Lighting Engineering & Power Engineering
Not a member yet
454 research outputs found
Sort by
Уточнена математична модель фізичних процесів у провіднику при сильноточному імпульсному розряді
No full textA novel mathematical model describing physical processes during the flow of an aperiodic pulse current with amplitude of 100 kA along a conductor with a circular cross-section is proposed and investigated. It is shown how a short-term electric discharge of an aperiodic shape affects the distribution of the current density in the cross-section of the conductor, causing its nonuniform heating and the appearance of significant thermal forces as well as mechanical stresses and strains. Based on the developed mathematical model, the relationship between electromagnetic, thermal and mechanical phenomena is shown, allowing a deeper understanding of the multiphysics processes taking place. The maximum values of the current density are calculated, which on the surface of the conductor reach values of 47 kA/mm2, while the temperature rise of a copper conductor with a diameter of 2.44 mm is no more than 80ºC at high temperature gradients, which causes the appearance of thermal stresses that have value (40–50)% of the value of the short-term strength limit of electrical copper. Utilization of this model allows to more accurately determine the required conductor cross-section based on the characteristics of electromagnetic, thermal and mechanical processes. It is shown that the simplified model (the condition for the uniform distribution of the current over the cross-section) gives significantly underestimated values of temperatures and does not take into account temperature deformations.У статті запропоновано та досліджено оригінальну математичну модель, що описує фізичні процеси при протіканні імпульсного струму аперіодичної форми великої амплітуди 100 кА по круглому в перетині провіднику. Показано як короткочасний електричний розряд впливає на розподіл густини струму в поперечному перетині провідника, викликаючи його нерівномірний нагрів і появу значних термічних сил. На основі розробленої математичної моделі показано взаємозв\u27язок між електромагнітними, тепловими та механічними явищами, що дозволяє глибше зрозуміти мультифізичні процеси, що відбуваються. Розраховані максимальні значення густини струму, які на поверхні провідника досягають значень 47 кА/мм2, при цьому перевищення температури мідного провідника діаметром 2,44 мм становить не більше 80ºC при великих градієнтах температури, що викликає появу термічних сил, які мають значення (40–50)% від величини межі короткочасної міцності електротехнічної міді. Використання даної моделі дозволяє більш точно визначити необхідний поперечний перетин провідника та зрозуміти процеси руйнування ізоляції на підставі характеристик електромагнітних, теплових та механічних процесів. Доведено, що спрощена модель (умова рівномірного розподілу струму по перетину) дає істотно занижені значення температур, які в два рази менші, ніж максимальна температура при нерівномірній густини струму і не враховує температурні деформації
Декомпозиційна чотирикомпонентна модель для розрахунку втрат електроенергії в низьковольтних системах електропостачання
No full textA new model for decomposition of the total power losses, which includes four components is proposed. Each of the components of the proposed model has a certain physical meaning due to the nature of electromagnetic processes in a three-phase four-wire system. Definitions to describe each of the proposed components are formulated. It is shown that each of supplementary components of the total loss power is proportional to the minimum possible loss power and to the square of the RMS value of the power, which is caused by its occurrence in three-phase four-wire power supply system, and it is inversely proportional to the mean square of the net power loss. The synthesized Matlab-model for verification of the four-component structure of power losses showed a high degree of its adequacy. The proposed model allows us to rethink the description of power losses in three-phase AC circuits and can be used in specialized measuring instruments for electrical networks monitoring. Using the information obtained in the monitoring process, it is possible to plan technical measures to reduce losses of electrical energy in the power supply system, as well as to estimate the capital costs of these measures.Запропоновано нову модель декомпозиції загальної потужності втрат на чотири компоненти. Кожен із компонентів запропонованої моделі має певний фізичний зміст, обумовлений природою електромагнітних процесів, що відбуваються у трифазній чотирипроводовій системі електропостачання. Сформульовано визначення для опису кожного із запропонованих компонентів. Показано, що кожна з додаткових складових загальної потужності втрат пропорційна мінімально можливій потужності втрат і квадрату середньоквадратичного значення потужності, що викликано її виникненням у трифазній чотирипроводовій системі живлення, а також обернено пропорційна квадрату середнього значення корисної потужності. Синтезована модель Matlab для перевірки чотирикомпонентної структури потужності втрат показала високий ступінь її адекватності. Запропонована модель дозволяє переглянути опис потужності втрат в трифазних колах змінного струму і може бути використана в спеціалізованих вимірювальних приладах для моніторингу електричних мереж. Використовуючи інформацію, отриману в процесі моніторингу, можна планувати технічні заходи щодо зменшення втрат електричної енергії в системі електропостачання, а також оцінювати капітальні витрати на реалізацію цих заходів
