Электрооборудование: эксплуатация и ремонт

№ 4, 2018г.

621.313.001.63

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСИММЕТРИЧНЫХ РЕЖИМОВ АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ

Мартынов В.А., д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, ФГБОУВО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина», г. Иваново, Российская Федерация
Голубев А.Н., д-р техн. наук, профессор, ФГБОУВО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина», г. Иваново, Российская Федерация

На основе метода симметричных составляющих разработан подход к расчету автотрансформаторных и комбинированных несимметричных режимов работы силовых автотрансформаторов. Предложены новые математические модели основных неполнофазных режимов. Приведен пример расчета комбинированного неполнофазного режима по паспортным данным автотрансформатора при очередном отключении линейных проводов соответственно со сторон среднего, низшего и высшего напряжений. Предложенная модель и полученные аналитические выражения позволяют определять токи и напряжения фазных обмоток автотрансформатора в самых различных несимметричных режимах работы на основе единого подхода.

Ключевые слова: автотрансформатор, метод симметричных составляющих, расчетная схема замещения, несимметричный режим, неполнофазный режим

621.313.001.63

THE STUDY OF ASYMMETRICAL REGIMES OF AUTOTRANSFORMERS

Martynov V. A., Doctor of Technical Sciences, professor, head of the Department. Ivanovo State Power Engineering University, Ivanovo, Russia
Golubev A. N., Doctor of Technical Sciences, professor, Ivanovo State Power Engineering University, Ivanovo, Russia

An approach to the calculation of autotransformer and combined asymmetric operating modes of power autotransformers has been developed on the basis of the method of symmetrical components. An example of calculation of the combined incomplete-phase mode is given according to the autotransformer's passport data with the next disconnection of the line wires respectively from the middle, lower and higher voltages. The proposed model and obtained analytical expressions allow to determine the currents and voltages of the phase windings of the autotransformer in a variety of non-symmetric modes of operation on the basis of a unified approach.

Keywords: autotransformer, symmetric component method, design substitution circuit, asymmetric mode, incomplete-phase mode

621.314.58

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА АППАРАТОВ ОХЛАЖДЕНИЯ ГАЗА НА ПИТАЮЩУЮ СЕТЬ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ

Парфентьев Д.В., ведущий инженер, г. Ухта

В статье рассмотрены вопросы электромагнитной совместимости технических средств в части влияния частотно-регулируемого привода электродвигателей аппаратов воздушного охлаждения газа (ЧРП АВОГ), применяемых в составе объектов магистрального транспорта газа. В качестве исходных данных для анализа электромагнитной обстановки представлены результаты экспериментального исследования показателей качества электрической энергии ЧРП АВОГ. Рассмотрены мероприятия по улучшению несинусоидальности формы напряжения и тока, на основе которых выполнена оценка применения фильтрокомпенсирующих устройств (активные фильтры и пассивные фильтры) для снижения негативного влияния работы ЧРП АВОГ на питающую сеть. Сформулированы выводы по особенностям проектирования систем электроснабжения c большим количеством маломощных нелинейных потребителей.

Ключевые слова: частотно-регулируемый привод, аппараты воздушного охлаждения газа, несинусоидальность формы напряжения и тока, электромагнитная совместимость, фильтрокомпенсирующие устройства, пассивные фильтры, активные фильтры, токи высших гармоник, годовая экономия электроэнергии, технико-экономическое сравнение

621.314.58

ESTIMATION OF INFLUENCE OF FREQUENCY-CONTROLLED ELECTRIC DRIVE OF GAS COOLING DEVICES ON THE FEEDING NETWORK OF POWER SUPPLY OF COMPRESSOR STATIONS

Parfentyev D.V., leading engineer, Ukhta, Russia

Тhe article deals with the issues of electromagnetic compatibility of technical means in terms of the influence of frequency-controlled drive motors of air-cooled gas, applied to the composition of the objects of main gas transport. As initial data for the analysis of the electromagnetic environment the results of the experimental study of the electrical energy quality parameters of the PSA AVOG are presented. The measures to improve the non-sinusoidal voltage and current forms, on the basis of which the assessment of the use of filter-compensating devices (active filters and passive filters) to reduce the negative impact of the frequency-controlled drive motors of air-cooled gas on the supply network. Conclusions on features of design of systems of power supply with a large number of low-power nonlinear consumers are formulated.

