2015, № 1. ВЕСТНИК ЧУВАШСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

Электротехника и энергетика

5-11 RAR Александрова Людмила Эммануиловна старший преподаватель кафедры электроснабжения промышленных предприятий им. А.А. Фёдорова Чувашский государственный университет S_Samarina@list.ru Aleksandrova Ludmila S_Samarina@list.ru senior teacher of Industrial Enterprises Power Supply Chair Chuvash State University РАСЧЁТ НЕОБХОДИМЫХ ОГРАНИЧЕНИЙ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ НАДЁЖНОСТИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПРИ АВАРИЙНЫХ ВОЗМУЩЕНИЯХ CALCULATION OF REQUIRED RESTRICTIONS OF CONSUMERS FOR ENHANCING FUNCTIONAL RELIABILITY OF THE ELECTRIC POWER SYSTEM IN CASE OF ACCIDENTAL PERTURBATIONS В послеаварийном режиме напряжения узлов должны поддерживаться в допустимых пределах, для чего вводятся графики аварийного ограничения режима потребления. Они должны быть составлены на основе минимума ограничиваемой мощности, значение которого предлагается рассчитывать с помощью узловых сопротивлений схемы замещения по предлагаемому алгоритму и программе расчёта для ПЭВМ. В результате расчётов получена зависимость значения ограничения нагрузки от соотношения действительной и мнимой составляющих комплексного значения допустимого напряжения. Это позволяет выбрать вариант ограничения с учётом величины аварийной и технологической брони и требований устойчивости режима. In the post-accident modes the nodal voltage should be kept within permissible limits. For this the schedules of accidental restriction of power consumption regime are introduced. They should be made on the basis of the minimum restricted power consumption. Its value is proposed to calculate applying nodal current resistance of equivalent circuit according to the algorithm suggested and PC software. As a result of the calculation the dependence of the power restriction value on the ratio of real to imaginary constituent of complex value of permissible voltage was found out. This allows to choose the restriction limit with the regard for accidental and technological norms and the requirements to the regime stability. 621.311.11.016.001.63 У305. 142 - 823.2(2Рос) функциональная надёжность послеаварийный режим значение ограничения потребителей матрица узловых сопротивлений допустимое напряжение узла operating reliability post-accident mode value of consumer restriction matrix of nodal resistance permissible nodal voltage Александрова Л.Э., Коркин К.А. Алгоритмы и программы расчета режимов и функциональной надежности на основе обобщенных параметров электрической сети // Региональная энергетика и электротехника: проблемы и решения: сб. науч. тр. Вып. 6. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2010. 232 с. Воропай Н.И., Фам Чунг Шон. Исследование режимной надёжности систем электроснабжения с распределённой генерацией и учётом каскадных отказов // Электричество. 2013. № 12. С. 14-21. Гурский С.К. Алгоритмизация задач управления режимами сложных систем в электроэнергетике. Минск: Наука и техника, 1977. 386 с. Надёжность систем энергетики / отв. ред. Н.И. Воропай. М.: Энергия, 2007. Непомнящий В.А. Экономико-математическая модель надёжности энергосистем и электрических сетей // Электричество. 2011. № 2. C. 5-16. Фокин Ю.А. Надёжность и эффективность сетей электрических систем. М.: Высш. шк., 1989. 150 с. 005-011.pdf

12-19 RAR Афанасьев Александр Александрович доктор технических наук, профессор кафедры автоматики и управления в технических системах Чувашский государственный университет afan39@mail.ru Afanasyev Alexander afan39@mail.ru doctor of technical sciences, professor of Technical Systems Automatics and Control Chair Chuvash State University ОДНОСТУПЕНЧАТЫЙ МАГНИТНЫЙ РЕДУКТОР С ТРЕХФАЗНОЙ ОБМОТКОЙ СТАТОРА И ВНУТРЕННИМ РОТОРОМ С КОРОТКОЗАМКНУТОЙ ОБМОТКОЙ SINGLE STAGE MAGNETIC GEAR WITH THREE-PHASE STATOR WINDING AND INNER ROTOR WITH SHORT-CIRCUITED WINDING Наличие обмотки на статоре, получающей питание от статического преобразователя частоты, позволяет создать магнитный редуктор ( МР ) с непрерывно регулируемым коэффициентом редукции. Показано, что основные функциональные свойства МР