Кафедра електротехнічних систем та енергетичного менеджменту
Permanent URI for this communityhttps://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/11335
Browse
7 results
Search Results
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 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 Синтез структури системи автоматичного керування силовими трансформаторами з поздовжньо-поперечним регулюванням напруги(ЦНТУ, 2024-01-16) Величко, Анна Василівна; Velichko, AnnaМета дослідження полягає в розробці електротехнічних комплексів, зокрема з мікропроцесорними системами керування, для регулювання напруги та одночасного забезпечення задовільного режиму системи електропостачання по реактивній потужності. У кваліфікаційній роботі проведено дослідження існуючих методів та засобів поздовжнього та поздовжньо-поперечного регулювання напруги. Вирішена задача створення системи автоматичного керування трансформаторами з поздовжньо-поперечним регулюванням напруги на основі використання напруги, активної та реактивної потужності як основних параметрів регулювання. Побудована модель автоматичного регулятора напруги, яка дозволяє отримувати параметри налагодження регулятора. Крім того, було розроблено програмне забезпечення для мікропроцесорного контролера з метою виконання функцій регулятора системи автоматичного керування. The purpose of the research is the development of electrical engineering complexes, in particular with microprocessor control systems, to regulate the voltage and simultaneously ensure a satisfactory mode of the power supply system in terms of reactive power. In the qualification work, a study of existing methods and means of longitudinal and longitudinal-transverse voltage regulation was carried out. The task of creating a system of automatic control of transformers with longitudinal and transverse voltage regulation based on the use of voltage, active and reactive power as the main parameters of regulation has been solved. A model of an automatic voltage regulator has been built, which allows you to obtain regulator tuning parameters. In addition, software was developed for the microprocessor controller to perform the functions of the controller of the automatic control system.Item Розроблення системи електропостачання тепловозного депо(ЦНТУ, 2024-06-19) Онуфрієнко, Віктор Григорович; Onufriienko, ViktorУ кваліфікаційній роботі виконане комплексне проектування системи електропостачання локомотивного депо з урахуванням сучасних вимог економічності та надійності. Для цього виконано розрахунки, зокрема: розрахунок електричних навантажень, техніко-економічне обґрунтування схеми внутрішнього електропостачання депо, розрахунок компенсації реактивної потужності та струмів короткого замикання. На основі отриманих даних підібрано електроапарати та кабельні лінії 10 кВ, а також обґрунтовано виконання та розміщення цехових трансформаторних підстанцій. Спеціальний розділ роботи присвячено розробці системи автоматизованого обліку споживання електроенергії. Було обґрунтовано структуру побудови інформаційно-вимірювальної системи. Як первинні вимірювальні перетворювачі обрано трансформатори струму марки ТЛК-10 та трансформатори напруги марки НАМИ-10-66У3. Для комерційного обліку електроенергії вибрано лічильники серії «Альфа», а для технічного обліку – лічильники серії НІК 2303. In the qualification work, a complex design of the power supply system of the locomotive depot was performed, taking into account modern requirements of economy and reliability. For this, calculations were made, in particular: calculation of electrical loads, technical and economic justification of the internal power supply scheme of the depot, calculation of reactive power compensation and short-circuit currents. Based on the obtained data, electrical apparatus and 10 kV cable lines were selected, as well as the design and placement of plant transformer substations were justified. A special section of the work is devoted to the development of an automated metering system for electricity consumption. The structure of the construction of the information and measurement system was substantiated. Current transformers of the TLK-10 brand and voltage transformers of the NAMI-10-66U3 brand were selected as primary measuring transducers. Alpha series meters were selected for commercial electricity metering, and NIK 2303 meters for technical metering.Item Розробка системи електропостачання та електрозбереження ливарного виробництва заводу сільськогосподарських машин(ЦНТУ, 2023-06-12) Лапчук, Ростислав Михайлович; Lapchuk, RostyslavКваліфікаційна робота присвячена розв’язанню задач комплексного проектування системи електропостачання ливарного виробництва згідно сучасних вимог економічності та надійності. Для цього були виконані техніко-економічні розрахунки: електричних навантажень, вибору схеми внутрішнього електропостачання виробництва, режимів реактивної потужності, струмів коротких замикань. На основі отриманих даних проведено вибір кабельних ліній мережі 10 кВ, високовольтного обладнання та запропоновано компонування трансформаторних підстанцій. У спеціальному розділі кваліфікаційної роботи проаналізовано заходи з електрозбереження в електротермічних установках виробництва. Проведено оцінку ймовірної економії електричної енергії при реалізації запропонованих технічних рішень для дугової печі ємністю 1,5 т та термічних печей опору. Застосування запропонованих технічних рішень дозволить підвищити ефективність роботи промислових електропечей. The qualification work is dedicated to solving the problems of complex design of the power supply system of foundry production in accordance with modern requirements of economy and reliability. For this, technical and economic calculations were performed: electrical loads, selection of the scheme of internal