Другий (магістерський) рівень
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Item Оптимальне керування параметрами режиму систем електропостачання в умовах несиметрії напруги(ЦНТУ, 2024-12-17) Галушка, Сергій Михайлович; Halushka, SerhiiМетою даного дослідження є зниження рівнів споживання реактивної потужності, а також зменшення рівнів несиметрії напруг та усталеного відхилення напруги в розподільних електричних мережах шляхом автоматизації процесу керування параметрами режиму роботи РЕМ за допомогою симетрокомпенсуючих пристроїв. Дослідження включало детальне вивчення відомих технічних рішень для компенсації реактивної потужності. Проведений огляд продемонстрував, що найефективнішим інструментом є батареї статичних конденсаторів з адаптивними секціями, які уможливлюють автоматизоване налаштування параметрів режиму електричної мережі розподільного типу. Використовуючи результати пошуку оптимальних розв'язків задачі керування, було створено структурну схему системи автоматичного регулювання та розроблено алгоритм обчислення оптимального вектора впливу. Це дозволило сформувати комп'ютерні моделі розподільних електричних мереж з симетрокомпенсувальними пристроями. Комп'ютерне імітаційне моделювання дозволило провести детальний аналіз ефективності розв'язку задачі керування параметрами режиму розподільних електричних мереж. Результати дослідження підтвердили перевагу розробленої системи автоматичного керування над наявними технічними рішеннями. The purpose of this study is to reduce the levels of reactive power consumption, as well as reduce the levels of voltage asymmetry and steady-state voltage deviation in distribution electrical networks by automating the process of controlling the parameters of the REM operating mode using symmetry-compensating devices. The study included a detailed study of known technical solutions for reactive power compensation. The review demonstrated that the most effective tool is static capacitor banks with adaptive sections, which enable automated adjustment of the parameters of the distribution-type electrical network mode. Using the results of the search for optimal solutions to the control problem, a structural diagram of the automatic control system was created and an algorithm for calculating the optimal influence vector was developed. This allowed the formation of computer models of distribution electrical networks with symmetry-compensating devices. Computer simulation modeling allowed a detailed analysis of the effectiveness of solving the problem of controlling the parameters of the distribution electrical networks mode. The results of the study confirmed the superiority of the developed automatic control system over existing technical solutions.Item Моделювання роботи вітроенергетичної установки для живлення електричної мережі побутових споживачів(ЦНТУ, 2024-12-25) Далданов, Олег Олександрович; Daldanov, OlehМетою даної роботи є дослідження роботи вітроенергетичної установки для живлення електричної мережі побутових споживачів шляхом комп’ютерного імітаційного моделювання. Дослідження включало в себе вирішення таких питань, як проведення аналітичного огляду питання застосування вітроенергетичних установок для живлення електричних мереж побутових споживачів, теоретичне дослідження роботи вітроенергетичної установки для живлення побутової електричної мережі, комп’ютерне моделювання роботи вітроенергетичної установки для живлення мережі побутових споживачів. В ході дослідження проаналізовано різноманітні стратегії керування потужністю вітроенергетичних установок. Особливу увагу приділено алгоритмам пошуку та утримання точки максимальної потужності (MPPT - Maximum Power Point Tracking), які забезпечують оптимальний режим роботи вітрогенератора при змінних швидкостях вітру. Аналіз функціонування DC-DC перетворювача зосередився на дослідженні трьох ключових параметрів: вихідної напруги, струму та потужності при керуванні за допомогою алгоритму P&O MPPT. The purpose of this work is to study the operation of a wind power plant for supplying the electrical network of household consumers by means of computer simulation modeling. The study included solving such issues as conducting an analytical review of the issue of using wind power plants for supplying electrical networks of household consumers, theoretical research of the operation of a wind power plant for supplying the electrical network of household consumers, computer modeling of the operation of a wind power plant for supplying the electrical network of household consumers. During the study, various power control strategies for wind power plants were analyzed. Particular attention was paid to the algorithms for searching and holding the maximum power point (MPPT - Maximum Power Point Tracking), which provide the optimal mode of operation of the wind generator at variable wind speeds. The analysis of the functioning of the DC-DC converter focused on the study of three key parameters: output voltage, current and power when controlled using the P&O MPPT algorithm.Item Аналіз енерговитрат адміністративно-побутового корпусу підприємства крафтового виробництва хлібопродуктів та їх мінімізація(ЦНТУ, 2024-12-20) Здобнов, Віталій Костянтинович; Zdobnov, VitaliiМета і завдання кваліфікаційної роботи зводиться до аналізу шляхів підвищення енергетичної ефективності адміністративної будівлі, розробки технічних і організаційних рішень для мінімізації енерговитрат з урахуванням економічної доцільності та екологічних аспектів адміністративно-побутового корпусу підприємства крафтового виробництва хлібопродуктів. Для досягнення поставленої мети було вирішено наступні завдання: визначити основні джерела енергозатрат та розробити технічні рішення оптимізації енергоспоживання. Показали вибір відповідного обладнання та технологій, що забезпечать мінімальні енергетичні витрати та максимальну ефективність в конкретних умовах. Детально проаналізовано конструктивні особливості піролізного котла та його переваги для використання в системах опалення адміністративно-побутового корпусу. Також було проведено порівняння ефективності цього котла з іншими типами опалювальних джерел. The purpose and objectives of the qualification work are to analyze ways to increase the energy efficiency of the administrative building, develop technical and organizational solutions to minimize energy costs, taking into account the economic feasibility and environmental aspects of the