могут быть достигнуты при использовании внутреннего ротора с короткозамкнутой обмоткой. Такое исполнение ротора существенно упрощает конструкцию и стоимость МР. Получены выражения для электромагнитных моментов скоростного и тихоходного роторов МР и их критических скольжений. Намагничивающий ток обмотки статора состоит из двух слагаемых, соответствующих двум воздушным зазорам. Показано, что в рабочем режиме МР не потребляет от преобразователя частоты активного тока. Двигательный и генераторный режимы роторов обусловлены активными токами обмотки статора, которые равны по величине и направлены встречно. Намагничивающий ( практически реактивный ) ток необходим для создания магнитных потоков в воздушных зазорах, благодаря которым реализуются функциональные свойства МР. The presence of the stator winding, powered by static frequency converter, allows creating a magnetic gear (MG) with continuously adjusted reduction ratio. It is shown that the main MG functional properties can be achieved using toothed inner rotor with short-circuited winding. This model of the rotor greatly simplifies the structure and the cost of MG. Expressions are received for electromagnetic moments of speed and low-speed rotors MG and their critical slides. The Magnetizing current of stator winding consists of two components corresponding to two air gaps. It is shown that in operating mode MG does not consume active current from frequency converter. Motor and generator modes of rotors are conditioned with active currents of stator windings, which are equal in value and are directed towards each other. Magnetizing (nearly reactive) current is required for generating magnetic flow in air gaps that allows to realize functional characteristic of MG. 621.313.17-587.5-585.3 3261.3-042 внешний ротор с ферромагнитной «беличьей клеткой» (модулятором) внутренний ротор с короткозамкнутой обмоткой статический преобразователь частоты external rotor with ferromagnetic squirrel-cage (modulator) inner rotor with short-circuited winding static frequency converter Иванов-Смоленский А.В., Абрамкин Ю.В. Применение конформного преобразования в электромагнитных расчётах электрических машин. Аналитические методы. М.: Изд-во МЭИ, 1980. 85 с. Иванов-Смоленский А.В. Электромагнитные силы и преобразование энергии в электрических машинах. М.: Высш. шк., 1989. 312 с. Шуйский В.П. Расчёт электрических машин: пер. с нем. М.: Энергия, 1968. 732 с. Jiabin Wang, Atallah K., Carvley S.D. A Magnetic Continuously Variable Transmission Device. IEEE Transactions on magnetic, 2011, vol. 47, no. 10, pp. 2815-2818. Jian Linni, Chau K.T., Yu Gong a.o. Comparison of Coaxial Magnetic Gears With Different Topologies. IEEE Transactions on magnetic, 2009, vol. 45, № 10, pp. 4526-4529. 012-019.pdf

20-28 RAR Афанасьев Владимир Васильевич доктор технических наук, заведующий кафедрой теплоэнергетических установок Чувашский государственный университет pro_nauch@chuvsu.ru Afanasyev Vladimir pro_nauch@chuvsu.ru doctor of technical sciences, professor, head of Heat and Power Plants Chair Chuvash State University Ковалев Владимир Геннадьевич Чувашский государственный университет кандидат технических наук, заведующий кафедрой электроснабжения промышленных предприятий espp21@mail.ru Kovalev Vladimir Chuvash State University espp21@mail.ru candidate of technical sciences, head of Industrial Enterprises Power Supply Chair Тарасов Владимир Александрович Чувашский государственный университет кандидат технических наук, доцент кафедры теплоэнергетических установок Vladimir_tarasov@inbox.ru Tarasov Vladimir Chuvash State University candidate of technical sciences, associate professor of Heat and Power Plants Chair Vladimir_tarasov@inbox.ru Тарасова Валентина Владимировна Чувашский государственный университет аспирантка кафедры теплоэнергетических установок charming_cerl@rambler.ru Tarasova Valentina Chuvash State University charming_cerl@rambler.ru post-graduate student of Heat and Power Plants Chair Федоров Денис Геннадьевич ООО «Инженерно-технический центр ГОРИСС» (г. Чебоксары) директор denisfg@yandex.ru Fedorov Denis LLC «Engineering and Technology Center GORISS» director denisfg@yandex.ru ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ INVESTIGATION OF NON-STATIONARY HEATING MODES OF WARMING BUILDINGS Рассмотрены нестационарные режимы отопления зданий, вызванные резкими колебаниями температуры наружного воздуха. Для определения требуемой тепловой мощности системы отопления при нестационарных режимах наряду с тепловыми потерями зданий необходимо учитывать тепло, аккумулированное ограждающими конструкциями. Для разработки алгоритмов управления системами теплоснабжения с учетом климатических данных необходимо использовать реальные статические и динамические характеристики зданий. Определение статической удельной отопительной характеристики должно проводиться с учетом влияния формы зданий и коэффициентов теплопередачи элементов ограждающих конструкций. Динамическая удельная отопительная характеристика определяется скоростью изменения среднеинтегральной температуры ограждающих конструкций, которая зависит от скоростей изменения температур наружного и внутреннего воздуха. The article considers non-stationary modes of warming buildings, which are caused by sharp outdoor temperature fluctuations. To determine the required heat output of the heating system under unsteady conditions, it is necessary to take into account both heat losses of buildings and the heat accumulated in the walling. To develop heating systems control algorithms based on climate data it is essential to use real static and dynamic characteristics of buildings. Determination of the static specific heat characteristic should be carried out by taking into account the influence of the buildings shapes and heat transfer coefficients of the walling elements. The dynamic specific heat characteristic is determined by the rate of change of average integral temperature of the walling, which depends on the rate of change of outdoor and indoor air temperature. 658.264 3350.7-420.7 отопление нестационарные тепловые режимы статистическая обработка данных изменения температуры наружного воздуха динамические отопительные характеристики heating transient thermal conditions statistical data processing the outside temperature dynamic heating characteristics Афанасьев В.В., Ковалев В.Г., Тарасов В.А., Тарасова В.В., Федоров Д.Г. Исследование расхода тепловой энергии на отопление зданий // Вестник Чувашского университета. 2014. № 3. С. 10-18. Богославский В.Н., Сканави А.Н. Отопление. М.: Стройиздат, 1991. 735 с. Ермолаев Н.С. Проблемы теплоснабжения и отопления многоэтажных зданий. М., Стройиздат, 1949. 250 с. Кузьмин М.П. Электрическое моделирование нестационарных процессов теплообмена. М.: Энергия, 1974. 416 с. Табунщиков Ю.А., Бродач М.М. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий. М.: Абок-Пресс, 2002. 194 с. Тарасова В.В. Математическое моделирование нестационарных процессов теплопередачи // Региональная энергетика: проблемы и решения: сб. науч. тр. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2013. Вып. 9. c. 128-144. 020-028.pdf

29-34 RAR Бычкова Ирина Юрьевна аспирант кафедры автоматики и управления в технических системах Чувашский государственный университет iboomest@gmail.com Bychkova Irina post-graduate student of Technical Systems Automatics and Control Chair Chuvash State University Ядарова Ольга Николаевна аспирант кафедры промышленной электроники Чувашский государственный университет o_lala_la@mail.ru Yadarova Olga post-graduate student of Power Electronics Chair Chuvash State University o_lala_la@mail.ru Славутский Леонид Анатольевич доктор физико-математических наук, профессор кафедры автоматики и управления в технических системах Чувашский государственный университет las_co@mail.ru Slavutskii Leonid doctor of physics and mathematical sciences, professor of Technical Systems Automatics and Control Chair Chuvash State University las_co@mail.ru ФЛУКТУАЦИИ УЛЬТРАЗВУКА В КОНВЕКТИВНОМ ПОТОКЕ НАД НАГРЕТОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ FLUCTUATIONS OF ULTRASOUND IN THE CONVECTIVE FLOW OVER THE HEATING SURFACE Экспериментально исследуется возможность ультразвукового контроля конвективного потока воздуха над нагретой поверхностью. Приводятся результаты экспериментальных