Electrical Engineering and Power Engineering (EE&PE - E-Journal) / Електротехніка та електроенергетика
Not a member yet
396 research outputs found
Sort by
АДАПТИВНЕ УПРАВЛІННЯ РЕЛЕЙНИМ РЕГУЛЯТОРОМ ТРИФАЗНОГО СИЛОВОГО АКТИВНОГО ФІЛЬТРА
No full textCurrent control relay of three-phase active power filter provides the toggle power switches, when the current error exceeds a fixed value (hysteresis band), while the frequency of setting options is variable. The adaptive controller, which ensures the consistency switching frequency, is proposed, while formation of this current in two ways (according to the pqtheory and the theory of S. Fryze) is considered. Series of experiments with simulated operation of the active power filter for the consumer with linear and nonlinear loads are considered. The diagrams are obtained; their analysis allows to formulate recommendations for use of the given current methods of generating active power filter and the use of adaptive current control depending on the nature of the loadРелейное регулирование тока трехфазного силового активного фильтра обеспечивает переключение силовых ключей, когда погрешность тока превышает фиксированную величину (зону гистерезиса), при этом частота регулируемого параметра – переменная. Предложен адаптивный регулятор, обеспечивающий постоянство частоты коммутации, при этом рассмотрено формирование заданного тока двумя методами: согласно pq-теории и теории С. Фризе. Проведено серию экспериментов с имитацией работы силового активного фильтра для потребителя с линейной и нелинейной нагрузкой. Получены диаграммы, анализ которых позволил сформулировать рекомендации, к использованию методов формирования заданного тока силового активного фильтра и использование адаптивного регулирования тока в зависимости от характера нагрузкиРелейне регулювання струму трифазного силового активного фільтру забезпечує перемикання силових ключів, коли похибка струму перевищує фіксовану величину (зону гістерезису), при цьому частота регульованого параметру – змінна. Запропоновано адаптивний регулятор, що забезпечує постійність частоти комутації, при цьому розглянуто формування заданого струму двома методами: відповідно до pq-теорії та теорії С. Фрізе. Проведено серію експериментів з імітацією роботи силового активного фільтру для споживача з лінійним та нелінійним навантаженнями. Отримано діаграми, аналіз яких дозволив сформулювати рекомендації, що до використання методів формування заданого струму силового активного фільтру та використання адаптивного регулювання струму в залежності від характеру навантаженн
ЕЛЕКТРОТЕПЛОВІ РОЗРАХУНКОВІ МОДЕЛІ ЕЛЕМЕНТІВ КОНСТРУКЦІЇ ТРАНСФОРМАТОРНОГО УСТАТКУВАННЯ
No full textThe work provides the review of analytical and empirical calculation methods for calculation of losses and heating of structural elements of oil-cooled power transformer equipment, and also specifies the basic simplifying assumptions. Methodical approaches, developed practical procedures and experience of specified computational investigations with application of finite element system ANSYS are presentedВ работе приведен обзор аналитико-эмпирических методов расчета потерь и нагревов элементов конструкции силового трансформаторного оборудования с масляным охлаждением, указаны основные упрощающие допущения. Представлены методические подходы, разработанные практические процедуры и опыт уточненных численных исследований с применением системы кончено-элементного анализа ANSYSУ роботі приведений огляд аналітико-емпіричних методів розрахунку втрат і нагрівів елементів конструкції силового трансформаторного устаткування з масляним охолодженням, вказані основні спрощуючі допущення. Представлені методичні підходи, розроблені практичні процедури і досвід уточнених чисельних досліджень із застосуванням системи скінчено-елементного аналізу ANSY
ВПЛИВ РОЗТАШУВАННЯ ЗАГОТОВОК ЕЛЕКТРОДІВ НА РОЗПОДІЛ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ПОТУЖНОСТІ НАГРІВУ В КЕРНІ ПЕЧІ АЧЕСОНА
No full textThe modeling of electromagnetic and thermoelectric processes on the basis of numerical realization by finite element method of the generalized three-dimensional models of DC and AC graphitization is proposed.The features of furnace structure and side busbar packages, spatial arrangement of the electrodes blanks in the conductive backfill of core, temperature dependence of the electromagnetic and thermal properties of materials, technological regimes of graphitization are taken into account. The high accuracy and efficiency of numerical implementation are provided.The character and regularities of the spatial distribution of specific thermal power in the core at the vertical and