administrative and household building of the enterprise for the production of craft bread products. To achieve the set goal, the following tasks were solved: to identify the main sources of energy costs and develop technical solutions for optimizing energy consumption. The selection of appropriate equipment and technologies that will ensure minimal energy costs and maximum efficiency in specific conditions was shown. The design features of the pyrolysis boiler and its advantages for use in heating systems of the administrative and household building were analyzed in detail. The efficiency of this boiler was also compared with other types of heating sources.Item Забезпечення надійної роботи повітряних ліній електропередавання в умовах ожеледних навантажень(ЦНТУ, 2024-12-23) Кузнецов, Артем Олександрович; Kuznetsov, ArtemОб’єкт дослідження – динаміка стану ожеледно-паморозевих відкладень на повітряних лініях електропередавання під впливом природних та техногенних факторів. Предмет дослідження – технічні, організаційні та методичні підходи до удосконалення плавки ожеледі на повітряних лініях електропередавання. Мета кваліфікаційної роботи – забезпечення надійної роботи повітряних ліній електропередавання в умовах ожеледних навантажень шляхом удосконалення технологічного процесу плавки ожеледі. У першому розділі оцінено вплив ожеледно-вітрових навантажень на повітряні лінії та виконано аналіз практичних методів їх захисту. Другий розділ присвячений обґрунтуванню та розробці дослідження умов утворення ожеледно-паморозевих відкладень на проводах повітряних ліній. У третьому розділі виконано дослідження та удосконалення організації плавки ожеледі на повітряних лініях 10 кВ. У додатку А проведено аналіз організаційних і технічних заходів з безпечної експлуатації електроустановок, виконано розрахунок заземлюючого пристрою трансформаторної підстанції. Результати досліджень, проведених у даній магістерській роботі можуть бути використані операторами системи розподілу вдосконаленої моделі організації процесу плавки ожеледі при плануванні та розробці заходів із захисту повітряних ліній від наднормативних ожеледних навантажень. Object of the research – the dynamics of ice-sleet deposit conditions on overhead power transmission lines under the influence of natural and technogenic factors. Subject of the research – technical, organizational, and methodological approaches to improving the ice melting process on overhead power transmission lines. The purpose of the qualification work – ensuring the reliable operation of overhead power transmission lines under icing conditions by improving the technological process of ice melting. In the first chapter, the impact of icing and wind loads on overhead lines is assessed, and practical methods for their protection are analyzed. The second chapter is devoted to the substantiation and development of the study of conditions for the formation of ice-sleet deposits on overhead line conductors. The third chapter focuses on researching and improving the organization of ice melting on 10 kV overhead lines. Appendix A includes an analysis of organizational and technical measures for the safe operation of electrical installations, as well as the calculation of a grounding device for a transformer substation. The results of the research conducted in this master’s thesis can be used by distribution system operators for the enhanced organizational model of ice melting processes when planning and developing measures to protect overhead lines from excessive icing loads.Item Вибір оптимальної схеми заземлення нейтралі для забезпечення надійної роботи обладнання в електричних мережах(ЦНТУ, 2024-12-18) Куцоконь, Микита Романович; Kutsokon, MykytaМета кваліфікаційної роботи: Підвищення надійності розподільних електричних мереж напругою 10 – 35 кВ шляхом правильного вибору режиму роботи нейтралі. У магістерській роботі досліджено та проаналізовано різні типи заземлення нейтралі розподільних мереж. В результаті дослідження були виявлені переваги та недоліки кожного типу. На основі детального вивчення перехідних процесів, що виникають в електромережі при замиканнях на землю, було запропоновано використовувати резистивне або комбіноване заземлення в розподільчих мережах напругою від 10 до 35 кВ. Цей захід не тільки підвищить надійність обладнання в розподільчих мережах, але й дозволить реалізувати ефективний релейний захист від замикань на землю. Отримані результати кваліфікаційної роботи планується використати у ПрАТ Кіровоградобленерго при плануванні заходів по підвищенню надійності роботи розподільних мереж. In the master's thesis, various types of neutral grounding of distribution networks were investigated and analyzed. As a result of the study, the advantages and disadvantages of each type were revealed. Based on a detailed study of the transient processes that occur in the power grid during ground faults, it was proposed to use resistive or combined grounding in distribution networks with a voltage from 10 to 35 kV. This measure will not only increase the reliability of equipment in distribution networks, but will also allow the implementation of effective relay protection against earth faults. The obtained results of the qualification work are planned to be used at PrJSC Kirovohradoblenergo in planning measures to increase the reliability of distribution networks.Item Дослідження параметрів якості електроенергії в системах електропостачання з сонячними електростанціями(ЦНТУ, 2024-12-18) Лагно, Ігор Вікторович; Lahno, IhorМетою роботи є аналіз та дослідження параметрів якості електроенергії в промислових системах електропостачання з сонячними електростанціями Дослідження було зосереджено на комплексному вивченні впливу сонячних електростанцій на параметри електроенергії. Пріоритетними напрямками аналізу стали характеристики функціонування геліоелектричних комплексів у відокремленому та мережевому режимах, оцінка їхньої експлуатаційної ефективності та виявлення ключових факторів, що позначаються на показниках електропостачання. У процесі реалізації дослідницьких завдань здійснено комплексне узагальнення та критичний аналіз науково-технічної літератури. Методологія включала імітаційне моделювання за допомогою програмних комплексів Matlab/Simulink, застосування математичних підходів теоретичного та експериментального аналізу, статистичну обробку отриманих даних. The purpose of the work is to analyze and study the parameters of