Electrical Engineering & Electromechanics (E-Journal - National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute") / Електротехніка і Електромеханіка (Національний технічний університет - "Харківський політехнічний iнститут")
Not a member yet
941 research outputs found
Sort by
ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ И ВЛИЯНИЯ НА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРОЦЕССЫ НЕСТАЦИОНАРНОГО ПОВЕРХНОСТНОГО ЭФФЕКТА В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРОВОДНИКАХ С ИМПУЛЬСНЫМ ТОКОМ
Get PDFPurpose. Preparation of brief scientific review of basic results of the known theoretical researches of the electrophysics phenomenon of linear transient skin effect (TSE) in the non-magnetic homogeneous massive conductors of flat and cylindrical configurations on which in the discharge electric circuits of high-voltage electrophysical installations (EPHI) the pulsed currents ip(t) flow with given amplitude-temporal parameters (ATPs). Methodology. Theoretical bases of electrical engineering, bases of theoretical electrophysics, electrophysics bases of technique of high-voltage and high pulsed currents. Results. The brief scientific review of results of the known theoretical researches of the electrophysical phenomenon of linear TSE in non-magnetic homogeneous massive flat and cylindrical metal conductors with pulsed axial (azimuthal) current ip(t), formed in the discharge circuit of powerful high-voltage EPHI. In the generalized and systematized form the basic features of manifestation of linear TSE in the indicated conductors and influence of the considered skin effect on electromagnetic processes are presented at flow in conductors and discharge circuit of a high-voltage EPHI with the pulsed current ip(t) time-varying by law of attenuated sinewave. Influence of linear TSE is described in non-magnetic massive conductors during transient in a discharge circuit of EPHI with the pulsed current ip(t) of given ATP, depth of penetration of the electromagnetic field in materials of the indicated conductors, own integral electric parameters of the considered conductors and their good quality in the high-current discharge circuit of high-voltage EPHI. It is shown that at the analysis of electromagnetic transients in high-current discharge electric circuits of powerful high-voltage EPHI it is necessary to take into account flowing in materials of the examined massive conductors of such known electrophysical phenomenon as linear TSE. Originality. Generalization and systematization is first executed regarding domestic and foreign scientists-electrical engineers’ results of theoretical researches for long-term period of the electrophysics phenomenon of linear TSE in the flat and cylindrical metallic conductors of different thickness with the pulsed current ip(t)of given ATP. Practical value. The results presented in the generalized and systematized form will be useful for electrical engineers in deepening of understanding of basic features of manifestation in non-magnetic massive homogeneous conductors with the pulsed current ip(t) of given ATP of such widely widespread in area of high-voltage high-current pulsed technique electrophysics phenomenon as linear TSE and its influences on electromagnetic transients in similar metallic conductors and high-current discharge circuits of high-voltage EPHI.Приведен краткий обзор результатов известных теоретических исследований электрофизического явления линейного нестационарного поверхностного эффекта (НПЭ) в немагнитных однородных массивных плоских и цилиндрических металлических проводниках с импульсным аксиальным (азимутальным) током, формируемым в разрядной цепи высоковольтной электрофизической установки (ЭФУ). В обобщенном и систематизированном виде представлены основные особенности проявления линейного НПЭ в указанных проводниках и влияния рассматриваемого скин-эффекта на электромагнитные процессы, протекающие в проводниках и разрядной цепи ЭФУ с импульсным током, изменяющимся во времени по закону затухающей синусоиды. Описано влияние линейного НПЭ на длительность переходного процесса в разрядной цепи ЭФУ, глубину проникновения электромагнитного поля в материал проводников, собственные электрические параметры проводников и их добротность в разрядной цепи ЭФУ.