Оцінювання електричної потужності шляхом окремого аналізу складових перетворення Фур’є
No full textThis paper presents a substantiation of an approach for the evaluation of components of apparent power and intended to simplify the computational procedures which usually should be implemented in order to process the preliminary sampled waveform of instantaneous power. The results of carried out studies have shown that both active and reactive power can be calculated by the analysis of calculated components of sine and cosine Fourier transforms. This paper also presents the discussion of restrictions, which should be imposed on the duration of the analyzed signal and on frequencies of the auxiliary trigonometric functions, which are applied in order to calculate components of Fourier transform which are used for the evaluation of active and reactive power. The compliance with these restrictions allows us to eliminate the undesirable bias of active and reactive power estimation caused by the refusal from the decomposition of the analyzed waveform of the instantaneous power by applying the complete system of orthogonal trigonometric functions, as the evaluation of components of the apparent power is attained based on separate analysis of sine and cosine Fourier transforms calculated for the analyzed signal. The results of carried out simulations illustrate the frequency dependencies of sine Fourier transform calculated for the case of compliance with the restrictions, which allow to attain the highest accuracy of estimation and for the case when the duration of analyzed signal does not fit these restrictions.В статті представлено обґрунтування підходу до оцінки складових повної потужності, що призначений для спрощення обчислювальних процедур, які зазвичай необхідно реалізувати для обробки попередньо оцифрованих значень миттєвої потужності. Результати проведених досліджень показали, що як активну, так і реактивну потужність можна розрахувати шляхом окремого аналізу складових синус та косинус перетворень Фур’є. В статті також розглядаються обмеження, які необхідно накладати на тривалість досліджуваного сигналу та на частоти допоміжних тригонометричних функцій, які використовуються для розрахунку компонентів перетворення Фур’є, що потім застосовуються для оцінки активної та реактивної потужності. Дотримання цих обмежень дозволяє усунути небажану систематичну похибку розрахунку активної та реактивної потужності, що викликана відмовою від розкладання досліджуваного сигналу миттєвої потужності шляхом застосування повної системи ортогональних тригонометричних функцій, оскільки оцінка компонентів повної потужності проводиться на основі окремого аналізу синус та косинус перетворень Фур\u27є, розрахованих для досліджуваного сигналу. Результати проведеного моделювання ілюструють розраховані частотні залежності синус перетворення Фур\u27є для випадку повного дотримання наведених в статті та накладених на тривалість досліджуваного сигналу а також на частоти використаних допоміжних тригонометричних функцій обмежень, що дозволяють досягти найвищої точності оцінки потужності, а також для випадку, коли тривалість досліджуваного сигналу не відповідає цим обмеженням
Вимірювання тангенса кута діелектричних втрат внутрішніх шарів ізоляції в трьохжильних кабелях з поясною ізоляцією
No full textThis paper presents a substantiation of an approach for direct measurements of dielectric dissipation factor of layers of insulation between the conductors of three-core power cables. Proposed approach is based on grounding of the inspected dielectric layer through the sufficiently low electrical resistance. The results of carried out analysis, which was carried out taking into consideration the presence of numerous parasitic parameters of tested layer of insulation due to the capacitive coupling between the electrically conductive elements of three-core power cable, have shown that for the case of sufficiently low value of used resistor the value of phase shift between the waveforms of voltage drop on inspected layer of insulation and resistor, through which this layer of insulation is grounded, coincides with the value of phase shift between the sine waveforms of current and voltage for parallel equivalent scheme of tested layer of insulation with power losses. Because of the dependence of dielectric power loss angle on the value of phase shift between sine curves of current and voltage, the