electricity quality in industrial power supply systems with solar power plants. The study was focused on a comprehensive study of the impact of solar power plants on electricity parameters. The priority areas of analysis were the characteristics of the functioning of solar power complexes in isolated and network modes, the assessment of their operational efficiency and the identification of key factors affecting electricity supply indicators. In the process of implementing the research tasks, a comprehensive generalization and critical analysis of scientific and technical literature was carried out. The methodology included simulation modeling using Matlab/Simulink software packages, the application of mathematical approaches to theoretical and experimental analysis, and statistical processing of the obtained data.Item Розробка комбінованих електроенергетичних систем та оцінка ефекту від їх застосування для об’єктів малого електроспоживання(ЦНТУ, 2024-12-19) Нгепі, Стівен Леонардович; Nhepi, StivenМетою роботи є вдосконалення системи електропостачання об’єктів з малим електроспоживанням шляхом інтеграції комбінованих електроенергетичних систем, що поєднують потенціал сонячних та малих гідроелектростанцій з оцінкою їх роботи. Наукова робота присвячена актуальній проблемі розвитку комбінованих систем електропостачання з використанням відновлюваних джерел енергії для забезпечення електроживлення об'єктів малого електроспоживання. У дослідженні проведено комплексний аналіз стану та перспектив розвитку відновлюваної енергетики в світовому контексті та в Україні. Виконано поглиблений огляд існуючих комбінованих електроенергетичних систем з метою визначення найбільш ефективних схем електропостачання для об'єктів з низьким рівнем електроспоживання. Розроблені комп'ютерні моделі дозволили провести детальне дослідження роботи обраних комбінованих електроенергетичних систем, здійснити їх порівняльний аналіз та оцінку ефективності. Ключовим аспектом роботи є економічний аналіз запропонованих проектних рішень, що включає розрахунок та оцінку економічних показників комбінованих електроенергетичних систем. The purpose of the work is to improve the power supply system of facilities with small power supply by integrating combined energy systems that combine the potential of solar and small hydroelectric power plants with an assessment of their performance. The scientific work is devoted to the urgent problem of development of combined power supply systems using renewable energy sources to provide power supply to low-power consumption facilities. The study conducted a comprehensive analysis of the state and prospects for the development of renewable energy in the global context and in Ukraine. An in-depth review of existing combined power systems was carried out in order to determine the most effective power supply schemes for facilities with low power consumption. The developed computer models allowed for a detailed study of the operation of selected combined power systems, their comparative analysis and assessment of efficiency. The key aspect of the work is the economic analysis of the proposed design solutions, which includes the calculation and assessment of economic indicators of combined power systems.Item Оптимізація компенсації реактивної потужності в електричних мережах 0,4-10 кВ промислових підприємств(ЦНТУ, 2024-12-18) Непрозваний, Андрій Володимирович; Neprozvanyi, AndriiМетою кваліфікаційної роботи є підвищення ефективності функціонування систем електропостачання оптимізацією розміщення конденсаторних установок в електричних мережах 0,4-10 кВ споживачів. Оптимізація розміщення конденсаторних установок в електричних мережах споживачів полягає в знаходженні місць їх установки та необхідної потужності при яких досягається мінімум цільової функції. В якості цільової функції використані приведені витрати, які враховують капіталовкладення в конденсаторні установки, експлуатаційні витрати на їх обслуговування, вартість втрат електроенергії від перетоків реактивної потужності з врахуванням їх втрат, а також втрат в батареях конденсаторів активної енергії на генерування реактивної. Пошук мінімуму цільової функції проводиться великокроковим градієнтним методом з урахуванням обмежень, які накладаються на потужності компенсуючих пристроїв, а саме мінімальна і максимальна потужність компенсуючого пристрою в вузлі, мінімальна і максимальна напруга в вузлах за межі якої вона неповинна виходити при установці компенсуючого пристрою в даний вузол. В якості прикладу проведений розрахунок оптимізації розміщення конденсаторних установок для промислового підприємства. Який довів можливість зменшення цільової функції за рахунок оптимізації розміщення конденсаторних установок в мережі підприємства. The purpose of the qualification work is to increase the efficiency of the operation of power supply systems by optimizing the placement of capacitor units in electrical networks of 0.4-10 kV consumers. Optimization of the placement of capacitor units in electrical networks of consumers consists in finding the places of their installation and the required power at which the minimum of the objective function is achieved. The reduced costs were used as the objective function, which take into account capital investments in capacitor units, operating costs for their maintenance, the cost of electricity losses from reactive power overflows taking into account their losses, as well as losses in capacitor banks of active energy for generating reactive power. The search for the minimum of the objective function is carried out by the large-step gradient method, taking into account the restrictions imposed on the power of compensating devices, namely the minimum and maximum power of the compensating device in the node, the minimum and maximum voltage in the nodes beyond which it should not go when installing the compensating device in this node. As an example, a calculation of the optimization of the placement of capacitor units for an industrial enterprise was carried out. Which proved the possibility of reducing the objective function by optimizing the placement of capacitor units in the enterprise network.Item Розробка дворівневої системи автоматичного регулювання напруги в електротехнічних системах електроспоживання(ЦНТУ, 2024-12-20) Нижник, Іван Олександрович; Nyzhnyk, IvanУ магістерській роботі були виконані дослідження, спрямовані на розробку автоматизації управління