измерений и цифровой обработки ультразвуковых сигналов. Показано, что статистическое распределение огибающей ультразвукового сигнала зависит от изменчивости амплитуды и фазы прямого и отраженного от поверхности сигнала. Соотношение между амплитудной и фазовой случайной модуляцией сигнала определяется профилем и турбулентностью конвективного потока. Анализируется возможность по экспериментальным данным оценить параметры пограничного и разгонного участков конвективного потока. The possibility of ultrasonic control of the convective air flow over the heating surface is experimentally investigated. Results of experiments and the digital processing of ultrasonic signals are given. Statistical distribution of the envelope of the ultrasonic signal depends on the amplitude and phase variation of direct and reflected from the surface signals is studying. The ratio between the amplitude and the random phase modulation of signal is determined by the profile and turbulent convection flow. The possibility to estimate the parameters of the boundary and the acceleration layers of the convection-flow by the experimental data is analyzed. 681.586.48 32.873 ультразвук случайные флуктуации температура свободная конвекция ultrasonics random fluctuations temperature free convection Ахманов С.А., Дъяков Ю.Е., Чиркин А.С. Введение в статистическую радиофизику и оптику. М.: Наука, 1981. 640 с. Госсорг Ж. Инфракрасная термография. Основы, техника, применение. М.: Мир, 1988. Демтредер В. Лазерная спектроскопия. М.: Наука, 1985. 607 с. Дразин Ф. Введение в теорию гидродинамической неустойчивости: пер. с англ. М.: Физматлит, 2005. 288 с. Костюков А.С., Славутский Л.А. Статистическая погрешность ультразвукового цифрового уровнемера с частотно-фазовой модуляцией сигнала // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2009. № 8. C. 35-37. Костюков А.С., Никандров М.В., Славутский Л.А. Изменчивость случайной погрешности ультразвуковых импульсных и доплеровских измерений в неоднородной среде // Нелинейный мир. 2009. Т. 7, № 9. С. 700-705. Красильников В.А. Введение в физическую акустику. М.: Наука, 1984. 400 с. Левин П.А., Бычкова И.Ю., Славутский Л.А. Изменчивость импульсных ультразвуковых сигналов над нагретой поверхностью // Вестник Чувашского университета. 2013. № 3. С. 310-313. Михатулин Д.С., Чирков А.Ю. Конспект лекций по теплообмену. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. Протасов М.В., Иванов Т.Ф., Горбачев М.А. Экспериментальное исследование воздушных вихревых структур, образующихся над нагретой подстилающей металлической поверхностью // Оптические методы исследования потоков: сб. докл. XI Междунар. науч.-техн. конф. М.: Объединенный институт высоких температур РАН, 2011. Шепелев И.А. Аэродинамика воздушных потоков в помещении. М.: Стройиздат, 1978. Эльтерман В.И. Вентиляция химических производств. М.: Химия, 1980. Ядарова О.Н., Славутский Л.А. Доплеровский ультразвуковой контроль открытого воздушного потока // Вестник Чувашского университета. 2012. № 3. С. 240-243. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 14-08-31271 мол_а 029-034.pdf

35-43 RAR Воронов Павел Леонидович аспирант кафедры электроснабжения промышленных предприятий имени А.А. Федорова Чувашский государственный университет plv911@mail.ru Voronov Pavel plv911@mail.ru post-graduate student of Industrial Enterprises Power Supply Chair Chuvash State University АНАЛИЗ СЛОЖНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПО ЧАСТЯМ НА ОСНОВЕ СВОЙСТВ АКТИВНОГО ДВУХПОЛЮСНИКА PIECEWISE ANALYSIS OF LARGE-SCALE ELECTRICAL SYSTEMS BASED ON TWO-TERMINAL NETWORK PROPERTIES Рассматриваются алгоритм и одна из модификаций эффективного метода расчета многоконтурных электрических сетей по частям. Алгоритм строится на основе применения свойств активного двухполюсника, метода наложения ( суперпозиции ) , принципа компенсации ( замены электрической ветви с сопротивлением эквивалентным источником ЭДС ) , а также матричных преобразований. Одно из достоинств такого подхода состоит в том, что предложенный алгоритм позволяет избежать построения цепи пересечений и трудностей операции объединения решений для сложных систем, когда используется