Досліджено проблему підвищення ефективності використання електропостачальних систем за рахунок виявлення резервів елементів цих систем щодо термічної та динамічної стійкості до струмів короткого замикання. Розроблено вдосконалену імовірнісну модель розрахунку характерних струмів короткого замикання з урахуванням восьми параметрів, що впливають на нього, та часу переходу одного виду короткого замикання до іншого. Одержано функції розподілу та квантелі характерних струмів короткого замикання, які враховуються під час вибору та перевірки силових кабелів, комутаційних апаратів і силових трансформаторів щодо струмів короткого замикання.

  Скачати повний текст

Досліджено питання підвищення надійності сільських електричних мереж шляхом розробки нових нетрадиційних методів і засобів неруйнівного автоматизованого контролю та діагностування стану ізоляції. Встановлено функціональні залежності струму витоку опорних ізолянтів (35 кВ) від факторів навколишнього середовища та розрядних напруг. Зазначено, що дані залежності є необхідною передумовою для розробки пристроїв неруйнівного безперервного контролю забруднення ізоляції. Запропоновано та реалізовано новий нетрадиційний спосіб контролю за станом ізоляції в мережах з ізольованою нейтраллю, що базується на використанні струмів витоку опорних ізолянтів без застосування трансформаторів напруги.

  Скачати повний текст

Розроблено нову систему АСКОЕ дистанцій електропостачання залізниць з новими функціями, що підвищують енергетичну ефективність електричної тяги, серед яких - раціональне переведення тягових підстанцій та диференційовані тарифи оплати за активну та реактивну електроенергію, контроль за раціональним електрообігрівом приміщень дистанцій електропостачання, прогнозування місячних витрат електроенергії тягових підстанцій, непрямий контроль за спрацьовуванням ресурсу тягових трансформаторів. Для реалізації цих функцій розроблено моделі раціонального переводу тягових підстанцій на диференційовані тарифи оплати за активну і реактивну електроенергію, а також раціонального електрообігріву приміщень. Теоретично обгрунтовано доцільність застосування методу "Гусениця" для прогнозування місячних витрат електроенергії дистанцій електропостачання.

  Скачати повний текст

За результатами аналізу міжнародних стандартів стосовно електронних трансформаторів струму (ТС) і напруги (ТН) та розробки проектів серії національних стандартів щодо мереж і систем зв'язку на підстанціях енергосистем, гармонізованих зі стандартами Міжнародної електротехнічної комісії (МЕК), розроблено принципи побудови, структурну схему та загальну інформаційну модель адаптивного вимірювального перетворювача струму та напруги (АВПСН) та методи коригування його вихідних сигналів. Розроблено проект методики проведення випробувань АВПСН для визначення та підтвердження його метрологічних характеристик та інформаційної й функціональної сумісності з іншими компонентами автоматизованих систем керування електроенергетичних об'єктів (АСК ЕЕО). Визначено та обгрунтовано найбільш прийнятну та перспективну для сучасної вітчизняної електроенергетики схему організації інформаційної взаємодії вимірювальних трансформаторів (ВТ) з АСК підстанцій.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена актуальній науково-технічній проблемі підвищення енергетичної ефективності електрорухомого складу змінного струму з колекторними тяговими двигунами за рахунок вдосконалення тягових перетворювачів. Одним з ефективних засобів підвищення коефіцієнта потужності електрорухомого складу змінного струму з колекторними тяговими двигунами є активні випрямлячі. У дисертації розроблено математичний опис активного випрямляча струму з тяговим двигуном постійного струму, проведено аналіз енергетичної ефективності випрямляча при широтно-імпульсній модуляції з синусоїдальним, трапецеїдальним та прямокутно-ступінчатим модуляційним сигналом. Запропоновано силову схему активного тягового перетворювача з двозонним регулюванням напруги і алгоритм управління транзисторами в режимах тяги і рекуперації. Результати комп'ютерного моделювання показали, що активний тяговий перетворювач забезпечує високий коефіцієнт потужності електровоза (0,83…0,99) і більш низький рівень несинусоїдальності струму первинної обмотки тягового трансформатора (THDi до 17 %) у порівнянні з тиристорним перетворювачем, що дає змогу скоротити витрати електроенергії на тягу поїздів.^UThe dissertation is devoted to the actual scientific and technical problem of increasing the energy efficiency of the AC electric locomotives with DC traction motors due to the improvement of traction converters. Active rectifiers are one of the effective ways to increase the power factor on AC electric locomotives with DC traction motors. In this thesis, the mathematical description of the active current source rectifier with DC motor is improved. The analysis of the active rectifier energy efficiency with a sinusoidal, trapezoidal and rectangular-stepped pulse-width modulation (modulation frequency 900 Hz, 1,200 Hz and 1,800 Hz) is performed. The power circuit of the active traction converter with two-zone DC voltage regulation and the algorithm for controlling transistors in traction and recuperation modes has been developed. The results of computer simulation showed that the active traction converter can provide a high power factor of electric locomotive (0.83...0.99). The trolley wire current THD is 9...17%, which is less than with a thyristor converter. This reduces the consumption of electricity for traction.