Keywords: frequency-controlled drive, gas air cooling apparatus, non-sinusoidal voltage and current form, electromagnetic compatibility, filter compensating devices, passive filters, active filters, higher harmonic currents, annual energy savings, technical and economic comparison

621.315. 6 (088.8)

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРОПИТКИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ И РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Смирнов Г.В., д-р техн. наук, профессор, директор, НИИ ЭТОСС, ТУСУР, г. Томск, Россия

В статье приведен композиционный состав на основе пропиточного компаунда КП-34 и магнитномягких никель-цинковых частиц. Исследованы его физические характеристики. Рассмотрены возможности его применения для пропитки обмоток электротехнических и радиотехнических изделий. Показаны технологические и эксплуатационные преимущества предлагаемого состава по сравнению с традиционными компаундами, применяемыми для пропитки обмоток.

Ключевые слова: магнитодиэлектрический, компаунд, пропитка, теплопроводность, вязкость, система управления, преобразователи, магнитное поле

621.315. 6 (088.8)

RESOURCE-SAVING TECHNOLOGY OF IMPREGNATION OF WINDINGS OF ELECTRICAL AND RADIO PRODUCTS

Smirnov G.V., doctor of technical Sciences, Professor, Director of research Institute ETOSS, TUSUR, Tomsk, Russia

Тhe article provides a composite structure based on impregnating compound KP-34, and of magnetic magnetic Nickel-zinc particles. Investigated physical properties. The possibilities of its use for impregnation of windings of electrical and electronic products. Shows the technological and operational advantages of the proposed composition in comparison with traditional compounds used for impregnating the windings.

Keywords: magneto, compound, impregnation, thermal conductivity, viscosity, control system, transducers, magnetic field

: 621.182.23

БЕЗЛЮФТОВЫЙ ДВУХКАНАЛЬНЫЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

Теряев В.И., канд. техн. наук, доцент, КПИ им. Игоря Сикорского,
Стяжкин В.П., канд. техн. наук, ст. научный сотрудник, Институт электродинамики НАНУ,
Гаврилюк С.И., аспирант, Институт электродинамики НАНУ, Киев, Украина

Предложено новое техническое решение на основе использования безлюфтового электромеханического дифференциала в сочетании с принципом двухканального управления, которое обеспечивает повышение точности и увеличение диапазона регулирования скорости электропривода.

Ключевые слова: электропривод, двухканальный, безлюфтовый, система, автоматическое управление, электромеханический дифференциал, повышение, точность, диапазон, регулирование скорости, переходный процесс, исследование

: 621.182.23

THE BACKLASH FREE TWO CHANNEL REGULATED ELECTRIC DRIVE

Teryaev V. I., Ph. D, assistant professor, The NTUU "Igor Sikorsky KPI",
Stiazhkin V. P., Ph. D, senior researcher, The IED of the NASU,
Gavryluk S. I., graduate student, The IED of the NASU, Kiev, Ukraine

The new technical decision based on the using backlash free electromechanical differential and the principle of two channel control, which provides increasing of the accuracy and speed control range of the electric drive, has been proposed.

Keywords: electric drive, two-channel, backlash free, system, automatic control, electromechanical differential, increasing, accuracy, range, speed adjustment, transient process, research

621.3:519.7

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ НОРМАТИВНОЙ БАЗЫ ПО ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ПЕРСОНАЛА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ И СИСТЕМ

Бондаренко Е.А., д-р техн. наук, профессор, Винницкий национальный технический университет, Украина
Андриенко Т.В., студентка, Винницкий национальный технический университет, Украина
Зализняк И.Ю., студент, Винницкий национальный технический университет, Украина

Предложен комбинированный подход по оценке рисков электротравматизма от действия электромагнитного поля промышленной частоты с учетом европейского и международного законодательства. Приведен пример оценки риска электротравматизма с учетом межгосударственного стандарта ГОСТ 12.1.002-84, значения предельно допустимой энергии и полученного выражения для пробит-функции. Это позволило обосновывать мероприятия по минимизации риска электротравматизма и профессионально обусловленного заболевания от воздействия электромагнитного поля промышленной частоты для персонала электрических станций и систем.