horizontal location of the electrode blanks in the core are defined.It is revealed that the specific electric resistance of the core is determined by the ratio of specific electric resistance of electrode blanks, backfill materials, shunt layers and don’t practically depend on the orientation of the electrodes blanks in the Acheson furnace.It is found that in vertical stacking of blanks in the Acheson furnace core at diametric section blanks more heating capacity is allocated compared with the horizontal transverse stacking. Intensification of the heating, reduction in the duration the campaign and energy are providedПредлагается обладающая высокой точностью и эффективностью численной реализации 3D модель электромагнитных и термоэлектрических полей в керне печи Ачесона постоянного и переменного тока, позволяющая учесть особенности конструкции печи и боковых шинных пакетов, пространственное размещение заготовок электродов в токопроводящей пересыпке керна, температурные зависимости электромагнитных и теплофизических свойств материалов, а также технологические режимы графитации. Выполнен анализ пространственного распределения удельной мощности тепловыделения в керне при вертикальном и горизонтальном расположении заготовок электродов в кернеЗапропоновано 3D модель електромагнітних та термоелектричних полів у керні печі Ачесона постійного та змінного струмів,що має високу точність і ефективність чисельної реалізації та дозволяє врахувати особливості конструкції печі і бокових шинних пакетів, просторовий розподіл заготовок електродів у струмопровідній пересипці керна, температурні залежності електромагнітних так теплофізичних властивостей матеріалів, а також технологічні режими графітації. Виконано аналіз просторового розподілу питомої потужності тепловиділення у керні при вертикальному та горизонтальному розташуванні заготовок електродів у керн
СПОСІБ ПІДВИЩЕННЯ ШВИДКОДІЇ ПУСКОВОГО ОРГАНУ АВТОМАТИЧНОГО ВКЛЮЧЕННЯ РЕЗЕРВА
No full textThe method for reliability of increasing of electrical power supply system with motor load at short-time power failure by improvement of fast-acting automatic transfer switch starting element is considered. Starting element of fast-acting automatic transfer switch on proposed method is based on definition of the angles between direct sequence voltages on main and reserve power sources and between direct sequence currents on main and reserve power sources. Definition of direct and inverse sequences currents and voltages values on introduced method is based on measuring and processing of current and voltage momentary values. The example of the fast-acting automatic transfer switch successful operation with using of the offered approach is givenРассмотрен способ повышения надeжности систем электроснабжения с двигательной нагрузкой при кратковременных нарушениях электроснабжения за счeт совершенствования пусковых органов быстродействующего автоматического включения резерва (БАВР) на основе предложенного метода ускоренного определения комплексных мгновенных значений токов и напряжений прямой и обратной последовательностей. Приведен пример успешного действия устройства БАВР с использованием предложенного подходаРозглянуто спосіб підвищення надійності систем електропостачання з двигуновим навантаженням при короткочасних порушеннях електроживлення за рахунок вдосконалення пускових органів швидкодіючого АВР на основі запропонованого методу прискореного визначення комплексних миттєвих значень струмів та напруг прямої та зворотної послідовності. Наведено приклад успішної дії пристрою швидкодіючого АВР з використанням запропонованого підход
МОДЕЛЮВАННЯ ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ В ТРАНСФОРМАТОРАХ НА ОСНОВІ МАГНІТОЕЛЕКТРИЧНИХ СХЕМ ЗАМІЩЕННЯ
Get PDFThe mathematical model of numerical calculation of transients in electromagnetic devices with complicated load on the basis of nonlinear magneto-electric equivalent circuits of any complexity is developed. On the basis of the developed mathematical model, the method of state variables with application of the equations according to currents and voltages of Kirchhoff’s rules obtained by topological way is used. Thus uniformity for automatic drawing up of the condition equations of magneto-electric equivalent circuits is obtained. Convenience of application of the controlled sources of voltage and current which are widely used in magneto-electric equivalent circuits at the description of interaction of electric currents and magnetic fluxes is also reached. It is offered to use «magnetic currents» and «magnetic condensers» with a differential capacity in magnetic circuits models. On the basis of mathematical model the program