Проведено аналіз ефективності комплексу пристроїв обмеження величини та тривалості внутрішніх перенапруг на регулювальний трансформатор статичного компенсатора реактивної потужності прямого регулювання. Встановлено залежність ефективності роботи комплексу пристроїв обмеження перенапруг від головної параметричної характеристики компенсатора (яка визначається як співвідношення між номінальною напругою мережі та найбільшою з номінальних напруг регулювальної обмотки цього трансформатора), що дозволило запропонувати приниципи керування та критерій вибору відповідного методу керування потенціалом бічного електрода швидкодійного високовольтного короткозамикача для підвищення надійності захисту. Розроблено рекомендації щодо зміни схеми та параметрів пристроїв обмеження перенапруг, що зменшують розрахункові дії на вентильні розрядники вольтододатного трансформатора (ВДТ) та вирішують науково-технічну проблему, обумовлену невідповідністю рівнів ізоляції регулювальної обмотки ВДТ та величин перенапруг, що діють на неї.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено розробці і дослідженню нового підходу до методів аналізу і розрахунку магнітних полів електротехнічних пристроїв. Запропоновано новий напрямок в методах розрахунку електромагнітних полів, який базується на широкому використанні розривних функцій і передбачає одержання рішення в необмеженому просторі. Доведено ефективність такого підходу при розгляді тримірних і нелінійних задач. Одержано аналітичне рішення задачі розрахунку тримірного магнітного поля спрощеної математичної моделі кріогенератора з урахуванням кінцевої довжини магнітопроводу, поля тороідального трансформатора з витим стрічковим магнітопроводом з урахуванням кінцевої ширини сталевої стрічки та поля у сталевому листі і двошаровому просторі з урахуванням нелінійності кривої намагнічування. Розраховані вибіркові обмотки для вимірювання і компенсуючих пристроїв зовнішнього поля розсіювання електрообладнання.

  Скачати повний текст

Запропоновано дві модифікації двопараметрового електромагнітного методу спільного контролю магнітної проникності та питомої електричної провідності виробу з урахуванням та без нього впливу одного параметра на інший. Розроблено методику розрахунку очікуваних значень компонентів вихідних сигналів трансформаторного електромагнітного перетворювача, що працює в абсолютному та диференціальному варіантах, а також визначено межі застосування трансформаторного електромагнітного перетворювача (ТЕМП) за зазначених варіантів його функціонування. Розроблено схеми установок для дво- та трипараметрового контролю на базі використання ТЕМП, що працює зі стандартним вольтметром, амперметром, фазометром і фазочуйним ферометром. Надано теоретичне обгрунтування дво- та трипараметрового диференціального електромагнітного методу та ТЕМП для спільного контролю магнітного, електричного параметрів і радіусу циліндричного виробу. Створено методику розрахунку методичних похибок спільного визначення магнітних, електричних параметрів виробу та його радіуса для одно- та двочастотного диференціального ТЕМП, ці методичні похибки обумовлені заміною реальних функцій перетворення їх лінійним наближенням, тобто відхиленням реальних функцій від лінійних наближень робочої точки. Подано результати експериментальних абсолютних і диференціальних дво- та трипараметрових вимірів магнітних, електричних і геометричних величин. Наведено області практичного використання розглянутих електромагнітних методів і пристроїв для дво- та трипараметрового контролю в абсолютному та диференціальному варіантах.