Ключевые слова: нормы, риск, электрическая энергия, электротравматизм, электробезопасность

621.3:519.7

IMPROVEMENT OF THE REGULATORY FRAMEWORK FOR ELECTRICAL SAFETY A PERSONNEL OF POWER PLANTS AND SYSTEMS

Bondarenko Y.A., Professor of the Chair of Power Plants and systems, Vinnytsia National Technical University, Ukraine
Andrienko T. V., Student, Vinnytsia National Technical University, Ukraine
Zaliznyak I. Y., Student, Vinnytsia National Technical University, Ukraine

A combined approach to the assessment of the risk of electrical traumatism damage from the influence of the electromagnetic field of the industrial frequency has been proposed, and it has been possible to develop proposals for the improvement and adaptation of the regulatory and legal acts of Ukraine on electrical safety in European and international legislation. On an example of an estimation of risk of electrical traumatism taking into account the interstate standard GOST 12.1.002-84, the maximum permissible energy values and the proposed expression of the probit function, a rationale for measures to minimize the risk of electrical traumatism and occupational diseases of personnel of power plants and systems was carried out.

Keywords: norms, risk, electrical energy, electrical traumatism, electrical safety

621.314

СХЕМЫ ВЫДАЧИ МОЩНОСТИ И ПРИСОЕДИНЕНИЯ К ЭНЕРГОСИСТЕМЕ «МАЛЫХ» СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ СО СКОРОСТЬЮ ВРАЩЕНИЯ, ВАРЬИРУЕМОЙ И НЕ ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЙ СИНХРОННУЮ ЧАСТОТУ

Гольдштейн М.Е., канд. техн. наук, профессор, Южно-Уральский государственный университет (НИУ),
Гаврилов А.И., ведущий специалист, филиал АО «СО ЕЭС», Челябинское РДУ, Челябинск, Россия

Рассмотрены различные варианты энергоблоков с активными фильтрами на базе преобразователей напряжения, определены их функциональные возможности и параметры. Выполнено сравнение вариантов. Сформулированы дополнительные условия к требованиям на технологическое присоединение таких блоков к электрическим сетям. Определены области применения различных вариантов энергоблоков с активными фильтрами на базе преобразователей напряжения и показано, что фильтрам кроме функций согласования частоты синхронного генератора и энергосистемы целесообразно передать и функции регулирования напряжения и реактивной мощности энергоблока.

Ключевые слова: технологическое присоединение, синхронный генератор, активный фильтр, преобразователь напряжения, математическое моделирование

621.314

THE SCHEME OF POWER DISTRIBUTION AND CONNECTION TO THE POWER SYSTEM "SMALL" SINНRONOUS GENERATORS WITH VARIABLE SPEED

Goldstein M. E., candidate of technical Sciences, Professor, South Ural State University (NIU),
Gavrilov A. I., leading specialist of the Branch of JSC "SO UES", Chelyabinsk RDU, Chelyabinsk, Russia

To analyze the functionality of the units, including the synchronous generator with variable frequency and active filter, which matches generator frequency andnetwork»s, and definition of the parameters of their elements there was applied a combination of mathematical modeling of power systems with methods of modeling and calculation of elements of power electronics. Different options of power units with active filters based on the voltage source converters are considered, their functionality and parameters are defined. The comparison of optionswas done. There were formulated additional conditions to the requirements of the technological connection of the units to grid. Areas of application of different options for power units with active filters based onVSCwere define. It is shown that in addition to coordination functions of the synchronous generator and the power system frequency and voltage it is advisable to transfer to the filters the functions of power unit voltage and reactive power regulation.

Keywords: technological connection, synchronous generator, active filter, VSC, mathematical modelling

621.313.333

УТОЧНЕННАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИНХРОННОГО МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ДЛЯ РАСЧЕТОВ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ

Мартынов В.А., д-р техн. наук, профессор, ФГБОУВО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина», Иваново, Россия
Голубев А.Н., д-р техн. наук, профессор, ФГБОУВО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина», Иваново, Россия
Алейников А.В., аспирант, ФГБОУВО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина», Иваново, Россия

Предложена математическая модель для расчета в реальном времени динамических режимов работы m-фазного синхронного двигателя с постоянными магнитами, учитывающая реальное распределение магнитного поля в активной зоне машины с учетом насыщения магнитной цепи, дискретного распределения многофазной обмотки статора по пазам и перемещения зубчатого сердечника статора относительно ротора с постоянными магнитами. Разработанную модель можно использовать в качестве наблюдателя состояния в системах управления, на ее основе возможна разработка алгоритмов управления двигателем, улучшающих виброшумовые показатели электропривода.