HIGH VOLTAGE POWER LINES MAGNETIC FIELD SYSTEM OF ACTIVE SHIELDING WITH COMPENSATION COIL DIFFERENT SPATIAL ARRANGEMENT
Get PDFAim. The synthesis of single-circuit system of active shielding of magnetic field, generated by group of high voltage power lines, with different spatial arrangement of shielding coil. Methodology. The synthesis is based on the decision of a multi-criteria stochastic game, in which the vector payoff is calculated on the basis of the Maxwell equations solutions in the quasi-stationary approximation. The game decision is based on the stochastic multiagent optimization algorithms by multiswarm particles. The initial parameters for the synthesis of active shielding system are the location of the high voltage power lines with respect to the shielding space, geometry and number of shielding coils, operating currents, as well as the size of the shielding space and normative value magnetic flux density, which should be achieved as a result of shielding. The objective of the synthesis of the active shielding system is to determine their number, configuration, spatial arrangement, wiring diagrams and shielding coils currents, setting algorithm of the control systems as well as the resulting of the magnetic flux density value at the points of the shielding space. Results. Three variant of single-circuit robust system of active shielding with different spatial arrangement of shielding coil synthesis results for reduction of a magnetic field generated by group of high voltage power lines is given. The possibility of a significant reduction in the level of magnetic flux density of the magnetic field source within and reducing the sensitivity of the system to uncertainty of the plant parameters is given. Originality. For the first time carried out the synthesis, theoretical and experimental research of the robust system of active shielding of magnetic field generated by group of high voltage power lines with different spatial arrangement of compensation coil. Practical value. Practical recommendations from the point of view of the practical implementation on reasonable choice of the spatial arrangement of shielding coil of robust single-circuit system of active shielding of the magnetic field generated by the group of high voltage power lines is given. Цель. Синтез одноконтурной робастной системы активного экранирования магнитного поля, создаваемого группой высоковольтных линий электропередачи, с различным пространственным расположением экранирующей обмотки. Методология. Синтез основан на решении многокритериальной стохастической игры, в которой векторный выигрыш вычисляется на основании решений уравнений Максвелла в квазистационарном приближении. Решение игры находится на основе алгоритмов стохастической мультиагентной оптимизации мультироем частиц. Исходными параметрами для синтеза системы активного экранирования являются расположение высоковольтных линий электропередачи по отношению к защищаемому пространству, геометрические размеры, количество проводов и рабочие токи линии электропередачи, а также размеры экранируемого пространства и нормативное значение индукции магнитного поля, которое должно быть достигнуто в результате экранирования. Целью синтеза системы активного экранирования является определение количества, конфигурации, пространственного расположения, схем электропитания и токов экранирующей обмоток, алгоритма работы системы управления, а также результирующего значения индукционного магнитного поля в точках экранируемого пространства. Результаты. Приводятся результаты трех вариантов синтеза одноконтурной робастной системы активного экранирования с различным пространственным расположением экранирующей обмотки для уменьшения магнитного поля, создаваемого группой высоковольтных линий электропередачи. Показана возможность существенного снижения уровня индукции исходного магнитного поля внутри экранируемого пространства и снижения чувствительности системы к неопределенности параметров системы. Оригинальность. Впервые проведены синтез, теоретические и экспериментальные исследования одноконтурной робастной системы активного экранирования магнитного поля, создаваемых группой высоковольтными линиями электропередач в области экранируемого пространства, с различным пространственным расположением экранирующей обмотки. Практическая ценность. Приводятся практические рекомендации по обоснованному выбору с точки зрения практической реализации пространственного расположения экранирующей обмотки одноконтурной робастной системы активного экранирования магнитного поля, создаваемого группой высоковольтных линий электропередач.