  Скачати повний текст

У дисертаційній роботі наведено основні функції та нормативні вимоги з діагностики заземлювальних пристроїв, проведено аналіз результатів діагностики та наведено основні недоліки заземлювальних пристроїв. Обґрунтована актуальність вдосконалення заземлювальних пристроїв електроустановок напругою понад 1 кВ у електричних мережах із глухозаземленою або ефективно заземленою нейтраллю, яке спрямовано на забезпечення електромагнітної сумісності первинних та вторинних кіл, а саме на запобігання пошкодження ізоляції кабелів вторинних кіл вимірювальних трансформаторів струму та на запобігання хибних спрацювань струмових захистів.У роботі вперше сформульовано три додаткових критерії виконання заземлювальних пристроїв підстанцій напругою 330(220)/150(110) кВ, які спрямовано на попередження пошкодження ізоляції кабелів струмових захистів при ударі блискавки та при короткому замиканні на шинах розподільного пристрою, а також на попередження хибного спрацювання струмових захистів у випадку пошкодження ізоляції вказаних кабелів.У роботі проведено аналіз експериментальних даних, отриманих на 80 діючих підстанціях України напругою 330(220)/150(110) кВ, для визначення незалежних факторів. В результаті проведення однофакторних експериментів встановлено, що незалежними факторами є площа заземлювального пристрою, еквівалентний питомий опір ґрунту, розмір чарунки сітки заземлювального пристрою, периметр перерізу горизонтальних заземлювачів, глибина закладання горизонтальних заземлювачів, струм однофазного короткого замикання, а також конструктивний коефіцієнт, який є відношенням відстані між трансформатором струму та залою релейних панелей до діагоналі заземлювального пристрою. Встановлено реальні діапазони значень незалежних факторів. В результаті проведення однофакторних експериментів встановлено, що глибина закладання горизонтальних заземлювачів є незначимим фактором. У роботі теоретично обгрунтовано умови та проведено повні дворівневі чотирьохфакторний та п'ятифакторний експерименти для визначення опору заземлювального пристрою при короткому замикані. У роботі наведено результати розрахунку опору заземлювального пристрою для реальних значень факторів 80 підстанцій за отриманими формулами та за формулами, які відомі з нормативної та технічної літератури. У роботі вперше теоретично обгрунтовано умови та проведено повний дворівневий шестифакторний експеримент для визначення напруги на ізоляції кабелю вторинних кіл трансформатору струму, який є найвіддаленішим від зали релейних панелей, при короткому замиканні на шинах. У роботі наведено результати розрахунку вказаної напруги для реальних значень факторів 80 підстанцій за отриманими формулами. У роботі сформульовано процедуру експериментального визначення напруги на ізоляції кабелю вторинних кіл трансформатору струму, який є найвіддаленішим від зали релейних панелей, при імітації короткого замикання на шинах цього трансформатору струму. У роботі було розроблено методику та наведено приклади визначення конструктивних параметрів та матеріальних витрат на виконання заземлювальних пристроїв підстанцій 330(220)/150(110) кВ з використанням отриманих в роботі математичних моделей за критерієм запобігання пошкодження ізоляції кабелів струмових захистів при короткому замиканні, а також за критерієм запобігання хибного спрацювання струмових захистів у випадку замикання на землю фазного або нульового провідників кабелю вторинних кіл.^UIn the dissertation the basic functions and normative requirements for grounding system diagnostics are given, the analysis of the diagnostics results is carried out and the main disadvantages of grounding system are given. The urgency of improvement of the grounding systems of electrical installations with the voltage of more than 1 kV in electric networks with a grounded or effectively grounded neutral is substantiated. The improvement is aimed at ensuring the electromagnetic compatibility of primary and secondary circuits, namely, at ensuring the prevention of damage to the insulation of cables of secondary circuits of measuring current transformers and at ensuring the prevention the false triggers of current protections.In the work, for the first time, three additional criteria for the implementation of grounding systems of 330 (220) / 150 (110) kV substations are formulated, which are aimed at preventing damage to the insulation of current protection cables with lightning strike and with short circuit, as well as to prevent current protection false triggering in the event of damage to the insulation of the specified cables.The paper analyzes the experimental data obtained at 80 operating substations 330 (220) / 150 (110) kV of Ukraine, to determine the independent factors as well as insignificant factors from a number of independent ones. As a result of single-factor experiments, it was established that the independent factors are follows: the area of the grounding systems, the equivalent specific soil resistance, the size of the grounding systems mesh cell, the perimeter of the horizontal electrodes section, the depth of the horizontal electrodes, the current of the single-phase short circuit and a constructive coefficient which is the ratio of the distance between the current transformer and the relay panels hall to the diagonal of the grounding system. As a result of single-factor experiments, the depth of the horizontal electrodes was found to be insignificant .In the paper a complete two-level four-factor and five-factor experiments were carried out to determine the grounding system resistance with short-circuiting. The results of calculation of the grounding system resistance for the real values of the factors of 80 substations based on the formulas obtained and the formulas known from normative and technical literature are presented in the work. In the paper, for the first time, a complete two-level six-factor experiment was carried out to determine the voltage on the cable insulation of the secondary circuits of the current transformer, which is the most distant from the relay panel hall, with a short circuit. The paper presents the results of calculation of the given voltage for real values of the factors of 80 substations based on the obtained formulas. In the paper the procedure for the experimental determination of the voltage on the insulation of the secondary circuits cable of the current transformer, which is the most distant from the relay panel hall, when simulating a short circuit on the bus of this current transformer, was formulated. In the paper a technique was developed and examples of design parameters and material costs for the implementation of grounding system of substations 330 (220) / 150 (110) kV using the mathematical models obtained in the work on the criterion of prevention of insulation damage of current protection cables with short-circuit, as well as the criterion for preventing the false triggering of current protection in the event of a grounding of the phase or zero conductors of the secondary circuits cable.