presented approach for the measurement of dielectric dissipation factor is based on such coincidence of values of phase shift. Depending on the value of applied resistor, the value of dissipation factor is calculated on the basis of measured value of phase shift between the voltage drop on the electrical resistor, through which tested layer of insulation is grounded, and either the waveform of voltage drop on the inspected layer of insulation, or the waveform of applied voltage. Factors that affect the accuracy of measurement are discussed, equivalent schemes of tested three core power cable for various ways of applying testing voltage are presented and the example of practical implementation of presented approach for dissipation factor measurement is also given. Further development of presented approach for dissipation factor measurement is supposed to include the comparative analysis of the results of its practical implementation with the results obtained by applying previously developed techniques based on aggregate measurements.В статті представлено обґрунтування підходу до прямого вимірювання тангенса кута діелектричних втрат шарів ізоляції між жилами трьохжильних силових кабелів. Запропонований підхід заснований на заземленні досліджуваного шару ізоляції через достатньо низький електричний опір. Результати аналізу, проведеного з урахуванням наявності численних паразитарних параметрів досліджуваного шару ізоляції внаслідок ємнісних зв\u27язків між електропровідними елементами конструкції трьохжильного силового кабелю, показали, що для випадку достатньо низького значення електричного опору використаного резистора значення фазового зсуву між напругою на досліджуваному шарі ізоляції та резисторі, через який цей шар ізоляції заземлено, збігається зі значенням фазового зсуву між синусоїдальними кривими струму та напруги для паралельної схеми заміщення досліджуваного шару ізоляції з діелектричними втратами. Внаслідок залежності кута діелектричних втрат від величини фазового зсуву між струмом та напругою, представлений підхід до вимірювання тангенса кута діелектричних втрат базується на зазначеному збігу значень фазового зсуву. В залежності від величини використаного резистора, значення тангенса кута діелектричних втрат обчислюється на основі виміряного значення фазового зсуву між падінням напруги на електричному резисторі, через який заземлено досліджуваний шар ізоляції, та між падінням напруги на досліджуваному шарі ізоляції, або між прикладеною до силового кабелю напругою. В статті також обговорено фактори, що впливають на точність вимірювань, запропоновано схеми заміщення досліджуваного трьохжильного силового кабелю для випадку різних способів подачі випробувальної напруги та наведено приклад практичної реалізації представленого підходу для вимірювання тангенса кута діелектричних втрат. Подальший розвиток представленого підходу до вимірювання тангенса кута діелектричних втрат повинен містити порівняльний аналіз результатів його практичної реалізації з результатами, отриманими шляхом застосування раніше розроблених та заснованих на сукупних вимірюваннях методик
Аналіз можливості впровадження мережі Smart Grid в умовах поточного стану об’єднаних енергосистем України
No full textThe paper analyzes the current state of the energy system of Ukraine and the efficiency of generation and transmission of electricity. The analysis of the best world practices shows that the active development of modern technologies of energy accounting allows: to bring to a fundamentally new level the quality of data collection and analysis of consumers’ energy consumption; increases the efficiency of operational management of energy assets; promotes the active involvement of energy consumers in the processes of regulating their own energy consumption. Ukraine\u27s energy system has been in operation for quite a long time, and it is difficult for it to withstand the load of modern times. The high level of wear of the main and auxiliary equipment of the power system and the uneven distribution of load in the network often lead to emergencies and power outages to consumers. Undoubtedly, increasing the efficiency of electricity generation and supply is an important and urgent task for Ukraine\u27s energy sector. One of the modern and innovative concepts that can significantly affect the quality of electricity transmission is Smart Grid technology. This technology and its capabilities are not new. But the problems that accompany the widespread introduction of Smart Grid in the energy market of Ukraine do not have an unambiguous and effective solution. In this regard, this paper proposes to consider and discuss several scenarios for the implementation of Smart Grid in Ukraine, with an overview of their advantages and disadvantages. In particular, this is a scenario of monitoring and point-by-point implementation of certain Smart Grid technologies; scenario of development of existing and creation of new competencies in the field of Smart Grid; scenario of development and re-implementation of a