https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/2914 2026-04-15T06:35:41Z 2026-04-15T06:35:41Z Бобровник, Володимир Миколайович Бобровник, Владимир Николаевич Bobrovnyk, V. M. https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/33103 2021-07-05T13:17:28Z 2021-01-01T00:00:00Z

Управління електроспоживанням закладів вищої освіти для підвищення їх енергоефективності Бобровник, Володимир Миколайович; Бобровник, Владимир Николаевич; Bobrovnyk, V. M. Проведено аналіз сучасної нормативної бази у сфері підвищення енергоефективності, стану електрозабезпечення ЗВО та нормування споживання енергоносіїв. Розроблено математичні моделі споживання електроенергії в інфраструктурі ЗВО на основі прогнозування питомих показників з урахуванням призначення будівель, особливих періодів освітнього процесу, сезонності та підвищення ефективності використання аудиторного фонду ЗВО; Розроблено моделі визначення складових повної потужності трифазної чотиририпровідної системи електроживлення для розрахунку додаткових втрат електроенергії внаслідок несиметрії та нелінійності електроспоживачів в електротехнічних комплексах інфраструктури ЗВО; Досліджено режими трифазних мереж з несиметричним та нелінійним навантаженням та обґрунтувати алгоритми роботи ПАФ для підвищення енергоефективності внутрішніх мереж ЗВО.; Проведен анализ современной нормативной базы в сфере повышения энергоэффективности, состояния электроснабжения высших учебных заведений и нормирования потребления энергоносителей. Разработаны математические модели потребления электроэнергии в инфраструктуре высших учебных заведениях на основе прогнозирования удельных показателей с учетом назначения зданий, особых периодов образовательного процесса, сезонности и повышения эффективности использования аудиторного фонда высших учебных заведений; Разработаны модели определения составляющих полной мощности трехфазной четырехпроводной системы электропитания для расчета дополнительных потерь электроэнергии вследствие несимметрии и нелинейности электропотребления в электротехнических комплексах инфраструктуры высших учебных заведений; Исследована режимы трехфазных сетей с несимметричным и нелинейной нагрузкой и обосновать алгоритмы работы ПАФ для повышения энергоэффективности внутренних сетей высших учебных заведений.; The scientific novelty of the obtained results and the provisions submitted for defense is the deepening of existing, development and substantiation of new approaches to power management and reduction of electricity losses in the electrical infrastructure of higher education institutions to improve their energy efficiency. The findings of the research are as follows: 1. For the first time the method of the analysis of levels of power consumption taking into account special periods of educational process, seasonality and increase of efficiency of use of an auditory fund is offered that allowed to receive the mathematical device for planning of expenses for power supply of institution of higher education; 2. Mathematical models for forecasting specific electricity consumption by institution of higher education infrastructure objects were further developed taking 22 into account the energy efficiency class of buildings, which allowed to reliably assess electricity consumption levels and provide feasibility study for the introduction of shunt active filter to reduce losses in institution of higher education infrastructure; 3. New analytical expressions are obtained for the component of full power of three-phase four-wire power supply system, which is due to the main harmonic of neutral current and distortion power according to known values of active and reactive powers of separate phases, which are used to calculate additional electricity bases; 4. The method of controlling a shunt active filter of a three-phase four-wire power supply system has been improved. New analytical dependences of relative daily payment and increase of thermal load of power transmission lines on the value of capacity energy storage at redistribution of daily schedule of energy consumption on an interval of action of the preferential tariff are established. These dependencies can be used to optimize the ratio between capital and operating costs when developing a business plan for the modernization of the power supply system of a dormitory or any other training facility. A method for calculating the energy-saving effect from the use of a shunt active filter in a three-phase four-wire power supply system taking into account its own losses has been developed. The application of the methodology is illustrated by the calculation of the energy saving effect based on the results of weekly monitoring of electricity consumption in the dormitory№7 KNUTD. When using modern shunt active filter, energy losses in the power line of the dormitory №7 KNUTD can be reduced by 10-20%.