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.09.01 «Електричні машини й апарати» (141 – Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка). – Кременчуцький національний технічний університет імені Михайла Остроградського Міністерства освіти і науки України, Кременчук, 2019. Дисертаційна робота направлена на вирішення актуального наукового завдання, спрямованого на вдосконалення методів моделювання електромагнітних процесів і покращення точності визначення параметрів силових трифазних трансформаторів у режимах з несиметричними несинусоїдними струмами неробочого ходу.Виконано аналіз конструктивних особливостей трансформаторів І-ІІІ габаритів та запропоновано перетворення структур геометричних параметрів багатокомпонентних активних частин трансформаторів у кортежі фізико-геометричних структур, які доповнені множинами параметрів і характеристик механічних, електричних і магнітних властивостей їх матеріалів, що дозволило сформувати з кортежів локальних структур силових трансформаторів унітарну структуру для виробничої програми підприємства.Набули подальшого розвитку методи схемно-польових розрахунків електромагнітних процесів в активних частинах силових трифазних трансформаторів І-ІІІ габаритів. Вперше запропоновано спряжену схемно-польову модель електромагнітних процесів, яка поєднує інтегро-диференціальні рівняння схемної моделі для фазних струмів і потокозчеплень із диференціальними рівняннями у частинних похідних для векторних магнітних потенціалів. Запропоновано новий метод «вільного» зсуву обмоток у вікнах магнітної системи і введення додаткових площин симетрії активної частини, що дозволяє в чотири рази зменшити об'єм 3D області моделювання. Засобами конформного відображення ступінчастих стрижнів і ярм магнітної системи 3D області моделювання перетворюються у 2D підобласті, що скорочує час чисельної реалізації на два порядки і забезпечує високу точність розрахунків проектних параметрів.Запропоновано новий функціональний базис із функціями Гаусса і додатковими функціями похибок для побудови рівнянь нелінійної регресії та вдосконалено методику опису явищ гістерезисного і безгістерезисного намагнічування, що забезпечує підвищення точності математичного опису магнітних характеристик анізотропних холоднокатаних електротехнічних сталей.Визначено вплив несиметричного розподілу і гармонійного складу фазних струмів намагнічування на енергію магнітного поля в області активної частини, що дозволило уточнити параметри трифазного силового трансформатора і обґрунтувати напрями для зменшення струмів і втрат неробочого ходу.Розроблено уточнену методику розрахунку електромагнітних параметрів силового трансформатора на основі даних сумісного схемного і польового моделювання, отриманих із застосуванням сучасних спеціалізованих програм для чисельної реалізації 3D моделі магнітного поля з урахуванням особливостей конструктивної будови активної частини та нелінійних властивостей активних матеріалів.Запропоновано нову методику для корегування значень струмів намагнічування при роботі силових трансформаторів на різних ступенях РПН на основі методів лінійної та поліноміальної регресії, що значно покращує точність розрахунків і суттєво скорочує витрати часу на етапі конструкторської підготовки виробництва. На основі порівняння даних випробувань 19 трифазних силових трансформаторів I–III габаритів із розрахунковими параметрами неробочого ходу, що визначаються за коригуючою методикою і даними схемно-польового моделювання, доводиться істотне зниження похибок розрахунку параметрів неробочого ходу (на 12–14 % – для струму і на 9–11% – для втрат неробочого ходу).Запропоновано нові конструктивні рішення для компенсації третіх гармонійних складових струмів намагнічування і складових струмів намагнічування зворотної послідовності фаз, які полягають у диференціації площ перерізу стрижнів і кількості витків обмоток по фазах трансформатора. Це дозволило без збільшення маси магнітної системи і маси його обмоток скоротити відхилення фазних струмів намагнічування по амплітуді до 3,2%, зменшити діюче значення струму та втрати неробочого ходу трансформатора на 6,8% і 16,4% відповідно.Запропоновані у дисертації підходи, методики і нові технічні рішення можна розповсюдити для інших типів виконання силових трансформаторів І-ІІІ габаритів.Ключові слова: трансформатор силовий, магнітна система, активна частина, неробочий хід, магнітне поле, чисельне моделювання, електромагнітні процеси, гармонійний склад струмів.^UThesis for a Candidate Degree in Engineering (Doctor of Philosophy), specialty 05.09.01 "Electric Machines and Appliances" (141 – Electricity, Electrical Engineering and Electromechanics). – Kremenchuk National Technical University named after Mykhailo Ostrogradsky Ministry of Education and Science of Ukraine, Kremenchug, 2019.In the dissertation work the circuit-field calculations methods of parameters in no-load operation of power three-phase transformers I-III dimensions are further developed.New circuit-field models of electromagnetic processes in the active part of power transformer are proposed. The parameters of the external network, design features of active parts and nonlinear properties of active materials are taken into account. Approaches to improve the accuracy and efficiency of numerical implementation are substantiated.The influence of the asymmetric distribution and harmonic composition of phase magnetizing currents on the magnetic field energy in the active part region and the parameters of a three-phase power transformer is determined.Constructive solutions for reducing currents and no-load losses are proposed and substantiated.Key words: power transformer, magnetic system, active part, no-load, magnetic field, numerical simulation, electromagnetic processes, harmonic composition of currents.