метод контурных токов и образуемые подсистемы не имеют заземленных узлов. Поэтапные шаги алгоритма приводят посредством соответствующих матричных преобразований к результирующей формуле, которая идентична выражению решения уравнений ортогональных цепей. АлгоритмлегкореализуетсядляпрактическихрасчетовнаЭВМ. We consider a modification of the effective method and algorithm for piecewise calculation of meshed electrical networks. The algorithm is based on use of active two-terminal network properties, overlap method (superposition), the compensation principle (replacement of electrical resistance branches with equivalent EMF source) and matrix transformations. One of the advantages of this approach is that the proposed algorithm allows to avoid constructing an intersections chain and challenges of merging solutions for complex systems when using a Mesh analysis and when the constructed subsystems do not have grounded nodes. By means of the corresponding matrix transformations the algorithm's incremental steps lead to the resulting formula, which is identical to the expression for the solution of equations of orthogonal chains. The algorithm is easy to implement for practical calculations on a computer. 621.311.3 3211 электрическая система активный двухполюсник контурный ток матричный метод матрица преобразования electrical system two-terminal network mesh current matrix method connection matrix Архангельский Н.Л. Курнышев Б.С. Захаров П.А. Применение тензорной методологии к описанию электромагнитных процессов в асинхронном двигателе // Электричество. 1995. № 2. С. 37-39. Воронов П.Л., Попова Н.Я., Щедрин В.А. Практическое применение уравнений ортогональной цепи // Математические модели и их приложения. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2010. Вып. 12. С. 76-84. Крон Г. Исследование сложных систем по частям - диакоптика. М.: Наука, 1972. 544 с. Крон Г. Тензорный анализ сетей. М.: Сов. радио, 1978. 720 с. Сохор Ю.Н. Применение coarray Fortran для реализации тензорной диакоптики на многоядерной архитектуре Intel ® Manycore Testing Lab [Электронный ресурс]. URL: https://software.intel.com/ru-ru/articles/mtl-coarray-fortran. Щедрин В.А., Ермолаева Н.М. Усовершенствованная методика расчета электрических систем методом диакоптики в случае изолированных подсистем // Автоматизация и надежность электроснабжения промышленных предприятий. Чебоксары: Чуваш. ун-т, 1984. С. 22-28. Bowden К. Kron’s Method of Tearing on a Transputer Arrey. The Computer Journal, 1990, vol. 33(5), pp. 453-459. Jalili-Marandi V., Zhiyin Zhou, Dinavahi V. Large-Scale Transient Stability Simulation of Electrical Power Systems on Parallel GPUs. IEEE transactions on parallel and distributed systems, 2012, vol. 23, № 7, pp. 1255-1266. Numrich R.W., Reid J.K. Co-Array Fortran for parallel programming. ACM Fortran Forum, 1998, vol. 17(2). pp. 1-31. 035-043.pdf

44-55 RAR Воронов Павел Леонидович аспирант кафедры электроснабжения промышленных предприятий имени А.А. Федорова Чувашский государственный университет plv911@mail.ru Voronov Pavel plv911@mail.ru post-graduate student of Industrial Enterprises Power Supply Chair Chuvash State University Щедрин Владимир Александрович Чувашский государственный университет кандидат технических наук, профессор кафедры электроснабжения промышленных предприятий имени А.А. Федорова chedrin@chuvsu.ru Shchedrin Vladimir chedrin@chuvsu.ru candidate of technical sciences, professor of Industrial Enterprises Power Supply Chair Chuvash State University ЭКВИВАЛЕНТИРОВАНИЕ И УПРОЩЕНИЕ СЛОЖНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПО ЧАСТЯМ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ EQUALIZING AND SIMPLIFYING PIECEWISE ANALYSIS OF LARGE-SCALE ELECTRICAL SYSTEMS Рассматриваются математические способы эквивалентирования и упрощения электрических систем на основе применения матричных преобразований и расчета сетей по частям. Под эквивалентированием понимается процедура некоторого расчета, имеющего своей целью составление упрощенной схемы замещения существующей или проектируемой энергосистемы и использования ее для дальнейших исследований посредством физического или математического