дворівневою системою регулювання напруги в розподільних електричних мережах. Мета дослідження полягала у підвищенні надійності роботи мережі за рахунок зниження кількості перемикань механічного регулятора напруги (РПН) силового трансформатора, водночас забезпечуючи стабільну якість напруги. Запропонований підхід до регулювання напруги для трансформатора верхнього рівня передбачає, що перемикання здійснюється лише тоді, коли задана кількість регуляторів нижнього рівня не може підтримувати напругу в допустимих межах. Це дозволяє значно скоротити кількість перемикань механічного пристрою РПН на підстанції верхнього рівня, що, своєю чергою, підвищує надійність функціонування електричних мереж. У рамках роботи було спроєктовано структуру мікропроцесорного регулятора напруги для трансформаторів із безконтактним пристроєм РПН, а також розроблено блок прийняття рішень, заснований на мікропроцесорі. Цей блок під час роботи дворівневої системи виконує обчислення вагового коефіцієнта згідно з розробленим нечітким алгоритмом. Техніко-економічний аналіз порівняння існуючої системи та розробленої дворівневої системи автоматичного регулювання напруги продемонстрував, що новий підхід є економічно доцільним. The master's thesis carried out research aimed at developing automation of control of a two-level voltage regulation system in distribution electrical networks. The purpose of the study was to increase the reliability of the network by reducing the number of switching operations of the mechanical voltage regulator (VR) of the power transformer, while ensuring stable voltage quality. The proposed approach to voltage regulation for the upper-level transformer assumes that switching is carried out only when a given number of lower-level regulators cannot maintain the voltage within the permissible limits. This allows to significantly reduce the number of switching operations of the mechanical tap-changer device at the upper-level substation, which, in turn, increases the reliability of the operation of electrical networks. As part of the work, the structure of a microprocessor voltage regulator for transformers with a non-contact tap-changer device was designed, and a decision-making unit based on a microprocessor was also developed. This unit calculates the weight coefficient during the operation of the two-level system according to the developed fuzzy algorithm. A feasibility analysis of the comparison of the existing system and the developed two-level automatic voltage regulation system demonstrated that the new approach is economically feasible.Item Дослідження режимів роботи мікроенергетичної системи із акумулюванням електроенергії(ЦНТУ, 2024-12-18) Одарченко, Володимир Миколайович; Odarchenko, VolodymyrМетою роботи є комплексне вивчення інноваційних підходів до управління процесами енергозбереження та моніторингу стану акумуляторних батарей з урахуванням специфічних вимог навантажувальних режимів у мікроенергетичній системі. У кваліфікаційній роботі представлено комплексне дослідження режимів функціонування мікроенергетичної системи з акумулюванням електроенергії, спрямоване на вирішення актуальних завдань підвищення ефективності та надійності роботи розподільних електричних мереж. Проведено аналіз мікроенергетичних систем з акумуляторними комплексами, визначено їхній потенціал для оптимізації та децентралізації електричних мереж. Розроблено та обґрунтовано математичний апарат для моделювання складових елементів мікроенергетичної системи та прогнозування її поведінки в різних експлуатаційних режимах. Здійснено комп’ютерне моделювання та аналіз отриманих результатів функціонування мікроенергетичної системи з накопиченням електроенергії, визначено її характеристики та потенційні переваги. Розроблено комплекс обґрунтованих заходів з охорони праці та забезпечення безпеки під час монтажу електроустановок мікроенергетичної системи. The purpose of the work is comprehensive study of innovative approaches to managing energy saving processes and monitoring the condition of batteries, taking into account the specific requirements of load modes in a microenergy system. The qualification work presents a comprehensive study of the operating modes of a micro-energy system with electricity storage, aimed at solving the current problems of increasing the efficiency and reliability of distribution power grids. An analysis of micro-energy systems with battery complexes was conducted, their potential for optimizing and decentralizing power grids was determined. A mathematical apparatus for modeling the components of a micro-energy system and predicting its behavior in various operating modes was developed and substantiated. Computer modeling and analysis of the obtained results of the operation of a micro-energy system with electricity storage were carried out, its characteristics and potential advantages were determined. A set of substantiated measures for labor protection and ensuring safety during the installation of electrical installations of a micro-energy system was developed.Item Вдосконалення методів оцінки і прогнозування комутаційних перенапруг в системах електропостачання 6-10 кВ(ЦНТУ, 2024-12-19) Правий, Михайло В`ячеславович; Pravyi, MykhailoМетою даної роботи є проаналізовати сучасні дослідження КП у СЕП 6 - 10 кВ промислових підприємств, а також методи їх оцінки й прогнозування. Проаналізовано сучасні дослідження КП в СЕП в мережах 6-10кВ промислових підприємств, та методи їх оцінки та прогнозування. Проведено математичне моделювання КП в системі «вимикач - кабельна лінія - електроприймач», та досліджено вплив параметрів електроприймача, гармонік струму та кута перемикання на кратність КП. На основі удосконалення експрес-методу був розроблений комплексний метод оцінки і прогнозування КП у СЕП напругою 6-10 кВ, що враховує вплив електромагнітних і елегазових вимикачів, вищих гармонік струму, клас мережевої напруги і типів кабельних ліній на величину перенапруги. Передбачається, що результати кваліфікаційної роботи будуть використані для оцінки значення KП в будь-якій точці високовольтної системи «вимикач - кабель - електроприймач», а також для оцінки і прогнозування KП, що дозволить раціонально підібрати необхідне захисне обладнання. The purpose of this work is to analyze modern research on SO in 6-10 kV SEP of industrial enterprises, as well as methods for their assessment and forecasting. Modern research on SO in 6-10 kV networks of industrial