Удосконалено відомі та створено нові компоненти комп'ютерних систем, систем управління вимірювальних пристроїв, а саме: п'єзокерамічних трансформаторів, які використовуються для датчиків (перетворювачів) механічних величин. Розвинуто теорію мономорфних п'єзоелектричних трансформаторів, які використовуються для створення датчиків механічних величин, зокрема, побудовано та досліджено більш точні математичні моделі дискових п'єзоелектричних трансформаторів. Вивчено теорію біморфних п'єзотрансформаторів. Адаптовано математичну модель п'єзоелектричного трансформатора для вигибних коливань, а також уточнено електричну еквівалентну схему біморфного п'єзотрансформатора. Побудовано та досліджено моделі та схеми підключення домено-дисипативних п'єзотрансформаторів і датчиків на їх основі, що дозволило підвищити чутливість і розширити робочий діапазон частот. Запропоновано та досліджено метод контролю та діагностування п'єзоелектричних трансформаторів, який передбачає збудження п'єзоелектричних трансформаторів електричним сигналом у формі меандру та діагностування п'єзоелектричних трансформаторів за виглядом перехідної характеристики.

  Скачати повний текст

Досліджено систему використання низькопотенційних теплових вторинних енергоресурсів для гарячого водопостачання на прикладі комбінованої масляно-випарної системи охолодження трансформаторів. Встановлено, що використання системи охолодження знижує температуру масла в баці трансформатора, збільшує номінальну потужність на 5 - 10 %, зменшує різницю температур між верхніми та нижніми шарами масла, що скорочує знос ізоляції та збільшує термін її служби. Отримано теоретичні та експериментальні залежності, які дозволяють точно розрахувати густину теплового потоку на поверхні обмотки та визначити розмір поперечного перерізу витка проводу обмотки. Розроблено, запроектовано та впроваджено дослідний промисловий зразок комбінованої масляно-випарної системи охолодження трансформатора ТСМА 100/6.