comprehensive national program of innovative development of electric power on the basis of the Smart Grid concept. The ways of mathematical formulation of the Smart Grid optimization problem using the Data Science approach based on the machine learning system and neural networks are determined separately. These include Big Data processing methods, Data Mining, statistical methods, artificial intelligence methods, and Machine Learning. Data Science includes methods of designing and developing databases and application software. The main practical purpose of the scientist\u27s work is to extract useful information for business from large arrays of information, identify patterns, develop and test hypotheses by modeling and developing new software, and therefore are necessary and sufficient conditions for theoretical justification of practical implementation of Smart Grid in Ukraine.В роботі проаналізовано поточний стан енергетичної системи України та ефективності генерації і передачі електричної енергії. Аналіз передових світових практик показує, що активний розвиток сучасних технологій обліку енергоресурсів дозволяє: вивести на принципово новий рівень якість збору і аналізу даних про енергоспоживання споживачів; підвищує ефективність оперативного управління енергетичними активами; сприяє активному залученню споживачів енергії в процеси регулювання власного енергоспоживання. Енергосистема України експлуатується доволі довго і їй складно витримувати навантаження нового часу. Високий рівень зносу основного і допоміжного обладнання енергосистеми і нерівномірний розподіл навантаження в мережі часто призводять до аварійних ситуацій і відключень електропостачання споживачів. Безумовно, підвищення ефективності видобутку і постачання електроенергії є важливою і актуальною задачею для енергетики України. Однією із сучасних і інноваційних концепцій, які можуть суттєво вплинути на показники якості передачі електроенергії є технологія Smart Grid. Така технологія і її можливості не є новвими. Але проблеми, які супроводжують широке впровадження Smart Grid в умовах енергетичного ринку України, не мають однозначного і ефективного вирішення. У зв’язку з цим в цій роботі пропонується для розгляду і обговорення декілька сценаріїв реалізації Smart Grid в Україні, із оглядом їх переваг і недоліків. Зокрема, це сценарій моніторингу та точкового впровадження окремих технологій Smart Grid; сценарій розвитку існуючих та створення нових компетенцій у сфері Smart Grid; сценарій розробки та реалізації комплексної національної програми інноваційного розвитку електроенергетики на базах концепції Smart Grid. Окремо визначаються шляхи математичної постановки задачі оптимізації Smart Grid з використанням підходу Data Science на базі системи машинного навчання і нейронних мереж. Сюди входять методи обробки великих даних( Big Data), інтелектуального аналізу даних (Data Mining), статистичні методи, методи штучного інтелекту, а також машинне навчання (Machine Learning). Data Science включає методи проектування і розробки баз даних і прикладного програмного забезпечення. Основна практична мета роботи вченого за даними – це витяг корисних для бізнесу відомостей з великих масивів інформації, виявлення закономірностей, розробка і перевірка гіпотез шляхом моделювання і розробки нового програмного забезпечення, а отже є необхідними і достатніми умовами для теоретичного обґрунтування практичного впровадження Smart Grid в Україні
Заходи щодо підвищення енергоефективності систем зовнішнього освітлення міста Харкова
No full textHigh-quality street lighting improves visual perception of the road and provides for a significant decrease in the number of road accidents. It has been established that the total number of accidents can be reduced by 30% for national roads and by 45% for especially hazard areas (e.g., at intersections). Doubling of the average luminance of the road surface significantly reduces the number of accidents in the dark and twilight. Sufficient street lighting contributes to: reducing electricity consumption; decreasing operating costs; improving the environmental situation; promoting business, tourism and investment activity; decreasing the number of criminal offenses. The analysis of recent research and publications helped choose the best European practices which can be used to improve the outdoor lighting in Ukraine. The street lighting network is continuously growing and being modernized. Different types of light sources are being used in the network to illuminate the city. Today, high-pressure lamps (HPS) are leading. They are increasingly replaced by LED light sources. Not a small share is accounted for by metal-halide lamps. The smallest number of light sources in the street lighting system, high-pressure mercury and compact fluorescent lamps (CFLs). To increase the efficiency of the street lighting system and reduce energy consumption for its operation, measures for its reconstruction and modernization are required. For this purpose, it is necessary to address the following problems: high level of obsolescence and physical wear and tear of system elements; inefficient use and high losses of electricity at the stages of transportation and consumption, due to the use of obsolete and worn-out equipment; suboptimal distribution of the utility capacity, which leads to ineffective use of the existing lighting system; low efficiency of the street lighting control system, due to the lack of electric meters and remote monitoring and control of the street lighting. Introduction of energy-saving types of light sources is one of the ways to modernize the existing street lighting system. It is necessary to replace old lighting fixtures, which have already exhausted their life span, by new energy-saving light sources (replace CFLs by LEDs), use automatic control systems. All this in turn will help reduce energy costs by 60%. To improve energy efficiency of the street lighting system, it is also recommended to carryout the replacement of electromagnetic ballasts by electronic ones. The employment of electronic ballasts, e.g., in case of using HPS 250 lamps, allows to save approximately 255 kWh/year. Considering that the price per kW of electric energy is UAH 2.68, one luminaire helps save the amount of UAH 683.4 per year.Якісне зовнішнє освітлення покращує візуальне сприйняття дороги та значно зменшує кількості дорожньо-транспортних пригод. Встановлено, що загальна кількість ДТП може бути зменшена на 30% для доріг загального користування та на 45% для особливо небезпечних зон (наприклад перехрестях). Подвоєння середньої яскравості дорожнього покриття значно зменшує кількість ДТП у темряві та сутінках. Достатнє вуличне освітлення сприяє: скороченню споживання електроенергії;зниженню експлуатаційних витрат; покращенню екологічної ситуації; сприянню бізнесу, туризму та інвестиційній діяльності; зменшенню кількості кримінальних правопорушень. Аналіз останніх досліджень та публікацій допоміг обрати найкращі європейські практики, які можна використати для покращення зовнішнього освітлення в Україні. Мережа вуличного освітлення постійно зростає та модернізується. Для освітлення міста в мережі використовуються різні види джерел світла. Сьогодні лідирують лампи високого тиску (ДНаТ), які все частіше замінюються світлодіодними джерелами світла. Не мала частка припадає на метало-галогенні лампи. Найменша кількість джерел світла в системі зовнішнього освітлення є ртуті високого тиску та компактних люмінесцентних ламп (КЛЛ). Для підвищення ефективності системи вуличного освітлення її функціонування та зменшення споживання енергії необхідні заходи щодо її реконструкції та модернізації. Для цього необхідно вирішити такі проблеми: високий рівень застарілості та фізичного зносу елементів системи; неефективне використання та великі втрати електроенергії на етапах транспортування та споживання, через використання застарілого та зношеного обладнання; неоптимальний розподіл потужності комунального підприємства, що призводить до неефективного використання існуючої системи освітлення; низька ефективність системи управління вуличним освітленням, через відсутність електролічильників та дистанційного контролю та управління вуличним освітленням. Впровадження енергозберігаючих видів джерел світла один із шляхів модернізації існуючої системи зовнішнього освітлення. Необхідно замінити старі освітлювальні прилади, які вже вичерпали свій термін служби, на нові енергозберігаючі джерела світла (замінити КЛЛ на світлодіоди), використовувати автоматичні системи управління. Все це в свою чергу допоможе знизити витрати на енергію на 60%. Для підвищення енергоефективності системи зовнішнього освітлення також рекомендується проводити заміну електромагнітних баластів на електронні. Використання електронних баластів, наприклад, у разі використання ламп ДНаТ 250, дозволяє заощадити приблизно 255 кВт год/рік. Враховуючи, що ціна за кВт електричної енергії становить 2,68 грн., один світильник допомагає заощадити суму 683,4 грн. на рік
Зорове сприйняття в умовах зовнішнього освітлення
No full textLED street lighting is a topical trend in modern outdoor lighting. High light output of LEDs creates all conditions for modernization of electric lighting networks in Ukraine. Human vision is a complex process associated with retinal light perception. Vision is divided into: day vision, night vision, and twilight vision. The function of the eye is highly dependent on the distribution of brightness in the field of vision. The spectral sensitivity of photoreceptors varies for different wavelengths of the visible spectrum and different levels of light intensity. The rationing of the lighting installation is based on detailed studies of the observer’s visual performance depending on different lighting conditions. One of the main luminous parameters that can easily be measured objectively is illumination. Brightness as a function of illumination, the observer’s position and the spectral coefficient of the working surface reflection is more informative, but has some difficulty in measuring. There is a clear need to