PECULIARITIES OF CALCULATING STATIONARY HEATING OF WINDINGS OPERATING IN COMPLEX FORCED CONTROL SYSTEMS
Get PDFGeneral description of the research topic. A technique and an algorithm for calculating the thermal field of electromagnets operating in complex forced systems proposed by authors are considered. The widespread use of such devices in electromechanical switching devices allows not only to increase their speed but also significantly reduce the size, mass and energy losses, which indicates the relevance of this topic. The mathematical model of heating the windings of forced electromagnets proposed by the authors is a system of 1D differential equations of stationary heat transfer in a cylindrical coordinate system, supplemented by equations of electrical and magnetic circuits. This model allows to take into account the ripple of the currents in the windings and the losses in the magnetic core due to these ripples, contains certain signs of scientific novelty and represents the goal of the paper. The algorithm developed by the authors for calculating the thermal field of electromagnets operating in forced control systems is a complex iterative cycle. Its implementation is greatly simplified by using the Maple computing environment which allows to realize complicated and cumbersome mathematical transformations, automates the process of computations, and obtain results of numerical simulation in a convenient tabular and/or graphic form, which indicates the practical significance of this works. The results of comparison of computation results with experimental data presented in the paper indicate the adequacy of the model and algorithm proposed.Загальний опис теми дослідження. Розглядаються запропоновані авторами методика і алгоритм розрахунку теплового поля електромагнітів, що працюють в складних форсованих системах. Широке застосування в електромеханічних комутаційних апаратах подібних пристроїв дозволяє не тільки підвищити їх швидкодію, але також істотно зменшити розміри, масу і втрати енергії, що свідчить про актуальність даної теми. Запропонована авторами математична модель нагріву обмоток форсованих електромагнітів являє собою систему одновимірних диференціальних рівнянь стаціонарної теплопровідності в циліндричній системі координат, доповнену рівняннями електричного та магнітного кіл. Ця модель дозволяє врахувати пульсації струмів в обмотках, а також втрати в магнітопроводі, обумовлені цими пульсаціями, містить певні ознаки наукової новизни і є метою статті. Розроблений авторами алгоритм розрахунку теплового поля електромагнітів, що працюють в системах форсованого керування, являє собою складний ітераційний цикл, програмування якого істотно спрощується за рахунок застосування математичного пакету Maple, що дозволяє здійснювати складні і громіздкі математичні перетворення, автоматизувати процес розрахункових досліджень, отримувати результати комп'ютерного моделювання в зручній табличній та / або графічній формі, що свідчить про практичну значимість даної роботи. Наведені в статті результати зіставлення розрахунків з експериментальними даними, свідчать про адекватність запропонованих моделі та алгоритму
ВЫБОР КРИТИЧЕСКИХ СЕЧЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ В СИЛОВЫХ ЦЕПЯХ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ
Get PDFPurpose. Implementation of close calculation determination of critical sections of SCi and critical amplitudes of density of alternating current δCi of frequency 50 Hz in wires and cables of power circuits of electrical equipment of power industry, characterized flowing in it at malfunctions of operation current ik(t) of short circuit (SC) with set amplitude-temporal parameters (ATP). Methodology. Scientific and technical bases of power engineering, electrophysics bases of technique of high-voltage and large pulsed currents, theoretical bases of the electrical engineering. Results. The results of the developed electrical engineering approach are resulted in a calculation choice on the condition of electric explosion (EE) of current-carrying parts of cable and conductor products (CCP) of critical sections of SCi for the copper (aluminum) cores of the uninsulated wires, and also for the insulated wires and cables with a polyvinilkhloride (PVC), rubber (R) and polyethylene (PET) insulation with copper (aluminum) cores (shells) on which in the power circuits of electrical equipment of the general industrial equipment in malfunction the current of SC ik(t) flows with set ATP. On the basis of determination of sizes of the real critical sections SCi