complex Colo is developed. This complex provides modeling of the magneto-electric circuits containing greater than 300 elements and it has the increased speed of calculations in comparison with the existing program complexes and gives the steady solution with a less error. The mathematical model is executed so that the results of calculation are time dependences of currents (magnetic fluxes) and voltage drops for all elements of circuit for any configurationРазработана и реализована в программном комплексе Colo математическая модель автоматизированного формирования и численного расчета дифференциально-алгебраической системы уравнений, описывающих переходные процессы в электромагнитных устройствах со сложной нагрузкой на основе нелинейных магнитоэлектрических схем замещения произвольной сложности. В моделях магнитопроводов предложено использовать магнитные конденсаторы с дифференциальной емкостьюРозроблена і реалізована в програмному комплексі Colo математична модель автоматизованого формування і числового розрахунку системи диференціальних алгебраїчних рівнянь, що описують перехідні процеси в електромагнітних пристроях із складним навантаженням на основі нелінійних магнітоелектричних схем заміщення довільної складності. У моделях магнітопроводів запропоновано використовувати магнітні конденсатори з диференціальною ємніст
ОСОБЛИВОСТІ НЕПЕРЕРВНОГО КОНТРОЛЮ ХАРАКТЕРИСТИК ВОЛОГОВМІСТКОСТІ ІЗОЛЯЦІЇ МАСЛОНАПОВНЕНОГО ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ
No full textThe analysis of features of moisture content characteristics monitoring in oil insulation of high voltage electrical equipment under operating voltage is presented. The principles of the water in insulating oil appearance are considered.In the article conclusions are made that for continuous online monitoring of the moisture content of oil transformer there are the most suitable sensors, which measure the relative saturation and the oil temperature at the point of sensor installation, without any additional conversions, and the sensor probe should be directly immersed in the tank of equipment.The most suitable place for the sensor on the tank, in order to get the closest results to the laboratory ones of the absolute moisture content, is the area of the oil upper layers, provided that the closest results to the actual absolute moisture content value is calculated due to the higher temperature of the oil. But it should be kept in mind that the largest concentration of moisture is at the coldest spots of insulation, respectively, to control the emulsion formation (which is a major challenge in online monitoring) sensor should be placed at the bottom of the tank.The new method of water content calculation based on relative oil saturation measurement is proposed, new method doesn’t depend from laboratory tests of limit oil saturation. The analysis of the practical monitoring data is made. Recommendations on the organization of the continuous monitoring of the water content and the interpretation of its results are performedВ статье представлен анализ особенностей мониторинга характеристик влагосодержания масляной изоляции высоковольтного электрооборудования в непрерывном режиме. Систематизированы теоретические основы процессов появления воды в изоляционном масле, представлен анализ практических данных контроля, предложен алгоритм определения абсолютного влагосодержания масла на основе данных контроля относительного влагонасыщения, даны рекомендации по организации непрерывного контроля характеристик влагосодержания масла и интерпретации его результатовУ статті представлений аналіз особливостей моніторингу характеристик вмісту вологи в масляної ізоляції високовольтного електрообладнання в процесі його експлуатації, розглянуті принципи утворення води в маслі, представлено аналіз практичних даних контролю, сформульовані рекомендації з організації неперервного контролю вмісту вологи та інтерпретації його результаті
ОЦІНКА МОЖЛИВОСТІ ЗДІЙСНЕННЯ ГІДРОАКУМУЛЯЦІЇ НА ІСНУЮЧИХ ГІДРОЕЛЕКТРОСТАНЦІЯХ ДНІПРОВСЬКОГО КАСКАДУ УКРАЇНИ