develop a system that would make it possible to uniquely assess the visual efficiency of a given spectral composition under certain observation conditions. It was decided to introduce the term equivalent brightness as the parameter of such a system. The difficulty of using the function Vek(λ,Lek) to calculate the equivalent brightness is the function’s dependence Vek(λ,Lek) on Lek. The aim of the study is to approximate the function of the relative spectral luminous efficiency in mesopathic regions by a set of standard CIE functions that do not depend on the value of equivalent luminosity. The calculation method Vek(λ,Lek) is proposed using only two normalized functions of the relative spectral radiation efficiency for day V(λ) and night V\u27(λ) vision. The use of such approximation function makes it possible to determine the equivalent brightness, which adequately reflects the level of visual perception under the conditions of ambient illumination, based on the photometric brightness of the light source. To calculate Vek(λ,Lek) we use the ICE recommended functions of relative spectral light efficiency for the twilight vision, which are based on the spectral composition of the blackbody radiation with a color temperature of 2042 K. The use of the developed methodology provides results that more accurately characterize the efficiency of light sources in outdoor lighting installations compared to the results of calculations obtained when using standard methods.Світлодіодне вуличне освітлення є актуальним напрямком в сфері сучасного зовнішнього освітлення. Велика світлова віддача світлодіодів створює всі умови для модернізації існуючих мереж електроосвітлення в Україні. Зір людини – це складний процес, пов\u27язаний зі сприйняттям світла сітківкою ока. Зір поділяється на: денний, нічний і сутінковий. Робота ока істотно залежить від розподілу яскравості в полі зору. Спектральна чутливість фоторецепторів різна для різних довжин хвиль видимого спектру і різних рівнів інтенсивності світла. Нормування освітлювальної установки базується на детальних дослідженнях зорової працездатності спостерігача залежно від різних умов освітлення. Одним з основних світлових параметрів, який легко піддається об\u27єктивним вимірюванням, є освітленість. Яскравість, як функція освітленості, розташування спостерігача і спектрального коефіцієнта відбиття робочої поверхні більш інформативна, але має деякі труднощі при вимірюванні. Очевидна необхідність у розробці системи, що дозволяє однозначно оцінити зорову ефективність джерела світла заданого спектрального складу за певних умов спостереження. Вирішено в якості параметра такої системи ввести термін еквівалентної яскравості. Складність використання функції Vek(λ,Lek) для розрахунку еквівалентної яскравості полягає в залежності самої функції Vek(λ,Lek) від Lek. Метою дослідження є апроксимація функції відносної спектральної світлової ефективності у мезопічній області набором стандартних функцій МКО, що не залежать від значення еквівалентної яскравості. Пропонується метод розрахунку Vek(λ,Lek) з використанням лише двох нормалізованих функцій відносної спектральної ефективності випромінювання для денного V(λ) і нічного V\u27(λ) зору. Використання такої функції апроксимації дає можливість за фотометричною яскравістю джерела світла визначити еквівалентну яскравість, яка адекватно відображує рівень зорового сприйняття в умовах зовнішнього освітлення. Для розрахунку Vek(λ,Lek) використовуються рекомендовані МКО функції відносної спектральної світлової ефективності для сутінкового зору, в основу яких покладено спектральний склад випромінювання чорного тіла з колірною температурою 2042 К. Використання розробленої методики дозволяє одержати результати, що точніше характеризують ефективність джерел світла в освітлювальних установках зовнішнього освітлення, ніж результати обчислення за стандартними методиками
Проектування та моделювання сервоприводного двигуна за допомогою використання ANSYS Electromagnetics
No full textThe paper is devoted to determining the output parameters of a servomotor, which belongs to synchronous machines with permanent magnets, in order to further determine the characteristics of transient modes in the software package ANSYS Electromagnetics. RMxprt, part of ANSYS Electromagnetics, allows to determine the parameters of windings, losses, motor performance, but requires filling out a form with a complete set of geometric dimensions and winding data. Of course, such data are not available in the motor data sheet, so the first task solved in the paper is to determine all the necessary and sufficient parameters to perform the calculation in RMxprt. The results of the calculations were compared with the measurements on the experimental servomotor EMG-10APA22. This paper shows how to export a servomotor object from RMxprt to the Simplorer workspace, which is also part of the ANSYS Electromagnetics. According to the simulation results in ANSYS Simplorer, the characteristics of the transient modes of the servomotor powered by a stable three-phase source are obtained. Prospects for further research related to the improvement of the simulation model in ANSYS Simplorer are presented.