for the indicated wires and cables the calculation numeral estimation of critical amplitudes of density δCi of SC current ik(t) is executed with set ATP in current-carrying parts of investigated CCP of power circuits of the examined electrical equipment. It is determined that in the power circuits of electric equipment of the general industrial installations (for permanent time of slump of Ta=50 ms of аperiodic to the constituent of current of SC) critical amplitudes of density δCi of SC current ik(t) at time of his disconnecting tk=100 ms in copper (aluminum) cores for the uninsulated wires and insulated wires (cables) with copper (aluminum) cores (shells), PVH, R and PET it is numeral made an insulation according to approximately 1,57 (1,18) kA/mm2. At time of disconnecting tk=160 ms of SC current ik(t) in the power circuits of the examined electrical equipment (Ta=50 ms) critical amplitudes of density δCi of SC current ik(t) for the copper (aluminum) cores (shells) of indicated CCP become accordingly numeral equal approximately 1,33 (0,99) kA/mm2. Originality. First by a calculation way taking into account information for ATP of SC current ik(t) and quantitative values of time of his disconnecting tk in the power circuits of electrical equipment of the general industrial installations the numerical values of critical sections SCi and critical amplitudes of density δCi of AC SC current ik(t) are certain for the uninsulated wires, and also insulated wires and cables with copper (aluminum) cores (shells), PVH, R and PET insulation. Practical value. Obtained results for the critical sections SCi and amplitudes of density δCi of AC SC current ik(t) of frequency 50 Hz (at the period of oscillations of Tp=20 ms for of periodic constituent of emergency current of SC) can be utilized in power industry in practice at a choice thermally by a bar to the action of large SC currents ik(t) of CCP with copper (aluminum) bars (shells), intended for reliable operation in the power circuits of electrical equipment of industrial power industry.Приведены результаты разработанного электротехнического подхода к расчетному выбору по условию электрического взрыва (ЭВ) токонесущих частей кабельно-проводниковой продукции критических сечений SCi неизолированных проводов, а также изолированных проводов и кабелей с поливинилхлоридной (ПВХ), резиновой (Р) и полиэтиленовой (ПЭТ) изоляцией с медными (алюминиевыми) жилами (оболочками), по которым в силовых цепях электрооборудования общепромышленного назначения в аварийном режиме протекает ток ik(t) короткого замыкания (КЗ) с заданными амплитудно-временными параметрами (АВП). На основании данного подхода осуществлен реальный выбор критических сечений SCi для указанных проводов (кабелей) силовых цепей рассматриваемого электрооборудования. Выполнена расчетная численная оценка критических амплитуд плотностей δCi тока ik(t) КЗ с заданными АВП в проводах и кабелях силовых цепей указанного электрооборудования. Полученные данные будут способствовать обеспечению термической стойкости электрических неизолированных проводов, а также проводов и кабелей с ПВХ, Р и ПЭТ изоляцией, широко применяемых в силовых цепях электрооборудования общепромышленного назначения.
PERFORMANCE COMPARISON OF MULTICELL SERIES AND NPC MULTILEVEL CONVERTERS FOR A STATCOM
Get PDFAbstract. In this paper, we present a comparative study of the performances of the multicells series and the Neutral-Point-Clamped (NPC) three-level converters used at synchronous static compensators (STATCOM) for the control of the voltage at a point of the network. The analysis consists on a mathematical modeling, a pulse width modulation (PWM) control algorithm application and a simulation using the Matlab Simulink environment. The simulation results obtained show that the STATCOM allows the regulation of the voltage at the point of common coupling (PCC) by acting the reactive energy that it can supply or absorb. В статье представлено сравнительное исследование характеристик многоэлементных последовательных и трехуровневых преобразователей со связанной нейтральной точкой, используемых в синхронных статических компенсаторах (STATCOM) для управления напряжением в точке сети. Анализ основан на математическом моделировании, алгоритме управления с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) и моделировании с использованием среды Matlab Simulink. Полученные результаты моделирования показывают, что STATCOM позволяет регулировать напряжение в точке общей связи действием реактивной энергии, которую он способен подавать или поглощать.