No full textAn estimation method for feasibility of hydro accumulation on existing hydro power plants of Dnieper cascade of Ukraine (on the example of the Dnieper HPP). In the first stage the analysis of the existing changes in water levels of the upper and lower pool of Dnieper HPP in recent years is done. In the second phase the boundaries of seasonal fluctuations in the level of the tailrace are analyzed and the existing possibility of transporting water from the lower to the upper pool of the Dnieper HPP is evaluated. In the third step the useful volume generated by upstream is calculated, and it may consume the additional capacity during commissioning reversible hydro units on the Dnieper HPP. The fourth step for the Dnieper HPP power selection includes the type and amount of reversible hydraulic units, employees to work in the generator and pump mode and implementation of hydro accumulation at this station. The quantitative estimation of Dnieper HPP hydropower parameters applying by hydro accumulation is presentedПредложена методика оценки возможности осуществления гидроаккумуляции на существующих гидроэлектростанциях Днепровского каскада Украины. С ее использованием в качестве примера оценена возможность осуществления гидроаккумуляции на Днепровской ГЭС. Выполнен выбор мощности, типа и количества обратимых гидроагрегатов для Днепровской ГЭС, предназначенных для осуществления на этой станции гидроаккумуляции, оценены достигаемые за счет гидроаккумуляции гидроэнергетические параметры станцииЗапропонована методика оцінювання можливості здійснення гідроакумуляції на існуючих гідроелектростанціях Дніпровського каскаду України. З її використанням в якості прикладу оцінена можливість здійснення гідроакумуляції на Дніпровській ГЕС. Виконано вибір потужності, типу й кількості зворотних гідроагрегатів для Дніпровської ГЕС, призначених для здійснення на цій станції гідро акумуляції, оцінені досягнуті за рахунок гідроакумуляції гідроенергетичні параметри станці
ЕНЕРГОСИСТЕМА МАЙБУТНЬОГО. КОНЦЕПЦІЯ SMART GRID. СПЕЦИФІКА РЕАЛІЗАЦІЇ НА УКРАЇНІ
No full textWork is dedicated to a perspective of electrical power systems creation of the future. All modern strategic directions of generation sources development of the electrical power and power supply systems as a whole are in details considered. Special item in work is allocated to power supply systems of the Smart Grid conception with a big share of renewable energy sources, and also specificity of their realization in Ukraine. The project of educational scientific center «Smart Grid – DonNTU» constructed in Donetsk National Technical University in which the physical model of an «intellectual» power system is realized is considered. The power part of «Smart Grid – DonNTU» laboratory represents block structure in which in the blocks form such models are realized: physical model of a thermal power plant, a real solar power plant, wind turbines models, energy stores, reactive power compensators. The special bench for detailed studying of modern digital relay protection of the SiprotecTM series of Siemens® production is also realized. The physical model of the condensation turbine of a thermal power plant, and also models of wind-generating installations are executed by means of induction electrical motors with the short-circuited rotor, established on one shaft with generators of AC current. The solar power plant realized in laboratory, represents fifty five modern solar panels of the Ukrainian production with a total power of 10 kW. As model of hydrogen installation with hydrogen fuel cells in the project was accepted the educational station «Nexa® Lernsystem» with a rated power of 1,2 kW was created. This installation is equipped with necessary monitoring and optimization systems, and also built-in system of power management. At creation of laboratory installation the principle of maintenance in node constant value of reactive power due to use of dynamical reactive power compensators that will allow providing the maximum speed of the compensator is assumed as a basis and to increase its efficiency. By means of the PROFIBUS data bus all elements of physical model is integrated into the general control system of laboratory. In total this laboratory allows to model physically different normal, abnormal and emergency conditions of power supply systems of the Smart Grid conception workРабота посвящена проблематике построения электроэнергетических систем будущего. Детально рассмотрены все современные стратегические направления развития источников генерации электроэнергии и энергосистем в целом. Отдельным пунктом выделены энергосистемы концепции Smart Grid с большой долей возобновляемых источников энергии, а также специфика реализации на Украине. Рассмотрен проект сооружаемого в ДонНТУ учебно-научного центра «Smart Grid – ДонНТУ», в котором реализована физическая модель «интеллектуальной» энергетической системыРобота присвячена проблематиці побудови електроенергетичних систем майбутнього. Детально розглянуто всі сучасні стратегічні напрямки розвитку джерел генерації електроенергії та енергосистем у цілому. Окремим пунктом виділено енергосистеми концепції Smart Grid з великою часткою поновлюваних джерел енергії, а також специфіка реалізації на Україні. Розглянуто проект навчально-наукового центру «Smart Grid – ДонНТУ», що споруджується у ДонНТУ, в якому реалізована фізична модель «інтелектуальної» енергетичної систем