Стаття присвячена визначенню вихідних параметрів серводвигуна, який відноситься до синхронних машин з постійними магнітами, з метою подальшого визначення характеристик динамічних режимів в програмному пакеті ANSYS Electromagnetics. Програма RMxprt, яка входить до ANSYS Electromagnetics, дозволяє визначити параметри обмоток, втрати, робочі характеристики двигуна, але вимагає заповнення формуляру з повним набором геометричних розмірів та обмоткових даних. Звичайно, такі дані відсутні у паспорті двигуна, тому перша задача, яка вирішена у статті – це визначення всіх необхідних і достатніх параметрів для виконання розрахунку в RMxprt. Результати розрахунків були порівняні із вимірюваннями за допомогою експериментального зразку серводвигуна моделі EMG-10APA22. У статті показано, як виконати експорт об’єкту серводвигуна з RMxprt у робочій простір програми Simplorer, яка також входить до пакету ANSYS Electromagnetics. За результатами моделювання в ANSYS Simplorer отримано характеристики перехідних режимів серводвигуна при живленні від стабільного трифазного джерела. Показано перспективи подальших досліджень, пов’язаних з удосконаленням імітаційної моделі в ANSYS Simplorer
Зменшення втрат електроенергії шляхом стабілізації напруги на струмоприймачі рухомого складу постійного струму
No full textThe invention relates to an energy-efficient method for voltage stabilization at the electric rolling stock current collector through traction substation control means which provide a nominal voltage value during the electric train movement by an interstation section. The dependence of potential distribution in the contact wire during the electric rolling stock movement by an interstation section was investigated. Also researched and developed are the new ways of voltage stabilization at the current collector of the electric rolling stock based on synchronous (the same for two adjacent traction substations) and asynchronous paths of voltage regulation at DC buses of traction substations related to one synchronous and two asynchronous ways of voltage stabilization in the contact network with obtaining the energy performance describing them. The energy performance of the investigated methods of voltage stabilization in the contact network is compared, and the energy efficiency of each of them is determined. It is proved that the use of modern types of semiconductor converters such as an active rectifier – voltage source in the power equipment of DC traction substations will enable to implement adaptive voltage stabilization systems at the rolling stock current collector, providing nominal voltage values of traction motors on the interstation section without using additional equipment on the rolling stock and, as a consequence, justification and application of these methods is suitable for upgrading the existing and designing new traction substations.Розроблено та запропоновано енергоефективні способи стабілізації напруги на струмоприймачі електрорухомого складу засобами керування тягових підстанцій, що забезпечують номінальне значення напруги при русі електропоїзда міжпідстанційною ділянкою. Було досліджено залежність розподілу потенціалу в контактному проводі при переміщені електрорухомого складу на міжпідстанційній ділянці. Також досліджено та розроблено нові способи стабілізації напруги на струмоприймачі електрорухомого складу, що засновані на синхронній (однаковій для двох суміжних тягових підстанцій) та асинхронній траєкторіях регулювання напруги на шинах постійної напруги тягових підстанцій синхронних і двох асинхронних способів стабілізації напруги в контактній мережі, з отриманням енергетичних характеристик, що їх описують. Порівняно енергетичні показники досліджуваних способів стабілізації напруги в контактній мережі з визначенням енергетичної ефективності кожного з них. Доведено, що використання сучасних типів напівпровідникових перетворювачів, таких як активний випрямляч – джерело напруги, в силовому обладнанні тягових підстанцій постійного струму дозволить реалізувати адаптивні системи стабілізації напруги на струмоприймачі рухомого складу, що забезпечують номінальні значення напруги на тягових електродвигунах на міжпідстанційній ділянці без застосування додаткового обладнання на рухомому складі та, як наслідок, обґрунтування та застосування цих способів є придатним для модернізації діючих та проектуванні нових тягових підстанцій
Smart Grid технології як концепція інноваційного розвитку енергетики: вихідні пропозиції для розвитку України