2021-01-01T00:00:00Z Дідушок, Олег Васильович Дидушок, Олег Васильевич Didushok, O. V. https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/31751 2021-04-06T09:18:17Z 2020-01-01T00:00:00Z

Методи та засоби діагностування технічного стану вакуумних вимикачів Дідушок, Олег Васильович; Дидушок, Олег Васильевич; Didushok, O. V. Дисертаційна робота присвячена підвищенню надійності роботи вакуумних вимикачів шляхом вдосконалення методів і засобів діагностування електромагнітного приводу та контактної системи вакуумного вимикача. З цією метою в роботі виконано аналіз методів та засобів діагностування технічного стану комутаційних апаратів, розроблено математичну модель діагностування електромагнітного приводу на основі аналізу вебер-амперних характеристик. Синтезовано математичні моделі системи виявлення зносу та оцінки роботоздатності контактної системи вакуумного вимикача. Розроблено необхідні структури пристроїв на основі запропонованих математичних моделей, а також алгоритми їх роботи. Створено комп’ютерну модель електромагнітного привода вакуумного вимикача у програмі FEMM. Проведено розрахунок його магнітної системи. Отримані результати моделювання сили утримання якоря електромагніту у програмі FEMM відповідають паспортним даним на вимикач. Розроблено у ППП Matlab Simulink комп’ютерну модель виявлення та попередження зносу контактної системи вакуумного вимикача, яка дозволяє при ввімкненні та вимкненні вимикача отримати сигнал про зношення контактів вимикача. Комп’ютерна модель дозволяє імітувати ввімкнення/вимкнення вакуумного вимикача при різних струмах, змінювати технічні параметри контактної системи та інформувати про зношення контактної системи. Проведено натурний експеримент із імітацією несправності вимикача для перевірки адекватності роботи запропонованого методу діагностування електромагнітного приводу вакуумного вимикача ВР0- 10-12,5/630 У2. Отримані результати потокозчеплення для обмоток електромагніту вакуумного вимикача підтверджуються моделюванням у програмі FEMM. Наведений спосіб отримання вебер–амперної характеристики може бути використаний для діагностування електромагнітного приводу вакуумного вимикача на основі аналізу вебер–амперних характеристик обмоток. Здійснено оцінку похибок помилок першого і другого роду при визначенні часу неодночасності комутації полюсів вимикача та з врахуванням вартості цін для відповідних помилок розраховано середній ризик.; The dissertation work is devoted to increase of reliability of work of vacuum switches by improvement of methods and means of diagnostics of the electromagnetic drive and contact system of the vacuum switch. For this purpose, the analysis of methods and means of diagnosing the technical condition of switching devices is performed, a mathematical model of diagnosing the electromagnetic drive based on the analysis of weber-ampere characteristics is developed. Mathematical models of the system for detecting wear and evaluating the efficiency of the contact system of a vacuum switch have been synthesized. Necessary structures of devices on the basis of the offered mathematical models, and also algorithms of their work are developed. A computer model of the electromagnetic drive of the vacuum switch in the FEMM program has been created. The calculation of its magnetic system is carried out. The obtained results of modeling the retention force of the armature of the electromagnet in the FEMM program correspond to the passport data on the switch. In program Matlab Simulink developed a computer model for detecting and preventing the wear of a vacuum circuit breaker contact system, which allows you to receive a signal about the wear of the circuit breaker contacts when you turn on and off the circuit breaker. The computer model allows to simulate switching on / off of the vacuum switch at various currents, to change technical parameters of contact system and to inform on wear of contact system. An experiment with simulation of circuit breaker failure to verify the adequacy of the proposed method of diagnosing the electromagnetic drive of the vacuum circuit breaker ВР0-10-12,5/630 У2. The obtained results of the calculation of the flux coupling for the electromagnet windings of the vacuum switch are confirmed by simulation in the FEMM program. The above method of obtaining the Weber-ampere characteristic can be used to diagnose the electromagnetic drive of the vacuum switch based on the analysis of the weber-ampere characteristics of the windings. The estimation of errors of errors of the first and second kind for time of nonsimultaneous switching of poles of the switch is calculated and the average risk taking into account cost of prices for the corresponding errors is calculated.; В диссертации предложены методы диагностирования контактной системы и электромагнитного привода на основе анализа вебер-амперных характеристик вакуумного выключателя. Выполнен анализ методов и средств диагностирования технического состояния коммутационных аппаратов. В работе разработана математическая модель диагностирования технического состояния электромагнитного привода вакуумного выключателя на основе сравнения эталонной вебер-амперной характеристики с текущей и определении коэффициента отклонения, который позволяет оценить текущее техническое состояние электромагнита выключателя в процессе эксплуатации. Предложенная математическая модель позволяющая определять износ контактной системы, вызванный дуговыми процессами и механическими перенапряжениями, при включении и выключении вакуумного выключателя, позволяет определить степень приближения технического состояния контактной системы выключателя к аварийному. На основе математической модели сравнения вебер-амперных характеристик электромагнитного привода разработан алгоритм и микропроцессорное устройство, которое имеет расширенные функциональные возможности и может легко интегрироваться в общую систему диагностирования коммутационного оборудования и обеспечивает достаточное быстродействие в процессе его эксплуатации. Осуществлена оценка погрешностей ошибок первого и второго рода при определении времени неодновременности коммутации полюсов выключателя и проведена оценка точности синтезированных устройств по критерию минимального риска.