  Скачати повний текст

Встановлено нові аналітичні залежності для визначення кількості розрахункових ланок ланцюгової схеми заміщення довгої лінії згідно допустимої похибки, що дало можливість використовувати ланцюгові схеми в комп'ютерних розрахунках зарядних кіл з довгою кабельною лінією. Обгрунтовано мінімальні енергетичні параметри високовольтних електророзрядних комплексів, необхідні для покращання фільтраційних властивостей колекторів нафти після їх електрогідроімпульсної обробки. Визначено можливість покращання масогабаритних характеристик, питомих енергетичних параметрів і підвищення потужності високовольтних електророзрядних комплексів занурювального типу, що працюють за умов високих зовнішнього гідростатичного тиску (до 50 МПа) і температури (приблизно 373 К), за рахунок визначення оптимальної проміжної частоти передачі енергії по лінії з розподіленими параметрами, яка обмежує напругу та потужність, що передаються в навантаження. Обгрунтовано допустимий діапазон регулювання електричних характеристик (амплітуди та частоти проміжної напруги, індуктивності регулювального дроселя, коефіцієнта трансформації узгоджувальних трансформаторів) зарядного кола високовольтних електророзрядних комплексів занурювального типу для електрогідроімпульсної обробки нафтових свердловин, який дозволяє регулювати зарядні процеси в колах, що містять довгі лінії.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена вирішенню науково-прикладної проблеми вдосконалення методів та засобів перетворення параметрів електроенергії в напівпровідникових перетворювачах на основі високочастотних магнітних підсилювачів.Запропоновано методи для вирішення актуальної задачі створення загальної концепції побудови високоефективних компактних високочастотних НПЕ в широкому діапазоні вихідних потужностей (десятки Вт – одиниці кВт) та забезпечення високого рівня їх уніфікації задля мінімізації матеріальних, фінансових та інтелектуальних затрат на етапі як розробки перетворювачів, так і їх виробництва.Розроблено інтервальну макромодель енергетичної характеристики високочастотного магнітного підсилювача у вигляді функції від вихідних параметрів перетворювачів електроенергії, яку покладено в основу методу оптимізації масо-габаритних та цінових характеристик осердь магнітних підсилювачів в широкому діапазоні вихідних потужностей з метою створення технології проектування уніфікованого ряду НПЕ з оптимальними масо-габаритними характеристиками осердь ВМП.З метою побудови НПЕ з високим рівнем струму навантаження запропоновано та досліджено методи організації паралельної роботи як імпульсних стабілізаторів постійної напруги на високочастотних магнітних підсилювачах, так і високочастотних нерегульованих транзисторних інверторів, які забезпечують рівномірний розподіл струму навантаження між окремими стабілізаторами та високу стабільність синхронної та синфазної комутації високочастотних інверторів.Запропоновано новий метод побудови керованих перетворювачів на основі ВМП з виходом на змінному струмі із широким діапазоном регулювання частоти вихідної напруги, який забезпечує низький рівень електромагнітних завад та високий рівень динамічних характеристик.Запропоновано та досліджено методи побудови ІСПН на ВМП з синхронним випрямленням, в яких керування польовими транзисторами випрямляча здійснюється безпосередньо у функції напруг високочастотного силового трансформатора інвертора, а керування польовим транзистором у вихідному фільтрі у функції уже наявних в НПЕ напруг дроселів насичення ВМП без введення будь-яких додаткових елементів чи схем керування ними. Результати проведених експериментальних досліджень електромагнітної сумісності НПЕ на ВМП засвідчили низький рівень їх електромагнітних завад випромінювання. Задля покращення електромагнітної сумісності запропоновано та досліджено використання в цих перетворювачах коректорів коефіцієнта потужності, що реалізовують принцип ОСС (One Cycle Control).Проведено дослідження в частотній області НПЕ на ВМП при замкнутому зворотному зв'язку з використанням пакета прикладних програм PSPICE.Результати роботи використано при проектуванні керованого трьохканального імпульсного джерело живлення електричних гальм системи електроприводу антени великого діаметра (ДНТП «ТЕХАС-К», м. Тернопіль), імпульсного джерела живлення автомобільного радіосканера (ТОВ НВФ «Інтеграл», м. Тернопіль), джерела живлення радіопередавальних та приймальних пристроїв систем дистанційного керування енергооб'єктами та обліку електроенергії (ТОВ ТКБР «Стріла», м. Тернопіль).^UThe dissertation is devoted to a solution of an actual scientific and applied problem of improvement of methods and means of electric power conversion parameters in semiconductor converters on the basis of high-frequency magnetic amplifiers.Methods for solving the topical problem of creating a general concept for high-efficiency compact high-frequency power converters design with a wide range of output powers (tens of W - kW), and ensuring a high level of their unification to minimize material, financial and intellectual costs at the stages of power converters development and production were proposed.There was developed an interval macromodel of energy characteristic of high-frequency magnetic amplifier as a function of power converters' output parameters. It is the basis of the method for optimizing mass and dimensions, and price of MagAmp cores in a wide range of output power to create the design technology for unified series of power converters with optimal MagAmp core weight and dimensions characteristics.In order to design power converters with a high level of load current, the methods of parallel operation organization for both pulse DC voltage regulators on high-frequency magnetic amplifiers, and high-frequency unregulated transistor inverters are proposed and investigated. Uniformity of the load current distribution between the individual stabilizers is ensured by a single feedback on the output voltage and does not depend on the technological variance of the MagAmp cores' parameters. The high stability of synchronous and in-phase switching of high-frequency inverters is determined by the only independent level of the remagnetisation rate limit of MagAmp core with rectangular hysteresis loop in the inverters positive feedback loops by output voltages. Both methods are implemented without the introduction of any additional feedback loops, provided that there are no specialized control circuits and additional power supply for them, at minimal use of discrete elements for the entire system. The result is achieved by coherence and interaction of electromagnetic processes in semiconductor and magnetic elements.A new method for design of controlled power converters based on high-frequency MagAmps with AC output with a wide range of output voltage frequency regulation is proposed. It provides a low level of electromagnetic interference and a high level of dynamic characteristics.A method for design of power converters based on high-frequency MagAmps with synchronous rectification is proposed and investigated. It allows control of field-effect transistors of the rectifier directly as a function of the voltages of the inverter's high-frequency power transformer, and excludes the flow of short circuit currents in the rectifier without introducing any additional elements or control circuits for them. To achieve a higher efficiency of the power converters, it is proposed to control the MOSFET, which is used instead of the diode in the output filter of the power converter, in the function of the already existing MagAmp voltages. Moreover, this method of output filter realization does not require any additional elements or control circuits. The carried out experimental study of the proposed methods confirms their effectiveness and ensuring high efficiency of the power converters in a 100% range of load current variation.The results of experimental studies of the electromagnetic compatibility of power converters based on high-frequency MagAmps showed a low level of their electromagnetic interference. To improve the electromagnetic compatibility, the use of power factor correctors based on the principle of OCC (One Cycle Control), has been proposed and investigated.A mathematical model of Magamp power converter was derived. It was investigated in a frequency domain for a closed feedback loop using PSPICE software package.The results were used in the design of a controlled three-channel switching power supply for electric brakes of the electric drive system of large diameter antenna (State Scientific Production Firm TEXAS-K, Ternopil,) switching power supply of car radio scanner (Scientific Production Firm Integral, Ternopil,) power supply radio transmitting and receiving devices of systems for remote control of power objects and the accounting of electric power (Ternopil Design Office Strila, Ternopil.)