моделирования. Существенным моментом в построении эквивалентов при математическом моделировании является не физическое подобие эквивалента и оригинала, а критерий соответствия протекания процессов в них. Это достигается тем, что уравнения обоих объектов носят тензорный характер. На основе тензорного метода и диакоптики в работе строится на конкретном примере сложной сети ее эквивалентная топологическая модель с сохранением числа узлов исходной сети и эквивалента решений. Рассмотрены также эквиваленты сложной системы, в которых сохраняются лишь узлы, к которым присоединены электрические машины. На их основе осуществлен расчет с учетом явнополюсности синхронных генераторов. The article deals with mathematical methods of equalizing and simplifying the electrical systems by applying matrix transformations and piecewise calculation of networks. Equalization is defined as a calculation procedure intended to draw up a simplified equivalent circuit for an existing or planned power system and its further use in research by physical or mathematical modeling. However, the essential point in constructing equivalents by mathematical modeling is not the physical similarity of the equivalent and the original, but the criterion of conformity of the processes that occur in both. This is achieved by tensor character of equalizing both objects. The article shows the construction of a topology model equivalent to the specific complex network with preservation of the original network nodes and solutions equivalent based on the tensor method and Diakoptics. We consider also equivalents for a complex system with preservation of only those nodes that are connected with electric machines. Based on this, we made a calculation with an allowance for the salient pole synchronous generators. 621.311.1 3211 электрическая система эквивалентирование матричный метод матрица преобразования уравнения синхронных машин electrical system equalization matrix method connection matrix equation of synchronous machine Жуков Л.А., Стратан И.П. Установившиеся режимы сложных электрических сетей и систем. М.: Энергия, 1979. 404 с. Крон Г. Тензорный анализ сетей. М.: Сов. радио, 1979. 720 с. Хэпп Х. Диакоптика и электрические цепи. М.: Мир, 1974. 346 с. Щедрин Н.Н. Упрощение электрических систем при моделировании. М.: Энергия, 1966, 168 с. Щедрин В.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2007. 422 с. Kron G. Diakoptics - The Piece-wise solution of large scale systems. London, 1963, 468 p. 044-055.pdf

56-58 RAR Вохидов Аюбджон Джумаевич Чувашский государственный университет аспирант кафедры электроснабжения промышленных предприятий имени А.А. Федорова Vokhidov Ayubdion Chuvash State University post-graduate student of Industrial Enterprises Power Supply Chair Немцев Геннадий Александрович Чувашский государственный университет espp21@mail.ru доктор технических наук, профессор кафедры электроснабжения промышленных предприятий имени А.А. Федорова Nemtsev Gennadiy Chuvash State University doctor of technical sciences, professor of Industrial Enterprises Power Supply Chair К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ ПРИ НЕСИММЕТРИЧНОЙ НАГРУЗКЕ DEFINITION OF POWER LOSSES IN CASE OF UNBALANCED LOAD На основе анализа существующих методик по определению потерь при несимметричной нагрузке в распределительных сетях 0,4 кВ разработана методика, основанная на определении составляющей нулевой последовательности. Предложен алгоритм расчета дополнительных потерь от несимметрии нагрузки. Выведена зависимость этих потерь от коэффициента нулевой последовательности по току. Методика имеет погрешность не более ±3% по сравнению с расчетными данными. Based on the analysis of existing methods of determining losses in case of unbalanced load in 0,4 kV distribution networks there was developed a methodology based on the determination of the zero-phase-sequence component. We proposed an algorithm to calculate additional losses due to load unbalance and found out the dependence of these losses on the zero-phase-sequence current coefficient. The method has calculation accuracy of ±3%. 621.311.1(075.8) 31.2 потери мощности несимметрия прямая обратная и нулевая последовательность ток коэффициент нулевой последовательности по току алгоритм расчета power losses asymmetry direct reverse and zero-phase-sequence current zero-phase-sequence current coefficient calculation algorithm 056-058.pdf

