection of electric power systems elements, which is to increase the efficiency of relay busbar protection of switchgears. In this work, the method of phasedifferential busbar protection has been improved, according to which the currents phases comparison algorithm is applied as the sole means of providing absolutely selective protection in emergency conditions, and a group of non-configured parametric settings is introduced that reduces the probability of its non-selective operation through mistakes made by the personnel, as well as due to optimization start and trip conditions of protection operation, its performance increases at internal faults, which allows to refuse the application a high-sensitive protection relay. In order to improve the performance and eliminate the regime limitation of the use of relay protection devices, the method of compensating angular errors of saturated current transformers in the phase-differential busbar protection in the part of ensuring the extension of logic voltage impulses formed from half-waves of distorted currents is improved. The working parameters of the phase-differential busbar protection have been selected, namely the blocking angle is 900 and the impulse formation level is (40-50)%·Іamp, which will ensure its reliable and selective operation in emergency conditions. The mathematical and simulation modeling of the phasedifferential protection behavior and laboratory experiments of its model was carried out, which allowed to confirm the adequacy of the developed model of protection, the efficiency of its algorithms and the correctness of the selected working settings. There were completed analysis of technical and economic indicators of the phase-differential busbar protection using, on the basis of which were determined its advantages compared with the devices of differential busbar protection and approximate estimates of the economic efficiency of its implementation and operation.

У дипломній роботі здійснено розробку заходів для забезпечення надійності системи електропостачання молокозаводу Для вирішення питання, пов'язаного з підвищенням надійності електропостачання струмоприймачів підприємства, в процесі роботи виконаний розрахунок електричних навантажень, внесені конструктивні зміни в діючу електричну схему живлення електроприймачів, вибрані перерізи дротів і кабелів, виконаний розрахунок струмів коротких замикань і на основі розрахунків зроблений вибір резервної дизельної електростанції. Приміщення для установки електростанції вибране з умов експлуатації установки і вимог заводу-виробника. Для можливості нормального обслуговування дизельної електростанції, проведення технічних оглядів основного і допоміжного її обладнання, створені умови відносно освітленості і вентилювання приміщення. Представлений економічний розрахунок ефективності резервування цехових джерел живлення за допомогою вибраної електростанції.

У дипломній роботі здійснено розробку заходів для надійної та безперебійної роботи електричного обладнання цеху із виробництва скляних виробів. Розглянуто питання впровадження енергозберігаючих технологій у системі електроспоживання цеху. Для вирішення питання, пов'язаного з підвищенням надійності електропостачання струмоприймачів підприємства, в процесі роботи зроблений розрахунок силового й освітлювального навантаження, вибір числа й потужності цехових трансформаторів на основі техніко-економічного зіставлення варіантів; здійснено розрахунок контуру заземлення КТП; вибрано схеми розподілу електроенергії та розподільних пунктів і кабельних ліній; проведений розрахунок струмів короткого замикання та вибір комутаційно-захисної апаратури; розраховані струмова відсічка і максимальний струмовий захист як захист високовольтної повітряної лінії й трансформатора; побудовано карту селективності захистів; розроблено заходи щодо охорони праці, безпеки життєдіяльності та екології.

У дипломній роботі проведено модернізацію системи електропостачання автоагрегатного підприємства з технологією ливарно–механічного виробництва для вирішення завдання підвищення якості електроенергії та надійності електропостачання споживачів. Розроблені заходи щодо створення умов для високоефективної й безперебійної роботи технологічних установок з комплексами числового програмного управління шляхом впровадження виокремленої електромережі з підвищеною якістю електроенергії. Досліджена математична модель для визначення термічної стійкості і терміну служби ізоляції асинхронного електродвигуна в залежності від режиму його навантаження при наявності спотворень напруги живлення. Виконаний розрахунок електричних навантажень, внесені конструктивні зміни в діючу електричну схему живлення електроспоживачів, вибрані ефективні перерізи кабельно–провідникової продукції, виконаний розрахунок струмів к. з.

У дипломній роботі здійснено розробку та впровадження заходів підвищення надійності системи електропостачання підприємства з розливу газованої води, шляхом модернізації системи електропостачання. Розроблено нову схему електропостачання підприємства, яка забезпечить надійне електропостачання усіх споживачів, є гнучкою для модернізації та розширення, окрім цього відповідає вимогам енергозбереження. Проведений аналіз системи електропостачання підприємства на основі діючих методів розрахунку. Проведено розрахунки освітлювальної мережі, потужності цехового обладнання, потужності і розміщення трансформаторних підстанцій та компенсуючих пристроїв; вибір і оптимізація числа перерізів кабелів. Розраховано струми короткого замикання, на основі яких здійснено вибір комутаційно-захисної апаратури. Здійснено розрахунок реактивної потужності, та проведено вибір компенсуючих пристроїв. Здійснено вибір схеми автоматизації та захисту відділення водопідготовки.

У дипломній роботі вирішена практична задача забезпечення гарантовано електропостачання з встановленням резервного джерела живлення. Проведені розрахунки силового та освітлювального навантаження інструментального цеху. Проведено дослідження схем побудови систем гарантованого електропостачання Проведено вибір схеми безперебійного живлення, та визначення її надійності. Проведені розрахунки та вибір релейного захисту і автоматики електричних споживачів інструментального цеху та цехової підстанції. Досліджено показники графіків залежності коефіцієнту корисної дії джерел безперебійного живлення від навантаження. Досліджено режим роботи системи гарантованого електропостачання з використанням трьох паралельно ввімкнених джерел безперебійного живлення.