2020-01-01T00:00:00Z Семенюг, Олександр Миколайович Семенюг, Александр Николаевич Semenyug, A. N. https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/28336 2020-01-24T14:56:05Z 2019-01-01T00:00:00Z

Моделі та методи досягнення електромагнітної сумісності в кабельних лініях електроприводів із частотним управлінням Семенюг, Олександр Миколайович; Семенюг, Александр Николаевич; Semenyug, A. N. Дисертацію присвячено розробці методів підвищення довжини кабельних ліній в частотно-регульованих електроприводах із забезпеченням їх електромагнітної сумісності. В дисертації, на підставі математичної моделі розповсюдження електричної енергії в кабельних лініях електроприводів із частотним управлінням, розроблено метод аналітичного розрахунку хвильових процесів в кабельних лініях та створено метод аналітичного розрахунку коефіцієнту корисної дії лінії. На підставі цього визначено умови передачі електричної енергії між частотними перетворювачами та двигунами з мінімальними втратами. Доведено, що при використанні багатожильних кабелів висновок покращення електромагнітної сумісності як ліній зв’язку між частотними перетворювачами та двигунами не є можливою. Запропоновано методику покращення електромагнітної сумісності, яка полягає в використанні системи окремих екранованих одножильних кабельних ліній, які працюють в режимі без спотворень. Запропонована методика дозволяє збільшити довжину кабельної лінії між широтно-імпульсним перетворювачем та асинхронним двигуном із забезпеченням електромагнітної сумісності між ними.; Диссертация посвящена разработке методов повышения длины кабельных линий в частотно-регулируемых электроприводах с обеспечением их электромагнитной совместимости. На основе проведенного обзора литературы показано, что причиной нарушения электромагнитной совместимости (возникновения проблемы длинного кабеля) являются искажения формы кривой напряжения, которое передается по кабелю от широтно-импульсного преобразователя к двигателю. Эти искажения предопределены особенностями волновых процессов в кабельных линиях и не могут быть устранены путем установки фильтров. Для обеспечения электромагнитной совместимости в диссертации разработаны математические модели распространения электромагнитной энергии в кабельных линиях между частотным преобразователем и асинхронным двигателем. Модели отличаются от существующих простотой использования и повышенной точностью, которая достигается за счет использования аналитических выражений. Это позволило разработать метод аналитического расчета волновых процессов в кабельных линиях электроприводов с частотным управлением. Предложенная методика позволяет увеличить длину кабельной линии между широтно-импульсным преобразователем и асинхронным двигателем при сохранении электромагнитной совместимости между ними.; The dissertation is devoted to the development of methods for increasing the length of cable lines in variable frequency drives with ensuring their electromagnetic compatibility. In the thesis, on the basis of a mathematical model of the distribution of electric energy in cable lines of frequency-controlled electric drives, a method for the analytical calculation of wave processes in cable lines is developed and a method for the analytical calculation of the line efficiency is created. Based on this, the conditions for the transfer of electric energy between frequency converters and motors with minimal losses are determined. It is proved that when using multicore cables, the conclusion of improving electromagnetic compatibility as communication lines between frequency converters and motors is not possible. A technique is proposed for improving electromagnetic compatibility, which consists in using a system of separate shielded single-core cable lines operating in a distortion-free mode. The proposed method allows to increase the length of the cable line between the pulse-width converter and an induction motor with electromagnetic compatibility between them.

2019-01-01T00:00:00Z Бацала, Ярослав Васильович Бацала, Ярослав Васильевич Batsala, I. V. https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/26089 2019-07-17T12:51:32Z 2019-01-01T00:00:00Z