59-65 RAR Егоров Федор Сергеевич аспирант кафедры силовой электроники Чувашский государственный университет egorovfs1990@gmail.ru Egorov Fedor egorovfs1990@gmail.ru post-graduate student of Power Electronics Chair Chuvash State University Охоткин Григорий Петрович Чувашский государственный университет доктор технических наук, профессор, декан факультета радиоэлектроники и автоматики, заведующий кафедрой автоматики и управления в технических системах elius@list.ru Okhotkin Grigory Chuvash State University elius@list.ru doctor of technical sciences, professor, dean of Radioelectronics and Automatics Faculty, head of Chair of Automation and Management in Technical Systems Мукин Владимир Антонович Чувашский государственный университет кандидат физико-математических наук, заведующий кафедрой философии и методологии науки mukin-va@yandex.ru Mukin Vladimir Chuvash State University mukin-va@yandex.ru candidate of physical and mathematical sciences, head of Philosophy and Science Methodology Chair Редька Дмитрий Николаевич аспирант кафедры квантовой электроники и оптико-электронных приборов Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» rd89@bk.ru Redka Dmitriy rd89@bk.ru post-graduate student of Quantum and Optical Electronics Chair St. Petersburg Electrotechnical University «LETI» Кукин Алексей Владимирович Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» аспирант кафедры микро- и наноэлектроники kukin_av@mail.ru Kukin Aleksey St. Petersburg Electrotechnical University «LETI» kukin_av@mail.ru post-graduate student of Microelectronics and Nanoelectronics Chair УВЕЛИЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОНКОПЛЕНОЧНОГО СОЛНЕЧНОГО МОДУЛЯ ПРИ ЛАЗЕРНОМ СКРАЙБИРОВАНИИ ФРОНТАЛЬНОГО КОНТАКТА ИЗ ОКСИДА ЦИНКА INCREASING EFFICIENCY OF THIN-FILM SOLAR MODULE DURING ZnO FRONT CONTACT LASER SCRIBING Тонкопленочный солнечный модуль ( СМ ) большой площади ( ~1,4 м ² ) на основе кремния состоит из элементов, соединенных между собой таким образом, чтобы в результате можно было получить максимально эффективное преобразование солнечной энергии. В производстве СМ технологический процесс разделения на отдельные элементы осуществляется с применением лазерного скрайбирования. Получившаяся таким образом площадь СМ состоит из «активной площади», где непосредственно происходит фотоэлектрическое преобразование падающей энергии излучения, и «мертвой зоны», которая не участвует в генерации носителей зарядов, однако является необходимым элементом для эффективной коммутации отдельных элементов. Исследование включает в себя анализ возможности уменьшения «мёртвой зоны» и улучшения характеристик СМ с точки зрения вырабатываемой электрической энергии. Это может быть достигнуто за счет уменьшения ширины скрайбов и оптимизации коммутативных соединений элементов СМ. С точки зрения точности и качества исполнения форма и вид скрайбов зависят от параметров лазерного излучения, используемого в технологическом процессе разделения всей площади СМ на отдельные элементы. Big size ( ~1,4 m ² ) silicon-based thin-film solar module ( SM ) consists of elements connected between each other in such a way as to get maximum efficient solar energy conversion. The technological process of separating single elements in solar modules production is made by laser scribing. As a result, the SM area will consist of «active area», where the photo effect occurs, providing the conversion of the incoming radiation energy, and «dead zone», which does not participate in photo-electric current generation, but is regarded as an element necessary for effective commutation of separate elements. The research includes the analysis of possibility to decrease the «dead zone» and to increase the SM characteristics in terms of the produced electric energy. This can be achieved both by decreasing the width of scribes, and by optimizing the commutative connections of SM elements. The quality and types of scribes in terms of quality and precision depend on laser irradiance parameters used in the technological process of dividing the whole SM area into separate elements. 