enterprises, and methods for their assessment and forecasting, were analyzed. Mathematical modeling of SO in the system "switch - cable line - electrical receiver" was carried out, and the influence of electrical receiver parameters, current harmonics and switching angle on the multiplicity of SO was studied. Based on the improvement of the express method, a comprehensive method for assessing and forecasting SP in 6-10 kV SEP was developed, which takes into account the influence of electromagnetic and SF6 switches, higher current harmonics, network voltage class and types of cable lines on the magnitude of overvoltage. It is assumed that the results of the qualification work will be used to assess the value of the SO at any point of the high-voltage system "switch - cable - electrical receiver", as well as to assess and predict the SO, which will allow rational selection of the necessary protective equipment.Item Дослідження ефективності та режимів роботи ГЕС в системах електропостачання(ЦНТУ, 2024-12-27) Рахманкулов, Раміз; Rakhmankulov, RamizМагістерська робота присвячена комплексному дослідженню ефективності гідротурбін та оптимізації їх конструктивних параметрів для підвищення продуктивності гідроелектростанцій. У роботі проведено системний аналіз сучасного стану та перспектив розвитку гідроенергетики в Україні, досліджено особливості застосування ГЕС для електропостачання споживачів. Основну увагу приділено дослідженню гідродинамічних процесів у робочих колесах гідротурбін різних конструкцій. Виконано математичне моделювання потоку рідини та досліджено вплив геометричних параметрів лопатей на ефективність роботи гідроагрегату. Особливу увагу приділено вивченню залежності швидкісних характеристик та напору від кута нахилу лопатей. У роботі представлено результати розрахунків параметрів дво- та трилопатевих гідротурбін, на основі яких розроблено рекомендації щодо оптимізації їх конструкції. Проведено техніко-економічний аналіз запропонованих рішень та оцінено їх ефективність. Практичне значення роботи полягає в розробці методики розрахунку оптимальних параметрів робочих коліс гідротурбін та формулюванні рекомендацій щодо забезпечення їх надійної та безпечної експлуатації. Результати дослідження можуть бути використані при проектуванні нових та модернізації існуючих гідроелектростанцій. The master's thesis is devoted to a comprehensive study of hydro turbines efficiency and optimization of their design parameters to improve the performance of hydroelectric power plants. The paper provides a systematic analysis of the current state and development prospects of hydropower in Ukraine, and investigates the specific features of hydroelectric power plants application for consumer power supply. The main focus is on the study of hydrodynamic processes in hydro turbine runners of various designs. Mathematical modeling of fluid flow has been performed, and the influence of blade geometric parameters on the hydrounit efficiency has been investigated. Particular attention is paid to studying the dependence of velocity characteristics and head on the blade angle. The thesis presents the results of calculations for two-blade and three-blade hydro turbines parameters, based on which recommendations for optimizing their design have been developed. A technical and economic analysis of the proposed solutions has been carried out, and their effectiveness has been evaluated. The practical significance of the work lies in developing a methodology for calculating optimal parameters of hydro turbine runners and formulating recommendations for ensuring their reliable and safe operation. The research results can be used in designing new hydroelectric power plants and modernizing existing ones.Item Раннє виявлення ожеледно-паморозевих відкладень у розподільних електричних мережах 10 кВ(ЦНТУ, 2024-12-26) Розпутній, Павло Вікторович; Rozputnii, PavloОб’єкт дослідження – процеси утворення ожеледно-паморозевих відкладень на проводах повітряних лінії розподільних електромереж. Предмет дослідження – електричні параметри ожеледно-паморозевих відкладень на проводі повітряної лінії. Мета кваліфікаційної роботи – удосконалення системи раннього виявлення та ідентифікації ОПВ на повітряних лініях 10 кВ з неізольованими проводами. У першому розділі кваліфікаційної роботи виконано аналіз методів і засобів захисту повітряних ліній, що працюють в умовах ожеледоутворення. Другий розділ присвячений обґрунтуванню та розробці первинного вимірювального перетворювача для виявлення ожеледно-паморозевих відкладень. У третьому розділі виконано обґрунтування та розробку системи раннього виявлення ожеледно-паморозевих відкладень на проводі повітряної лінії. У додатку А проведено аналіз заходів, що забезпечують безпеку робіт в електроустановках, виконано розрахунок контуру заземлення. Результати досліджень, проведених у даній магістерській роботі можуть бути використані енергопостачальними компаніями при проектуванні, побудові та експлуатації комплексних інформаційних систем моніторингу процесу ожеледоутворення. Зокрема, шляхом включення до їх складу підсистеми раннього виявлення ОПВ на проводах повітряних ліній. The object of the study: the processes of formation of ice-frost deposits on the wires of overhead lines in distribution electrical networks. The subject of the study: the electrical parameters of ice-frost deposits on the wire of an overhead line. The purpose of the qualification work: improvement of the early detection and identification system for ice-frost deposits on 10 kV overhead lines with non-insulated wires. The first chapter of the qualification work analyzes methods and tools for protecting overhead lines operating under ice formation conditions. The second chapter is devoted to the justification and development of a primary measuring transducer for detecting ice-frost deposits. The third chapter focuses on the justification and development of an early detection system for ice-frost deposits on overhead line wires. Appendix A includes an analysis of measures ensuring safety in electrical installations and the calculation of the grounding contour. The research results presented in this master's work can be utilized by energy supply companies during the design, construction, and operation of integrated information systems for monitoring the ice formation process. Specifically, by incorporating a subsystem for early detection of ice-frost deposits on overhead line