АЛЬТЕРНАТИВНІ ПОКАЗНИКИ ПОТУЖНОСТІ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ В ОДНОФАЗНОМУ КОЛІ З ПОЛІГАРМОНІЙНИМИ СТРУМОМ І НАПРУГОЮ
Get PDFIntroduction. Many electrical engineering issues use a power balance. It is compiled from averaged power values, and equivalent power is used to characterize power of transient processes. To account electricity, both mono- and polyharmonic currents and voltages use active and reactive power, the quality of electricity is not taken into account. Problem. A number of works are declared a certain number of power components that reflect indicators of quantity and quality of electrical energy. These components of power are subject to criticism. The order of determining power components requires algorithmization, as well the task of determining indicators that will reflect poor quality of energy. Goal. Development of a technique for determining the components of power in single-phase circuits with polyharmonic current and voltage, for definition electrical energy transmission indicators. Methodology. Based on analysis of power components determined in known papers and order of their calculation, the features of taking sign of sine and cosine orthogonal components are marked, depending on combination of numbers a current and voltage harmonics. Using Fourier theory of series and elements of the logic algebra, an algorithm for determining components of electric power energy is developed. Results. Highlighting active and reactive powers of the fundamental harmonic of current and voltage; active and reactive power; canonical power components; non-canonical power components, and proposed indicators of quality of transmission of electrical energy. Originality. Based on analysis of power represented by trigonometric Fourier series, the specific calculation of canonical and non-canonical components with use of a number of indicators of electric energy transmission is proposed that reflect its quality. Practical value. The proposed power components of transmission of electrical energy can be used in technical accounting systems.Мета. Розробка методики визначення компонент потужності, в однофазних колах з полігармонійними струмом та напругою, для формування показників передачі електричної енергії. Методика. Використовуючи теорію рядів Фур’є та елементи алгебри логіки, відмічені особливості винесення знаку ортогональних компонент потужності в залежності від комбінації номеру гармонік струму та напруги. Результати. Відокремлюючи активну та реактивну потужності основної гармоніки струму та напруги; активну та реактивну потужності; канонічні компоненти потужності; неканонічні компоненти потужності, запропоновано показники якості передачі електричної енергії. Наукова новизна. Потужність, представлена тригонометричним рядом Фур’є, містить канонічні та неканонічні компоненти, які відбивають якість електричної енергії. Практична значимість. Компоненти потужності, та показники передачі електричної енергії можуть бути використаними в системах технічного обліку для вимірювання обсягів якісної та неякісної енергії
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ И РЕЖИМОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА ТЕХНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ОСНОВНОЙ ИЗОЛЯЦИИ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВВОДОВ РАЗЛИЧНОЙ КОНСТРУКЦИИ
Get PDFThe results of the analysis of the influence of operating conditions and design of high-voltage bushings on the values of dielectric loss tangent of high-voltage bushing basic insulation. For analysis a model of two-factor cross-sectional dispersion analysis, which allows to simultaneously evaluate the influence of two factors and evaluate the effect of their interaction is used. In the model used, it is assumed that the effects of changes in the levels of factors are non-additive, that is, the difference in mathematical expectations between any two levels of one factor is not the same for any levels of the other. Testing the hypothesis of the significance of the influence of factors and their interactions is performed using the Fisher criterion. This method was implemented in the form of the author’ program «two-factor dispersion analysis». The results of periodic monitoring of the state of high-voltage bushings of 110, 220 and 330 kV with different types of insulation were used as initial data. Using the model of two-factor cross-sectional dispersion analysis, it was found that the aging intensity of the main insulation of bushings is influenced by both the operating conditions and the design features of the bushings. Maximum permissible values of diagnostic indicators of high-voltage bushings should be normalized taking into account such factors as nominal voltage, type of protection and type of insulation, load of bushings and the composition of consumers. Since, based on the analysis performed, it was established that these factors have a significant impact on the values of diagnostic indicators of insulation of bushings. According to the results of the analysis performed, it was established that such factors as the type of bushing and phase do not have a significant effect on the change in the values of diagnostic indicators of high-voltage bushings, and, therefore, they can be ignored when determining the maximum permissible values of the indicators.