Ключевые слова: синхронный электропривод, математическая модель, многофазный синхронный двигатель

621.313.333

REFINED MATHEMATICAL MODEL OF THE SYNCHRONOUS MAGNETOELECTRIC ACTUATOR FOR CALCULATIONS IN REAL TIME

Martynov V.A., doctor of engineering. Sciences, Professor, GBOWO "Ivanovo state power University named after V. I. Lenin", Ivanovo, Russia
Golubev A.N., Dr. Techn. Sciences, Professor, GBOWO "Ivanovo state power University named after V. I. Lenin", Ivanovo, Russia
Aleynikov A.V., postgraduate student, GBOWO "Ivanovo state power University named after V. I. Lenin", Ivanovo, Russia

A mathematical model for calculating real-time dynamic operation modes m-phase synchronous motor with permanent magnets, taking into account the real distribution of the magnetic field in the active area of the machine taking into account saturation of the magnetic circuit, the discrete distribution of the multi-phase stator winding in the slots and moving the toothed stator core relative to the rotor with permanent magnets. The developed model can be used as an observer state in the control systems, based on it it is possible to develop algorithms for engine control, which improves the vibrating performance of the drive.

Keywords: synchronous electric motor, the mathematical model of multiphase synchronous motor

621.311:621.331

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГОРОУТЕРОВ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С УСТАНОВКАМИ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ГЕНЕРАЦИИ

Булатов Ю.Н., канд. техн. наук, доцент, Братский государственный университет,
Крюков А.В., д-р техн. наук, профессор, Иркутский государственный университет путей сообщения, Иркутский национальный исследовательский технический университет,
Арсентьев Г. О., аспирант, Иркутский национальный исследовательский технический университет

Приводится описание разработанных имитационных моделей управляемых энергетических роутеров (ЭР) и установок распределенной генерации (РГ). Результаты компьютерного моделирования показывали, что применение ЭР позволяет надежно интегрировать установки распределенной генерации в системы электроснабжения и полностью устраняет проблемы с качеством электроэнергии.

Ключевые слова: энергетический роутер, системы электроснабжения, установки распределенной генерации, возобновляемые источники энергии, качество электроэнергии

621.311:621.331

USE OF ENERGY ROUTERS IN POWER SUPPLY SYSTEMS WITH DISTRIBUTED GENERATION PLANTS

Bulatov Yu.N., candidate. tech. Sciences., associate Professor, Bratsk state University,
Kryukov A.V., D. T. N., Professor, Irkutsk state University of railway engineering, Irkutsk state technical University,
Arsent'ev O. G., postgraduate student, national research Irkutsk state technical University

One of the promising areas for the development of intelligent networks is the use of energy routers (ER) in power supply systems that can be effectively used to manage electricity flows and connect distributed generation (RG) plants. The studies were carried out using simulation packages Simulink and SimPowerSystems of the MATLAB system. The article describes the developed simulation models of a controlled ER and RG plants. The results of computer modeling show that the use of ER allows reliable integration of small distributed generation plants into power supply systems and completely eliminates problems with the quality of electricity.

Keywords: energy router, power supply systems, distributed generation plants, renewable energy sources, power quality

62–83

УПРОЩЕННЫЙ АЛГОРИТМ ОПТИМАЛЬНОЙ СТРАТЕГИИ «МАКСИМАЛЬНИЙ МОМЕНТ НА АМПЕР» ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ

Толочко О.И., д-р техн. наук, проф., Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского»
Бурмелев А.А., студент, Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского»

Для синхронных двигателей со встроенными в ротор постоянными магнитами выполнен синтез системы векторного управления по стратегии «Максимальный момент на ампер» на базе предложенных упрощенных зависимостей между электромагнитным моментом и ортогональными составляющими токов статора. Синтезированная система имеет энергетические свойства оптимальной системы, динамические свойства стандартной системы векторного управления, не требует решения алгебраических уравнений в реальном времени или применения предварительно рассчитанных объемных таблиц, а также не использует в алгоритме управления алгебраических контуров.