621.383:620.9]:621.373.8 З252.8:З86-53 абляция лазерная абляция скрайб прозрачные проводящие пленки на основе оксида цинка (ZnO) «мертвая зона» эффект шунтирования энергия лазерного излучения профиль скрайба ablation laser ablation scribe transparent conductive thin films of zinc oxide (ZnO) «dead zone» shunting effect laser beam energy scribe profile Афанасьев В.П., Теруков Е.И., Шерченков А.А. Тонкопленочные солнечные элементы на основе кремния. 2-е изд. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2011. 168 с. Парфенов В.А. Лазерная микрообработка материалов. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2007. 66 c. Редька Д.Н. Оптимизация структурирования тонкопленочных солнечных модулей на основе кремния методом лазерного скрайбирования: маг. дис., защищена 04.05.2012 / СПбГЭТУ «ЛЭТИ». СПб., 2012. Booth H. Laser Processing in Industrial Solar Module Manufacturing. Journal of Laser Micro Nanoengineering, 2010, vol. 5, no. 3, pp. 183-191. Buzas A., Geretovsky Zs., Nemeth A. et al. Selective cutting of ZnO: Al contact layers. Proc. of 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference. Hamburg, 2009, pp. 3004-3006. Canteil D., Fernandez S., Molpeceres C. et al. Nanosecond laser ablation possessing aluminum-dopedzinc-oxide for photovoltaic devices. Applied Surface Science, 2012, Sept. 15, pp. 9447-9451. Haas S., Ku V., Schope G. et al. Patterning of thin-film silicon modules using laser with tailored beam shapes and different wavelengths. Proc. of 23th European Photovoltaic Solar Energy Conference. Valencia, 2008, pp. 2383-2387. Kiyama S., Matsuoka T., Hirono Y. et al. Laser Patterning of Integrated-type a-Si Solar Cell Submodules. Journal of the Japan Society for Precision Engineering, 1990, no. 11, pp. 2069-2074. Kuwano Y. Amorphous Silicon Integrated Cell Modules (I). Proc. of 1st Photovoltaic Sci. & Engg. Conf. in Japan. Tokyo, 1979. Schoonderbeek A., Schuts V., Haupt Oliver, and Stute U. Laser Processing of Thin Films for Photovoltaic Applications. Journal of Laser Micro Nanoengineering, 2010, vol. 5, no. 3, pp. 248-254. Shah Arvind. Thin-film silicon solar cells. Lausanne, EPFL Press, 2010, pp. 331-336. 059-065.pdf

66-72 RAR Иванов Александр Викторович Марийский государственный университет t1990t@mail.ru аспирант кафедры электроснабжения и технической диагностики Ivanov Aleksandr t1990t@mail.ru post-graduate student of Power Supply and Technical Diagnostics Chair Mari State University Рыбаков Леонид Максимович Марийский государственный университет diagnoz@marsu.ru доктор технических наук, профессор кафедры электроснабжения и технической диагностики Rybakov Leonid diagnoz@marsu.ru doctor of technical sciences, professor of Power Supply and Technical Diagnostics Chair Mari State University СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ EVELOPMENT MONITORING OF HIGH VOLTAGE INSULATION ELECTRIC EQUIPMENT BASED ON HIGH SENSING Рассмотрены методы контроля изоляции силовых трансформаторов, используемых в настоящее время. Показаны присущие всем методам недостатки: существующие методы выявляют только распределенные дефекты по всему объему силового трансформатора и не выявляют сосредоточенные (местные) дефекты, которые являются признаком начала деградации изоляционной системы «твердый диэлектрик - масло». Большинство применяемых методов чувствительны к состоянию масла, залитого в трансформатор, что затрудняет выявления дефектов в твердой изоляции. Контроль изоляции на действующих электроустановках существующими методами затруднен из-за влияния внешних электромагнитных полей, генерируемых работающим высоковольтным оборудованием, расположенным рядом с контролируемым трансформатором. Предложен новый метод контроля изоляции на основе использования высокочастотного зондирования. С точки зрения контроля изоляции схема замещения обмотки силового трансформатора меняется при изменении частоты приложенного напряжения от 0 до

ВЕСТНИК ЧУВАШСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. 2015. № 1