Удосконалено математичну модель аналізу електромагнітних процесів в електричних мережах методом контурних координат у частині моделювання несиметричних режимів, що дозволило моделювати різні види поперечної несиметрії в електричних мережах. Запропоновано оптимізаційну процедуру визначення місця встановлення комбінованої схеми обмеження перенапруг в електричних мережах з ізольованою нейтраллю на відміну від існуючих схем в мережах, що дозволило забезпечити захист обладнання від внутрішніх перенапруг. Запропоновано за особливостями процесу дугових замикань визначити величину опору, який вмикається в трикутник трансформатора напруги, що дозволило здійснити ефективне приглушення ферорезонансного режиму в електричних мережах під час дугових замикань на землю. Розроблено математичну модель динамічного енергообігу між електромагнітним осцилятором з активним опором і джерелом синусоїдної форми та кореляцію її зі спектром коливань, що дозволило вперше змоделювати в них вплив когерентних процесів. Одержано вираз для дисипативної функції Релея, який в першому наближенні враховує процеси внутрішніх перенапруг в електричних мережах.

  Скачати повний текст

Містяться результати вивчення рівнів іонізуючого випромінювання та магнітного поля промислової частоти в місцях розміщення атомних електростанцій (АЕС) та впливу цих чинників на організм. Показано, що АЕС і високовольтні електроустановки (відкриті розподільні пристрої, трансформаторні підстанції, лінії електропередач) є техногенними джерелами іонізуючої радіації (цезій-137) і магнітного поля промислової частоти. Встановлено, що при нормальній роботі АЕС вміст цезію-137 в грунті знаходиться в межах 6-44 Бк/кг, у воді водоймищ - від 0,002 до 5,4 Бк/л, рівень магнітного поля на робочих місцях обслуговуючого персоналу електроустановок знаходиться в межах від 170 до 2000 мкТл, а в місцях проходження трас ЛЕП - від 0,1 до 38 мкТл, в населених місцях - від 0,1 до 23 мкТл. Результати біолого-гігієнічних досліджень, виконаних на лабораторних білих щурах-самках свідчать про те, що сумісна дія цезію-137 і магнітного поля в різні періоди експерименту викликали зміни з боку показників нервової системи, біохімічних процесів, імунної системи, репродуктивної функції. На основі виконаних досліджень рекомендовано для населення гігієнічний норматив на сумісну дію цезію-137 і магнітного поля 50 Гц, який становить 0,2 мкТл, а також розроблені інші заходи по охороні здоров'я населення.