wires.Item Дослідження та оптимізація режимів роботи неоднорідних замкнених електричних мереж напругою 150-330 кВ(ЦНТУ, 2024-12-19) Улановська, Марія Вікторівна; Ulanovska, MariiaМетою даної роботи є оптимізації роботи електроенергетичної системи, а саме вибору коефіцієнтів трансформації автотрансформаторів між мережами напруги 150-330 кВ для мінімізації втрат активної потужності. Подібна оптимізація є важливим аспектом забезпечення енергоефективності. Використання направленого пошуку вказує на застосування одного з методів оптимізації, який дозволяє знаходити оптимальні рішення, аналізуючи конкретні напрями змін параметрів системи. Оптимізація розподілу потоків потужності при використання спеціальних регуляторів навантаження або автоматизованих систем управління для вирівнювання потоків у мережі; заміна вузьких місць у мережі проводами з більшим перетином або кращими електричними характеристиками; врахування втрат активної енергії при проектуванні мережі, щоб мінімізувати сумарні витрати на експлуатацію. Такі заходи можуть суттєво підвищити ефективність роботи замкнутої мережі, зменшивши негативний вплив її неоднорідності. Практичне використання результатів охоплює всі ключові рівні енергетичної галузі: від проектування та експлуатації мереж до підготовки майбутніх фахівців. The purpose of this work is to optimize the operation of the electric power system, namely the selection of transformation ratios of autotransformers between networks of voltage 150-330 kV to minimize active power losses. Such optimization is an important aspect of ensuring energy efficiency. The use of directed search indicates the use of one of the optimization methods, which allows finding optimal solutions by analyzing specific directions of changes in system parameters. Optimization of power flow distribution when using special load regulators or automated control systems to equalize flows in the network; replacement of bottlenecks in the network with wires with a larger cross-section or better electrical characteristics; taking into account active energy losses when designing the network to minimize total operating costs. Such measures can significantly increase the efficiency of a closed network, reducing the negative impact of its heterogeneity. The practical use of the results covers all key levels of the energy industry: from the design and operation of networks to the training of future specialists.Item Оцінювання ефективності роботи електроенергетичних систем з ВДЕ шляхом використання технології CAES для акумулювання електроенергії(ЦНТУ, 2024-12-26) Чорнощоков, Ростислав Костянтинович; Chornoshchokov, RostyslavМетою роботи є проведення оцінки технічних та енергетичних показників ефективності застосування систем акумулювання електричної енергії відновлюваних джерел енергії у вигляді стиснутого повітря. Наукова робота присвячена актуальній проблемі акумулювання електричної енергії в електроенергетичних системах з використанням відновлюваних джерел енергії. В дослідженні показано, що технологія акумулювання електричної енергії за рахунок використання стисненого повітря для енергетичних комплексів з відновлюваними джерелами енергії залишається перспективною. Такі установки дозволяють утилізувати надлишок електроенергії під час мінімального споживання, перетворюючи її в енергію стисненого атмосферного газу, що зберігається в спеціальних ємностях під високим тиском для подальшої генерації електричної енергії. Запропоновано конфігурацію системи накопичення енергії, основними елементами якої є малогабаритний резервуар для зберігання стисненого повітря та мікротурбіна. Проведено оцінку технічних та енергетичних показників для системи при зміні конструктивних та робочих параметрів системи акумулювання. The purpose of the work is to assess the technical and energy performance indicators of the use of electrical energy storage systems from renewable energy sources in the form of compressed air. The scientific work is devoted to the current problem of electrical energy accumulation in power systems using renewable energy sources. The study shows that the technology of accumulating electrical energy through the use of compressed air for energy complexes with renewable energy sources remains promising. Such installations allow to utilize excess electricity during minimum consumption, converting it into the energy of compressed atmospheric gas, which is stored in special tanks under high pressure for further generation of electrical energy. A configuration of an energy storage system is proposed, the main elements of which are a small-sized compressed air storage tank and a microturbine. An assessment of the technical and energy performance of the system is carried out when changing the design and operating parameters of the storage system.Item Дослідження впливу сонячних електростанцій на рівні відхилення напруги в системі електропостачання промислового підприємства(ЦНТУ, 2024-12-25) Козлик, Юлія Валеріївна; Kozlyk, YuliiaМетою дослідження виступає розробка комплексу технічних рішень та методологічних підходів, спрямованих на досягнення оптимального рівня енергоефективності в системах електропостачання промислових об'єктів з інтегрованими відновлюваними джерелами енергії. Дослідження спрямоване на вивчення та оптимізацію електроенергетичних комплексів з впровадженням альтернативних енергетичних технологій. Центральним завданням є проєктування електропостачальної системи для індустріального об'єкта та формування інтегрованої електричної платформи на базі сонячних електростанцій, реалізація якої дозволить мінімізувати витрати підприємства на електроресурси. Для електроенергетичної системи виробничого підрозділу визначено оптимальну конфігурацію сонячної електростанції: розраховано необхідну площу розміщення фотоелектричних модулів, їхню кількість та потужнісні характеристики разом з допоміжним технологічним устаткуванням. Комп'ютерне імітаційне моделювання експлуатаційних режимів та поглиблений техніко-економічний аналіз підтвердили економічну ефективність та перспективність запропонованого рішення. The purpose of the study is to develop a set of technical solutions and methodological approaches aimed at achieving the optimal level of energy efficiency in power supply systems of industrial facilities with integrated renewable energy sources. The study is aimed at studying and optimizing power complexes with the introduction of alternative energy technologies. The