No full textThe formation of the concept of Smart Grid is associated with a number of issues, including theoretical and methodological. One of the main problems in forming such theory is to build its basis, the starting point for the development of which is the definition of Smart Grid as a systems of views concept on the future of power engineering, the principles of operation and technological basis of which undergoes significant changes compared to modern energy. The paper is aimed at reviewing and developing directions and approaches to the definition of Smart Grid in combination with machine learning mechanisms, highlighting their diverse and common nature to develop a holistic innovative energy development. In this paper, a study of the energy sector in Ukraine was conducted. Its efficiency and innovative development are considered. Problems with the implementation of Smart Grid technology, which arise when using alternative sources and monitoring and administration systems, were highlighted. The ways of mathematical formulation of the Smart Grid optimization problem are determined using the Data Science approach based on the machine learning system and neural networks. Big Data processing methods, Data Mining, statistical methods, artificial intelligence methods, and Machine Learning are analyzed. The design and development of databases and application software will be done using the Data Science method. Smart-technologies will take over the processes of control, accounting and diagnostics of assets, which will provide promising opportunities for self-recovery of the power system, as well as efficient operation of fixed assets. With the introduction of Smart Grid technologies for the Ukrainian power industry, significant fundamental changes will take place. This is the transition from centralized methods of generation and transmission of electricity to distributed networks with the ability to control energy production facilities and network topology at any point, including at the consumer level. Replacement of centralized demand forecasting according to the methodology of active consumer influence becomes an element and subject of the management system. A high-performance information and computing infrastructure will be built as the core of the energy system. This approach creates the preconditions for the widespread introduction of new devices that increase the maneuverability and controllability of the equipment. The creation of next-generation operational applications (SCADA/EMS/NMS) allows the use of innovative algorithms and methods of power system management, including its new active power elements.Формування концепції розумної мережі Smart Grid пов’язано із низкою питань, зокрема й теоретико-методологічного характеру. Одна з основних проблем формування такої теорії полягає в побудові її основи, відправним початком для розробки якої є визначення поняття Smart Grid, як концепції систем поглядів на майбутнє електроенергетики, принципи функціонування та технологічний базис якої зазнає суттєвих змін в порівнянні з характерними рисами для сучасної енергетики. Стаття спрямована на огляд та розробку напрямів та підходів до означення поняття Smart Grid у поєднанні з механізмами машинного навчання, висвітлення їх різноманітного та спільного характеру для вироблення цілісного інноваційного розвитку енергетики. В даній роботі було проведено дослідження енергетичної галузі в Україні. Розглянуто її ефективність та інноваційний розвиток. Було виділено проблеми при впроваджені технології Smart Grid, які постають при застосуванні альтернативних джерел та систем моніторингу й адміністрування. Визначаються шляхи математичної постановки задачі оптимізації Smart Grid з використанням підходу Data Science на базі системи машинного навчання і нейронних мереж. А саме, методи обробки великих даних (Big Data), інтелектуального аналізу даних (Data Mining), статистичні методи, методи штучного інтелекту, а також машинне навчання (Machine Learning). Проектування і розробка баз даних та прикладного програмного забезпечення буде відбуватися за допомогою методу Data Science. Smart-технології переймуть процеси контролю, обліку та діагностики активів, що забезпечить перспективні можливості самовідновлення енергосистеми, а також ефективний режим експлуатації основних фондів. При впровадженні технологій Smart Grid для української електроенергетики відбудуться значні принципові зміни. Це перехід від централізованих методів генерації і передачі електроенергії до розподілених мереж з можливістю управління об\u27єктами енерго-виробництва і топологією мережі в будь-якій точці, в тому числі на рівні споживача. Заміна централізованого прогнозування попиту за методологією активного впливу споживача стає елементом і суб\u27єктом системи управління. Відбудеться побудова високопродуктивної інформаційно-обчислювальної інфраструктури, як ядра енергетичної системи. Такий підхід формує передумови для широкого впровадження нових пристроїв, що підвищують маневреність і керованість обладнання. Створення операційних додатків наступного покоління (SCADA/EMS/NMS) дозволяє використовувати інноваційні алгоритми і методи управління енергосистемою, у тому числі її новими активними елементами
Access Repository Dashboard
Do you manage Lighting Engineering & Power Engineering? Access insider analytics, issue reports and manage access to outputs from your repository in the CORE Repository Dashboard!