Підвищення енергоефективності та електромагнітної сумісності електротехнічного комплексу локальної генерації з відновлювальними джерелами енергії Бацала, Ярослав Васильович; Бацала, Ярослав Васильевич; Batsala, I. V. Дисертація присвячена підвищенню енергоефективності сумісної роботи електротехнічного комплексу локальної генерації з відновлювальними джерелами шляхом розроблення моделей, алгоритмів та комп’ютерно- орієнтованого апаратно-програмного комплексу для оцінки ПЯЕ та прогнозування виробленої відновлювальними джерелами енергії, а також дослідження та реалізація оптимальних режимів роботи електротехнічних комплексів з локальними джерелами генерації. Запропоновано застосування методу прогнозування потужності та кількості генерованої електроенергії ФЕС в умовах Карпатського регіону на основі збору статистичних даних щодо тривалості світлового дня та даних про генерування електроенергії дослідною ФЕС з використанням кривої генерації гармонічною функцією. Запропоновано підхід, який передбачає використання системи контролю енергетичних параметрів електротехнічних комплексів для отримання фактичних значень вказаних параметрів в точці приєднання джерела генерації електроенергії. Після отримання експериментально виміряних даних та їх цифрової обробки спеціально розробленими програмами в середовищі LabView їх використано, застосувавши удосконалені математичні моделі сумісної роботи ФЕС в електричній мережі.; Диссертация посвящена повышению энергоэффективности совместной работы электротехнического комплекса локальной генерации с возобновляемыми источниками путем разработки моделей, алгоритмов и компьютерно-ориентированного аппаратно-программного комплекса для оценки ПКЭ и прогнозирования произведенной возобновляемыми источниками энергии, а также исследования и реализация оптимальных режимов работы электротехнического комплекса с локальными источниками генерации. Предложено применение метода прогнозирования мощности и количества вырабатываемой электроэнергии ФЭС в условиях Карпатского региона на основе сбора статистических данных о продолжительности светового дня и данных о генерировании электроэнергии исследовательской ФЭС с использованием кривой генерации гармоничной функцией. Предложено использование «исследовательской системы контроля» энергетических параметров электротехнического комплекса для получения фактических значений указанных параметров в точке присоединения источника генерации электроэнергии. После получения экспериментально измеренных данных и их цифровой обработки специально разработанным программам в среде LabView их использовано, применив усовершенствованные математические модели совместной работы ФЭС в электрической сети.; The dissertation is devoted of the efficiency improvement of the joint operation of the local generation electrotechnical complex (ETC) equipped with renewable sources, by developing models, algorithms and computer-oriented hardware and software complex for estimation of electricity quality parameters and forecasting of produced renewable energy sources.The power and the amount of electricity generated by the PVS depends on the duration of the sunny day, the ambient temperature, the angle of inclination of the photocells, solar insolation, the parameters of the electrical grid, respectively, the daily schedule of the PVS generation does not respond to the schedule of electricity consumption in the electrical grid. The approach, which involves the use of the "research system of control" of the ETC energy parameters for obtaining the actual values of these parameters at the point of connection of the electricity generation source. After obtaining experimentally measured data and their digital processing by specially developed programs in the LabView environment, they can be used by applying improved mathematical models of the joint operation of the PVS in the electrical grid. The application of the method for forecasting the power and the amount of the electricity generated by the PVS in the conditions of the Carpathian region, based on the collection of statistical data on the duration of daylight and data on the electricity generation by the experimental PVS using the generation curve in the form of the harmonic function, has been proposed. The method allows to determine the power of the PVS generation at a certain time. The implementation of the proposed approach provides for the possibility of identifying and taking into account the seasonality of the PVS power generation process considering its actual operating conditions during a specific time interval. A new structure of the research system for controlling of the energy parameters of electrotechnical complexes (ETC) has been proposed and substantiated. This structure, unlike the known structures, allows to analyze the parameters of electromagnetic compatibility (EMC) and components of electric power at the point of connection of the PVS to the electrical grid. In this paper a new solution of the problem of taking into account a set of regime parameters and indicators of electromagnetic compatibility has been achieved. This solution helps to improve the joint operation of the PVS and the distribution grid and allows reducing the losses caused by low-quality electricity. The method of determining the voltage levels in the nodes of the distribution network with the PVS, based on a priori information on load parameters, has been further developed, which ensures the operation of the PVS in the electrical grid with allowable voltage deviations. Advantages of the proposed solution: the improvement of the electromagnetic compatibility of the PVS and the electrical grid (in accordance with the requirements of the standards), taking into account the dynamic change of the parameters of the ETC, has helped to ensure the efficient interoperability of the PVS in the electrical grid with the maximum allowable power quality indicators for the typical day of the season. The improvement of the simulation procedure, in particular the functions of planning the generation level of the PVS and control of its efficiency, has provided an effective tool for detecting the ineffective operation of the PVS in the local power grid for a specific period and its reasons to the owner of the electricity generation source.

2019-01-01T00:00:00Z