central task is to design a power supply system for an industrial facility and form an integrated electrical platform based on solar power plants, the implementation of which will minimize the company's costs for electricity resources. For the power system of the production unit, the optimal configuration of the solar power plant was determined: the required area for placing photovoltaic modules, their number and power characteristics together with auxiliary technological equipment were calculated. Computer simulation modeling of operating modes and in-depth technical and economic analysis confirmed the economic efficiency and prospects of the proposed solution.Item Аналіз характеристик акумуляторів різних типів як накопичувачів електроенергії(ЦНТУ, 2024-12-26) Маклашевський, Євгеній Олегович; Maklashevskyi, YevheniiМагістерська робота присвячена аналізу характеристик акумуляторів різних типів як накопичувачів електроенергії, що є ключовим елементом сучасних енергетичних систем. У роботі розглянуто принципи роботи акумуляторів, їх технічні характеристики та фактори, що впливають на ефективність. Здійснено класифікацію та порівняльний аналіз найпоширеніших типів акумуляторів: свинцево-кислотних, нікель-кадмієвих, нікель-металгідридних, літій-іонних, літій-залізо-фосфатних, літій-титанатних, натрієвих, цинкових та суперконденсаторів. Основна увага приділялася таким параметрам, як енергетична щільність, вартість, циклічність, термін служби, робоча напруга та безпека. Результати дослідження дозволили визначити, що літій-іонні акумулятори є оптимальними для рухомих об'єктів завдяки високій енергетичній щільності та доступній вартості. Для стаціонарних систем запропоновано використовувати літій-титанатні акумулятори, які вирізняються високою циклічністю, тривалим терміном служби, безпекою і самою низькою вартістю одного циклу. На основі проведеного аналізу сформульовано рекомендації щодо вибору типу акумулятора залежно від умов експлуатації. Отримані висновки можуть бути корисними для розробки ефективних енергосистем, оптимізації енергоспоживання та впровадження інноваційних технологій у сфері зберігання енергії. The master's thesis is devoted to the analysis of the characteristics of batteries of various types as energy storage devices, which are a key element of modern energy systems. The paper considers the principles of operation of batteries, their technical characteristics and factors affecting efficiency. A classification and comparative analysis of the most common types of batteries was carried out: lead-acid, nickel-cadmium, nickel-metal hydride, lithium-ion, lithium iron phosphate, lithium titanate, sodium, zinc and supercapacitors. The main attention was paid to such parameters as energy density, cost, cyclicity, service life, operating voltage and safety. The results of the study allowed us to determine that lithium-ion batteries are optimal for mobile objects due to their high energy density and affordable cost. For stationary systems, it is proposed to use lithium titanate batteries, which are characterized by high cyclicity, long service life, safety and the lowest cost per cycle. Based on the analysis, recommendations were formulated for choosing the type of battery depending on the operating conditions. The conclusions obtained may be useful for the development of efficient power systems, optimization of energy consumption and the implementation of innovative technologies in the field of energy storage.Item Розробка та аналіз рішень підвищення ефективності використання відходів деревини для системи теплопостачання деревообробного підприємства з біопаливною котельною(ЦНТУ, 2024-12-27) Мороз, Кузьма Олександрович; Moroz, KuzmaКваліфікаційна робота присвячена розвитку дослідження спалювання здрібненої деревної біомаси та удосконалення паливних пристроїв для підвищення ефективності цього процесу. В роботі було досліджено специфіку перебігу цього процесу з урахуванням та без урахування тепловідведення і визначити вимоги до ефективного спалювання деревної біомаси в паливних пристроях. Завдяки застосуванню рівняння кінетики реакції горіння та методу найменших квадратів була розроблена система рівнянь для обчислення кінетичних констант реакції горіння деревини, використовуючи результати неізотермічного методу дослідження цього процесу. Проведено експериментальні дослідження та визначено елементний склад різних видів деревини, зокрема швидкоростучих сортів. На основі термогравіметричного аналізу були визначені кінетичні константи реакції горіння для подрібненої деревини, а також отримані аналітичні залежності відносної втрати маси від оберненої температури, що дозволяє дослідити етапи процесу горіння та сформулювати вимоги до умов спалювання цієї породи деревини в паливних пристроях. Окрім того, було визначено вплив коефіцієнта надлишку повітря на паливний режим при спалюванні генетично модифікованої деревини, що дає змогу обирати оптимальні значення режимних параметрів спалювання та зменшувати рівень викидів шкідливих речовин. The qualification thesis is dedicated to the development of research on the combustion of shredded wood biomass and the improvement of fuel devices to enhance the efficiency of this process. The study investigated the specifics of this process both with and without heat dissipation, and determined the requirements for effective combustion of wood biomass in fuel devices. By applying the combustion reaction kinetics equation and the least squares method, a system of equations was developed for calculating the kinetic constants of wood combustion reactions, using results from the non-isothermal method of studying this process. Experimental research was conducted, and the elemental composition of various types of wood, including fast-growing species, was determined. Based on thermogravimetric analysis, kinetic constants for the combustion reaction of shredded wood were obtained, as well as analytical dependencies of relative mass loss on inverse temperature, which allows the study of the stages of the combustion process and the formulation of requirements for the combustion conditions of this wood type in fuel devices. Additionally, the impact of the air excess coefficient on the fuel regime when burning genetically modified wood was determined, which enables the selection of optimal combustion process parameters and reduces the emission of harmful substances.Item Синтез нейронної мережі прогнозування споживання