  Скачати повний текст

На підставі аналізу методів і засобів діагностування внутрішньої ізоляції високовольтного електрообладнання запропоновано новий метод здійснення діагностики стану ізоляції трансформаторів струму під робочою напругою, реалізація якого забезпечує підвищення завадостійкості засобів діагностики та вірогідності інформації про їх стан. Удосконалено розрахункову модель даної ізоляції, що дозволяє більш точно враховувати вплив експлуатаційних чинників (температури, зволоженості, старіння) і елементів схеми вимірювання на характеристики ізоляції та ефективність її діагностики. Запропоновано й обгрунтовано можливість проведення вимірювань опору ізоляції високовольтних трансформаторів струму за постійного струму, а також приросту тангенса кута діелектричних втрат під робочою напругою, що дозволяє розширити функціональні можливості й інформативність засобів діагностики. Розроблено методологічні засади побудови функціональних структурних схем пристроїв, що дозволило створити систему комплексної діагностики ізоляції високовольтних трансформаторів струму під робочою напругою.

  Скачати повний текст

Розроблено пристрій для діагностування дефектів кліток короткозамкнених (КЗ) роторів асинхронних двигунів (АД) потужністю до 100 кВт. Проведено аналіз і порівняння ефективності відомих методів і засобів неруйнівного контролю та технічного діагностування обмоток КЗ роторів АД, здійснено їх класифікацію. На підставі аналізу похибок процесу діагностування КЗ кліток запропоновано способи їх зменшення та усунення на етапі розробки пристрою та в процесі обробки контрольованих сигналів. Досліджено новий трансформаторний спосіб і пристрій для діагностування дефектів у КЗ клітках, що базується на використанні індуктора з розімкненою магнітною системою, за допомогою якого підвищено чутливість і точність діагностування дефектів у роторах з закритими пазами. Створено математичні моделі для дослідження запропонованої конструкції індуктора. Висвітлено методики проведення досліджень. Визначено поріг чутливості пристроїв для контролю та діагностування КЗ кліток роторів АД.

  Скачати повний текст

Досліджено питання підвищення рівня надійності функціонування елементів допоміжного та керувального електрообладнання енергоблока теплової станції шляхом їх діагностування. Розроблено математичні моделі спрацювання робочого ресурсу з метою діагностування силового сухого трансформатора власних потреб, математичну модель для діагностування системи технологічного захисту турбіни. Вдосконалено метод синтезу структурних схем пристроїв для діагностування електрообладнання. Запропоновано мікропроцесорну реалізацію пристрою для діагностування силового сухого трансформатора власних потреб з урахуванням роботи в режимі перевантаження та мікропроцесорні реалізації пристрою для діагностування системи зниження вакууму турбіни, а також алгоритми їх роботи. Розроблені підходи та математичні моделі апробовано та впроваджено на підприємстві ВАТ "Західенерго" - Ладижинська ТЕС та до навчального процесу Вінницького національного технічного університету.

  Скачати повний текст

Наведено результати теоретичних і експериментальних досліджень процесів нагріву силового трансформатора у порівнянні з номінальним режимом роботи за симетричного, несиметричного перевантаження та дії надтоків. Розроблено методику визначення параметрів теплової схеми заміщення силового трансформатора з використанням результатів досліджень холостого ходу та короткого замикання. Запропоновано методику функціонального діагностування експлуатаційних режимів роботи силових трансформаторів сільських споживчих підстанцій за температурою масла та кратностями сил струмів у фазах. За результатами досліджень розроблено мікропроцесорну систему функціонального діагностування силового трансформатора споживчих підстанцій. Здійснено впровадження пристрою діагностування до виробництва. Наведено дані щодо економічної ефективності розробленого пристрою у разі його експлуатації.

  Скачати повний текст