power supply of production, modes of reactive power, short-circuit currents. On the basis of the received data, the selection of cable lines of the 10 kV network, high-voltage equipment, and the layout of transformer substations were proposed. In a special section of the qualification work, energy saving measures in electrothermal production facilities are analyzed. An assessment of the probable saving of electrical energy during the implementation of the proposed technical solutions for an arc furnace with a capacity of 1.5 tons and thermal resistance furnaces was carried out. Application of the proposed technical solutions will increase the efficiency of industrial electric furnaces.Item Дослідження робочих режимів дальньої електропередачі надвисокої напруги(ЦНТУ, 2022-12-12) Зятьковський, Костянтин Григорович; Ziatkovskyi, KostiantynМетою кваліфікаційної роботи є дослідження режимів дальніх ліній електропередачі з різними схемами виконання. Розглянути рушійні сили розвитку техніки передачі електроенергії та проаналізовано впровадження і розвиток технологій надвисокої напруги в області передачі електроенергії на великі відстані. Обґрунтуванні області застосування, структурні елементи і схеми дальньої електропередачі. Проведений критичний огляд різних видів дальньої електропередачі з позиції підвищення пропускної здатності, надійності та економічної ефективності. Практичні розрахунки режимів проведені для електропередачі 750 кВ протяжністю 650 і 1100 км, та лінії 1150 кВ протяжністю 2000 км. Дослідження режимів лінії проводилося з використанням математичного пакету Mathcad 15. Проведена оцінка техніко-економічних показників лінії електропередачі 750 кВ протяжністю 1100 км для трьох схем виконання за укрупненими показниками вартості окремих елементів лінії електропередачі. The purpose of the qualification work is to study the modes of long-distance power transmission lines with different implementation schemes. Consider the driving forces of the development of electricity transmission technology and analyze the introduction and development of ultra-high voltage technologies in the field of long-distance electricity transmission. Justification of the field of application, structural elements and schemes of long-distance power transmission. A critical review of various types of long-distance power transmission was carried out from the point of view of increasing throughput, reliability and economic efficiency. Practical mode calculations were carried out for 750 kV power transmission with a length of 650 and 1100 km, and a 1150 kV line with a length of 2000 km. The study of the modes of the line was carried out using the mathematical package Mathcad 15. An evaluation of the technical and economic indicators of the 750 kV power transmission line with a length of 1100 km for three execution schemes was carried out based on aggregated indicators of the cost of individual elements of the power transmission line.Item Компенсація реактивної потужності в електричних мережах з нелінійними навантаженнями(ЦНТУ, 2022-12-22) Кучеренко, Дмитро Петрович; Kucherenko, DmytroМетою роботи є підвищення економічності експлуатації систем електропостачання, шляхом компенсації реактивної потужності за умов наявності нелінійного електричного навантаження та вищих гармонік струму і напруги. В роботі розглянута сучасна теорія електричної потужності. За умов нелінійної вольт-амперної характеристики навантаження виникає потужність викривлення. Вона подібна до реактивної потужності, тому необхідно її враховувати при компенсації. Постійний перетік енергії між споживачем та джерелом призводить до негативних процесів в системах електропостачання серед яких втрата активної потужності та завантаження системи електропостачання реактивними струмами. Аналіз характеристик навантаження показує, що основними причинами появи вищих гармонік є широке впровадження випрямлячів, які є першою ланкою, як для звичайних побутових приладів, так і потужних промислових перетворювачів частоти. Аналіз способів боротьби з вищими гармоніками показує, що на стадії проектування можливе впровадження схемних рішень, а на стадії діючих систем електропостачання найбільш економічно вигідним є використання фільтрокомпенсуючих пристроїв, що крім зниження рівня вищих гармонік дозволяють компенсувати реактивну потужність. В роботі наведена методика вибору та розрахунку фільтрокомпенсуючого пристрою. The purpose of the work is to increase the efficiency of operation of power supply systems by compensating reactive power in the presence of non-linear electrical load and higher current and voltage harmonics. The work deals with the modern theory of electric power. Under the conditions of a non-linear current-voltage characteristic of the load, distortion power occurs. It is similar to reactive power, so it must be taken into account during compensation. The constant flow of energy between the consumer and the source leads to negative processes in power supply systems, including loss of active power and loading of the power supply system with reactive currents. The analysis of the load characteristics shows that the main reasons for the appearance of higher harmonics are the widespread introduction of rectifiers, which are the first link, both for ordinary household appliances and powerful industrial frequency converters. The analysis of methods of combating higher harmonics shows that at the design stage it is possible to implement circuit solutions, and at the stage of operating power supply systems, the most economically beneficial is the use of filter-compensating devices, which, in addition to reducing the level of higher harmonics, make it possible to compensate for reactive power. The method of selection and calculation of the filter-compensating device is given in the work.