Целью статьи является анализ влияния условий, режимов эксплуатации и конструкции высоковольтных вводов на значения тангенса угла диэлектрических потерь основной изоляции конденсаторного типа высоковольтных вводов. Для анализа используется модель двухфакторного перекрестного дисперсионного анализа, которая позволяет одновременно выполнить оценку влияния двух факторов и оценить эффект их взаимодействия. В используемой модели предполагается неаддитивность эффектов изменения уровней факторов, т.е разность математических ожиданий между любыми двумя уровнями одного фактора не одинакова при любых уровнях другого. Проверка гипотезы о значимости влияния факторов и их взаимодействий выполняется с помощью критерия Фишера. Данный метод был реализован в виде авторской программы «двухфакторный дисперсионный анализ». В качестве исходных данных были использованы результаты периодического контроля состояния высоковольтных вводов напряжением 110, 220 и 330 кВ с изоляцией разного типа. Используя модель двухфакторного перекрестного дисперсионного анализа, установлено, что на интенсивность старения основной изоляции вводов оказывают влияние как условия эксплуатации, так и особенности конструктивного исполнения вводов. Новые положения, по сравнению с известными решениями, состоят в том, что предельно допустимые значения диагностических признаков высоковольтных вводов следует нормировать с учетом таких факторов, как номинальное напряжение, тип защиты и тип изоляции, загрузка вводов и состав потребителей. Полученные результаты могут быть алгоритмически реализованы в виде отдельного модуля информационно-аналитической системы (ИАС) для диагностики состояния высоковольтного маслонаполненного оборудования
ПОБУДОВА RBF-МЕТАМОДЕЛЕЙ СТРУКТУР ЗБУДЖЕННЯ РУХОМОГО КОНЦЕНТРИЧНОГО ВИХРОСТРУМОВОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА
Get PDFIntroduction. The work is devoted to metamodels creation of surface circular concentric eddy current probe. Formulation of the problem. In the problem of surface circular concentric eddy current probe synthesis in the general formulation, apriori given desired eddy currents density distribution in the control zone was used. The realization of the optimal synthesis problem involves a multiple solution to the analysis problem for each current structure of numerical calculations excitation, which are very costly in terms of computational and time costs, which makes it impossible to solve the synthesis problem in the classical formulation. By solving the critical resource intensiveness problem, there is the surrogate optimization technology using of that uses the surface circular concentric eddy current probe metamodel, which is much simpler in realization and is an approximation of the exact electrodynamic model. Goal. Creation of surface circular concentric eddy current probe RBF-metamodels, which can be used to calculate eddy currents density distribution in the control zone and suitable for use in optimal synthesis problems. Method. To develop an approximation model, a mathematical apparatus for artificial neural networks, namely, RBF–networks, has been used, whose accuracy has been increased with the help of the neural networks committee. Correction of errors in the committee was reduced by applying the bagging procedure. During the network training the regularization technique is used, which avoids re-learning the neural network. The computer experiment plan was performed using the Sobol LPt–sequences. The obtained multivariable regression model quality evaluation was performed by checking the response surface reproducibility correctness in the entire region of variables variation. Results. The modelling of eddy currents density distribution calculations on exact electrodynamic mathematical models in the experimental plan points are carried out. For the immovable and moving surface circular concentric eddy current probe, RBF–metamodels were constructed with varying spatial coordinates and radius. Scientific novelty. Software was developed for eddy currents density distribution calculation in the surface circular concentric eddy current probe control zone taking into account the speed effect on exact electrodynamic mathematical models and for forming experiment plan points using the Sobol LPt–sequences. The geometric surface circular concentric eddy current probe excitation structures models with homogeneous sensitivity for their optimal synthesis taking into account the speed effect are proposed. Improved computing technology for constructing metamodels. The RBF-metamodels of the surface circular concentric eddy current probe are built and based on the speed effect. Practical significance. The work results can be used in the surface circular concentric eddy current probe synthesis with an apriori given eddy currents density distribution in the control zone. Розроблено програмне забезпечення для розрахунку розподілу густини вихрових струмів в зоні контролю накладного вихрострумового перетворювача із врахуванням ефекту швидкості за «точними» електродинамічними математичними моделями. Розроблено програмне забезпечення для формування точок плану експерименту із використанням ЛПτ–послідовностей, що дозволило здійснювати відбір планів з рівномірним заповненням точками гіперпростору пошуку. Для нерухомого та рухомого накладних вихрострумових перетворювачів створено нейромережеві метамоделі на радіально-базисній функції Гауса. Оцінено адекватність та інформативність отриманих метамоделей накладних вихрострумових перетворювачів. Результати дослідження можуть бути використані при синтезі рухомих накладних вихрострумових перетворювачів із апріорі заданим розподілом густини вихрових струмів в зоні контролю.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ РЕЖИМА ОХЛАЖДЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ
Get PDFIntroduction. The cooling mode of polymer insulation after application to the extruder is one of the main factors determining cable performance. Theoretically, it is ideal to cool the insulation when the temperature of the cooling medium is equal to the melting point of the insulation material: in this case, the probability of formation of voids in the insulation is less. The cooling process is usually not subject to stringent requirements, since most insulating materials allow for quite sharp cooling. The exception is polyethylene, which requires gradual cooling. When the insulation is cooled in a cooling bath, the temperature decrease starts from the surface. In this regard, the cooling of the insulation of polyethylene is carried out in steps to a temperature at which the cooled extruded insulation will not be deformed or damaged on the receiving drum. Polyethylene is characterized by a large value of thermal expansion coefficient, the maximum value of which is in the temperature range (90-125) °C. As a result, there is an uneven reduction in the volume of the upper and inner insulation layers, especially for cables with a considerable insulation thickness. The rapid cooling of polyethylene leads to the formation of cracks, air inclusions both between the insulation and the conductive core, and in the layers located near the core. Purpose. The substantiation of the technological parameters of the cooling mode of power cables based on the calculation of the thermal equivalent circuit of a conductive core insulated with polyethylene in transient thermal mode. Methodology. The calculation of the temperature distribution in the thickness of extruded polyethylene insulation at different points in time, depending on the temperature of the cooling water, is made by the method of electrothermal analogies. There is a transition from the thermal equivalent circuit of power cables to the equivalent circuit of the discrete resistive equivalent circuit method, which is calculated using the nodal potential method. As a result of solving a three-diagonal system of linear algebraic equations by sweeping and finding at each discretization step (time step) thermal power fluxes in the branches of the thermal equivalent circuit, the temperature in the thermal capacitances determines the temperature in each insulation layer. Practical value. The duration of the transition process, corresponding to the achievement of the same temperature throughout the thickness of the insulation, can be considered as a criterion in determining the length of the cooling bath sections depending on the extrusion (reception) rate. Обоснована методика расчета режима охлаждения силовых кабелей в переходном тепловом режиме. Представлена тепловая схема замещения изолированной токопроводящей жилы. С помощью методов дискретных резистивных схем замещения и узловых потенциалов получено распределение температуры в толще экструдированной полиэтиленовой изоляции в разные моменты времени в зависимости от температуры охлаждающей воды. Показано, что длительность переходного процесса, соответствующая достижению одинаковой температуры по всей толщине изоляции, можно рассматривать в качестве критерия при определении технологических параметров охлаждения
ENERGY COMMITMENT: A PLANNING OF ENERGY CARRIER BASED ON ENERGY CONSUMPTION
Get PDFPurpose. Energy consumption is one of the criteria for determining the quality of life in a country. Continued supply of energy and the possibility of long-term access to resources require a comprehensive plan. One of the key issues in the field of energy planning is energy carriers. In this paper, a new theory is introduced to energy network studies for planning of energy carriers called Energy Commitment. In this theory, an appropriate planning is applied for energy carriers based the final energy consumption. Energy carriers are available either naturally or after the energy conversion process. Energy commitment is modeled on an energy network with the presence of electrical energy, gas energy, transportation section, agriculture section, industrial section, residential section, commercial section, and general section. Цель. Потребление энергии является одним из критериев определения качества жизни в стране. Непрерывные поставки энергии и возможность долгосрочного доступа к ресурсам требуют комплексного плана. Одним из ключевых вопросов в области энергетического планирования являются энергоносители. В данной статье в исследования энергетических сетей для планирования энергоносителей вводится новая теория под названием Energy Commitment («энергетическое обязательство»). В этой теории для энергоносителей применяется соответствующее планирование на основе конечного потребления энергии. Энергоносители доступны либо естественным путем, либо после процесса преобразования энергии. Energy Commitment моделируется в энергетической сети с учетом электрической энергии, энергии газа, транспортной отрасли народного хозяйства, сельскохозяйственной отрасли, промышленного сектора экономики, жилищно-коммунального хозяйства, реального сектора экономики и прочих видов экономической активности.