ОСОБЛИВОСТІ ІДЕНТИФІКАЦІЇ ІНТЕНСИВНОСТІ СОНЯЧНОЇ РАДІАЦІЇ ПРИ ПРОЕКТУВАННІ СОНЯЧНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ
No full textFor solar power stations designing it is proposed method of any point solar radiation energy flux calculation knowing only its geographical coordinates based on a combination of the perfectly clear sky solar radiation daily profile application model and NASA solar radiation data base with the subsequent energy flow characteristics identification by the method of variables separation and approximation, that takes into account the region real atmospheric conditions providing high calculation accuracy of the all solar radiation components and the numerical implementation efficiency.The identification of the real atmospheric conditions adaption factor dependence on the solar power plants installation geographical coordinates is determined on the basis of cubic spline interpolation. Therefore, it can be used to determine the total solar radiation intensity at the designing solar installations initial stageДля оценки энергетического потенциала солнечной энергии района установки солнечной электростанции предложена методика определения энергетического потока солнечной радиации, основанная на комбинации метода применения дневного профиля поступления солнечной радиации при абсолютно чистом небе и актинометрических данных электронной базы NASA, с последующей идентификацией характеристик энергетического потока методами разделения переменных и аппроксимации. Методика учитывает географические координаты, реальные атмосферные условия, обладает высокой точностью и вычислительной эффективностьюДля оцінки енергетичного потенціалу сонячної енергії району установки сонячної електростанції запропонована методика визначення енергетичного потоку сонячної радіації, заснована на комбінації методу застосування денного профілю надходження сонячної радіації при абсолютно чистому небі і актинометричних даних електронної бази NASA, з подальшою ідентифікацією характеристик енергетичного потоку методами розділення змінних та апроксимації. Методика враховує географічні координати, реальні атмосферні умови, володіє високою точністю і обчислювальної ефективніст
ВЕНТИЛЬНИЙ ДВИГУН ПОСТІЙНОГО СТРУМУ НА БАЗІ СИНХРОННОЇ МАШИНИ ОБЕРНЕНОЇ КОНСТРУКЦІЇ
Get PDFA mechanical collector of conventional DC machine is the element that limits the current and the armature speed and increases inertia. DC machine rectification realized on the basis of conventional DC machine is described; it externally rectifies the switch which is the analogue of the collector. The armature has a design similar to a phase-wound rotor of induction machine. It is shown that the switching frequency is determined by the armature rotation speed. Static mechanical characteristic of the rectifying DC machine is similar to that of the independent excitation of DC motor. The proposed variant of the DC motor is actually a synchronous machine of inverse design with armature regulation frequency. The motor is described as traditional salient pole synchronous machine. Starting dynamics simulation shows that the rectifying DC machine has better dynamic properties compared to the conventional DC motor due to overload capability and reduces the inertia of the armatureВ статье рассмотрен вариант реализации вентильного двигателя как машины постоянного тока с вентильным коммутатором – аналогом коллектора, вынесенным пределы машины. При этом якорь имеет конструкцию подобную фазному ротору асинхронной машины. Предложенный вариант двигателя постоянного тока фактически является синхронной машиной обращенной конструкции с частотным регулированием по якорю и описывается уравнениями, аналогичными уравнениям описания традиционной явнополюсной синхронной машины. Показано, что вентильный двигатель на основе вентильного двигателя имеет лучшие динамические свойства по сравнению с классическим двигателем постоянного токаВ статті розглядається варіант реалізації вентильного двигуна як машини постійного струму з зовнішнім вентильним комутатором – аналогом колектора, який винесено з машини. Якір машини має конструкцію, подібну до конструкції фазного ротора асинхронної машини. Запропонований варіант двигуна постійного струму фактично є синхронною машиною оберненої конструкції з частотним регулюванням за якорем та має опис подібний до опису традиційної явно полюсної синхронної машини. Показано, що вентильний двигун на основі вентильного двигуна має кращі динамічні властивості за класичний двигун постійного струму