Ключевые слова: электропривод, синхронный двигатель с постоянными магнитами, синтез, максимальный момент на ампер, упрощенный алгоритм

62–83

A SIMPLIFIED ALGORITHM OF THE OPTIMAL STRATEGY "MAX TORQUE PER AMP" TO CONTROL A SYNCHRONOUS MOTOR WITH PERMANENT MAGNETS

Tolochko O. I., doctor of engineering. Sciences, prof., National technical University of Ukraine "Kiev Polytechnic Institute named after Igor Sikorsky"
Burmali A.A., student, National technical University of Ukraine "Kiev Polytechnic Institute named after Igor Sikorsky"

For synchronous motors with built-in rotor permanent magnet adapted for the synthesis of the system of vector control on the strategy of "Maximum torque per ampere" on the basis of the proposed simplified dependency between the electromagnetic torque and orthogonaltivity of the currents of the stator. The synthesized system has energy properties of the optimal system, dynamic properties of the standard vector control system, does not require the solution of algebraic equations in real time or the use of pre-calculated volume tables, and does not use the control algorithm of algebraic circuits.

Keywords: electric drive, synchronous motor with permanent magnets, synthesis, maximum torque per ampere, simplified algorithm

Упрощенный алгоритм оптимальной стратегии «Максимальний момент на ампер» для управления синхронным двигателем с постоянными магнитами

Для синхронных двигателей со встроенными в ротор постоянными магнитами выполнен синтез системы векторного управления по стратегии «Максимальный момент на ампер» на базе предложенных упрощенных зависимостей между электромагнитным моментом и ортогональными составляющими токов статора. Синтезированная система имеет энергетические свойства оптимальной системы, динамические свойства стандартной системы векторного управления, не требует решения алгебраических уравнений в реальном времени или применения предварительно рассчитанных объемных таблиц, а также не использует в алгоритме управления алгебраических контуров.

Авторы: Толочко О.И, Бурмелев А.А, Burmali A.A

Использование энергороутеров в системах электроснабжения с установками распределенной генерации

Приводится описание разработанных имитационных моделей управляемых энергетических роутеров (ЭР) и установок распределенной генерации (РГ). Результаты компьютерного моделирования показывали, что применение ЭР позволяет надежно интегрировать установки распределенной генерации в системы электроснабжения и полностью устраняет проблемы с качеством электроэнергии.

Авторы: Булатов Ю.Н, Крюков А. В, Арсентьев Г. О, Arsent'ev O. G

Уточненная математическая модель синхронного магнитоэлектрического электропривода для расчетов в реальном времени

Предложена математическая модель для расчета в реальном времени динамических режимов работы m-фазного синхронного двигателя с постоянными магнитами, учитывающая реальное распределение магнитного поля в активной зоне машины с учетом насыщения магнитной цепи, дискретного распределения многофазной обмотки статора по пазам и перемещения зубчатого сердечника статора относительно ротора с постоянными магнитами. Разработанную модель можно использовать в качестве наблюдателя состояния в системах управления, на ее основе возможна разработка алгоритмов управления двигателем, улучшающих виброшумовые показатели электропривода.

Авторы: Мартынов В.А, Голубев А.Н, Алейников А.В

Схемы выдачи мощности и присоединения к энергосистеме «малых» синхронных генераторов со скоростью вращения, варьируемой и не обеспечивающей синхронную частоту

Рассмотрены различные варианты энергоблоков с активными фильтрами на базе преобразователей напряжения, определены их функциональные возможности и параметры. Выполнено сравнение вариантов. Сформулированы дополнительные условия к требованиям на технологическое присоединение таких блоков к электрическим сетям. Определены области применения различных вариантов энергоблоков с активными фильтрами на базе преобразователей напряжения и показано, что фильтрам кроме функций согласования частоты синхронного генератора и энергосистемы целесообразно передать и функции регулирования напряжения и реактивной мощности энергоблока.

Авторы: Гольдштейн М.Е, Гаврилов А.И, Goldstein M.E

Совершествование нормативной базы по электробезопасности для персонала электрических станций и систем

Предложен комбинированный подход по оценке рисков электротравматизма от действия электромагнитного поля промышленной частоты с учетом европейского и международного законодательства. Приведен пример оценки риска электротравматизма с учетом межгосударственного стандарта ГОСТ 12.1.002-84, значения предельно допустимой энергии и полученного выражения для пробит-функции. Это позволило обосновывать мероприятия по минимизации риска электротравматизма и профессионально обусловленного заболевания от воздействия электромагнитного поля промышленной частоты для персонала электрических станций и систем.

Авторы: Бондаренко Е.А, Андриенко Т.В, Зализняк И.Ю, Bondarenko Y.A, Zaliznyak I. Y