електричної енергії гірничо-збагачувальних підприємств для впровадження енергозберігаючих режимів(ЦНТУ, 2024-12-17) Нижник, Олег Іванович; Nyzhnyk, OlehПредмет досліджень – прогнозування електроспоживання за допомогою нейронних мереж. Об’єктом досліджень є гірничо-збагачувальний комбінат. Метою кваліфікаційної роботи є дослідження використання нейронної мережі для прогнозування споживання електричної енергії гірничо-збагачувального комбінату з впровадженням енергозберігаючих режимів. Розглянуто завдання створення системи короткострокового та середньострокового прогнозування споживання електроенергії, яке дозволило мінімізувати відхилення фактичного обсягу споживання від запланованого. Проведена розробка системи, яка базується на методах нейромережевого моделювання для нелінійного прогнозування. За допомогою багатофакторного групування проаналізовано одночасний вплив статусу дня та часу доби на споживання електричної енергії. В результаті проведеного аудиту обладнання дробарного відділення гірничо-збагачувального комбінату проведено визначення можливих шляхів зниження споживання електроенергії в основному технологічному обладнанні та розроблено енергозберігаючі режими з оптимізацією режимів роботи електрообладнання. Зроблено висновок, що для ефективного управління електроспоживанням на гірничих підприємствах необхідно виконати такі завдання, як впровадження інформаційно-моделюючих систем для аналізу електроспоживання, виявлення закономірностей споживання електроенергії гірничим обладнанням на технологічних етапах, проведення енергоаудиту та реалізація заходів для збереження енергії. The subject of research is forecasting electricity consumption using neural networks. The object of research is a mining and processing plant. The purpose of the qualification work is to study the use of a neural network for predicting the consumption of electricity in a mining and processing plant with the implementation of energy-saving modes. The task of creating a system for short-term and medium-term forecasting of electricity consumption was considered, which allowed minimizing the deviation of the actual consumption volume from the planned one. A system based on neural network modeling methods for nonlinear forecasting was developed. Using multifactor grouping, the simultaneous influence of the status of the day and time of day on electricity consumption was analyzed. As a result of the audit of the equipment of the crushing department of the mining and processing plant, possible ways to reduce electricity consumption in the main technological equipment were determined and energy-saving modes were developed with optimization of the operating modes of electrical equipment. It was concluded that for effective management of electricity consumption at mining enterprises, it is necessary to perform such tasks as the implementation of information modeling systems for analyzing electricity consumption, identifying patterns of electricity consumption by mining equipment at technological stages, conducting an energy audit and implementing measures to save energy.Item Модернізація системи очистки біогазу для підвищення ефективності його використання в когенераційних установках(ЦНТУ, 2024-12-25) Піцик, Віталій Сергійович; Pitsyk, VitaliiМетою кваліфікаційної роботи є розробка та аналіз удосконаленої системи очищення біогазу (БГ) до рівня біометану (БМ), яка забезпечить підвищення ефективності його використання в когенераційних установках. У роботі показано необхідність підвищення енергетичної ефективності та надійності когенераційних установок за рахунок модернізації системи очистки біогазу, що особливо важливо при їх застосування в децентралізованих енергетичних системах. Для цього розглянуто і проаналізовано конструктивні рішення та стан використання газових когенераційних установок; проаналізовано методи виробництва та очистки БГ і обґрунтовано ступінь його очистки до рівня БМ. Також виконано порівняння схемно-конструктивних рішень біогазових установок (БГУ) та показано переваги БГУ з двокамерним реактором. Для очистки БГ від домішок обґрунтовано доцільність застосування газових гідратів та наведено методи параметризації термодинамічних та кінетичних умов газогідратної очистки БГ. Запропоновано схемно-конструктивне рішення газогідратної установки (ГГУ) очистки БГ до рівня БМ. На основі розробленої методики розраховано енерговитрати в ГГУ очистки біогазу L ГГУ та виконано їх порівняння з Lін при застосуванні інших методів очистки. L ГГУ складає 0,140-0,172 кВт·год/кг біогазу і суттєво менше Lін, що знаходиться в діапазоні 0,174…0,639 кВт·год/кг біогазу. Показано, що ККД газопоршневого двигуна при роботі в складі КГУ на біометані ККД БМ = 35…38% і більше, ніж при роботі на біогазі ККД БГ = 28…30%, в 1,25…1,27 рази. The purpose of the qualification work is to develop and analyze an improved biogas (BG) purification system to the level of biomethane (BM), which will ensure an increase in the efficiency of its use in cogeneration units. The work shows the need to increase the energy efficiency and reliability of cogeneration plants by modernizing the biogas purification system, which is especially important when using them in decentralized energy systems. For this purpose, design solutions and the state of use of gas cogeneration plants are considered and analyzed; methods of production and purification of BG are analyzed and the degree of its purification to the level of BM is justified. A comparison of the schematic and design solutions of biogas units (BGU) was also made and the advantages of BGU with a two-chamber reactor were shown. For cleaning BG from impurities, the feasibility of using gas hydrates is substantiated and methods for parameterizing thermodynamic and kinetic conditions of gas hydrate cleaning of BG are given. A schematic and design solution of a gas hydrate units (GGU) for cleaning BG to the BM level is proposed. Based on the developed methodology, energy consumption in the GGU for biogas cleaning L GGU was calculated and their comparison with Lin was performed when using other cleaning methods. L GGU is 0.140-0.172 kWh/kg of biogas and is significantly less than Lin, which is in the range of 0.174 ... 0.639 kWh/kg of biogas. It is shown that the efficiency coefficient (EC) of a gas piston engine when operating as part of a GGU unit on biomethane EC BM = 35…38% and is higher than when operating on biogas EC BG = 28…30%, 1.25…1.27 times.