2019, № 1. ВЕСТНИК ЧУВАШСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

5-12 Афанасьев Александр Александрович Afanasyev Alexander РАСЧЁТ МАГНИТНОГО РЕДУКТОРА МЕТОДОМ РАЗДЕЛЕНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ ФУРЬЕ CALCULATION OF MAGNETIC GEAR BY SEPARATION FOURIER VARIABLES Магнитные редукторы можно подразделить на две группы: неуправляемые, выполненные на постоянных магнитах, и управляемые, содержащие кроме магнитов обмотку статора с преобразователем частоты. Первые имеют фиксированный коэффициент магнитной редукции, у вторых он может изменяться благодаря преобразователю частоты. Предлагаемый полевой аналитический метод расчета может использоваться для оценки функциональных свойств обоих названных типов этих устройств, оперируя двумя декартовыми x, y или двумя цилиндрическими координатами r, φ. В каждой из активных областей магнитного редуктора (воздушных зазорах, магнитах, ярмах статора и ротора, роторе со сквозными зубцами и пазами (модуляторе) искомые переменные – магнитные потенциалы и магнитные индукции – представляются в виде произведения двух функций, первая из которых зависит от координаты x(r), другая – от координаты y(φ). Эти функции также умножаются на некоторые неизвестные постоянные, значения которых находятся из граничных условий магнитного поля на линиях сопряжения активных областей. Магнитные проницаемости ферромагнитных областей (ярма, стержни модулятора) предполагаются фиксированными, значения которых корректируются по данным расчёта магнитной цепи редуктора. Такой подход дает возможность реализовать принцип суперпозиции магнитных полей, созданных, соответственно, источниками ротора и статора. При этом расчёт неизвестных постоянных производится дважды применительно к каждому источнику, так как последние имеют принципиально разные числа полюсов и, следовательно, имеют разный спектр гармонических составляющих МДС. Рассматриваемый метод даёт возможность решить такие прикладные задачи, как нахождение магнитных индукций в рабочих воздушных зазорах редуктора, определение электромагнитных моментов, воздействующих на роторы и статор. Для его реализации достаточно набора функций, имеющихся в математической программе Mathcad. Magnetic gears can be subdivided into two groups: unmanaged, made on permanent magnets, and controlled, containing, in addition to magnets, the stator winding with a frequency converter. The first ones have a fixed coefficient of magnetic reduction, the second ones can have it to change due to the frequency converter. The proposed field analytical calculation method can be used to evaluate the functional properties of both types of these devices, using two Cartesian (x,y) or two cylindrical coordinates(r, ?). In each of the active regions of the magnetic gear (air gap, the magnets, the yokes of the stator and rotor, the rotor with-open teeth and grooves (the modulator) required variables the magnetic potential and magnetic induction are presented in the form of product of two functions, the first of which depends on the coordinate x(r), the other depends on the coordinate y(?). These functions are also multiplied by some unknown constants whose values are from the boundary conditions of the magnetic field on the lines of conjugation of the active regions. The magnetic permeability of ferromagnetic regions (yoke, modulator rods) is assumed to be fixed, the values of which are corrected according to the calculation of the magnetic circuit of the reducer. This approach makes it possible to implement the principle of superposition of magnetic fields created by the rotor and stator sources, respectively. In this case, the calculation of unknown constants is performed twice for each source, since the latter have fundamentally different numbers of poles and, therefore, have a different spectrum of harmonic components of the MDS. The considered method makes it possible to solve such applied problems as finding magnetic inductions in the working air gaps of the reducer, determining the electromagnetic moments acting on the rotors and stator. For its implementation, a set of functions available in the Mathcad mathematical program is sufficient. постоянные магниты, скалярные магнитные потенциалы, магнитные индукции, модулятор, граничные условия, электромагнитные моменты

13–22 Афанасьев Александр Александрович, Ваткин Владимир Александрович, Генин Валерий Семёнович, Ефимов Вячеслав Валерьевич, Нестерин Валерий Алексеевич, Романов Роман Артемьевич Afanasyev Alexander, Vatkin Vladimor, Genin Valeriy, Efimov Vyacheslav, Nesterin Valeriy, Romanov Roman АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ БЕСПАЗОВОГО МИКРОДВИГАТЕЛЯ, НЕ ИМЕЮЩЕГО СТАТОРНОГО СЕРДЕЧНИКА ANALYTICAL CALCULATION OF SLOTLESS MICROMOTOR WITHOUT STATOR CORE На базе метода разделения переменных Фурье получена двухмерная аналитическая модель беспазового вентильного двигателя с постоянными магнитами. В общую расчетную область модели входят как участки с постоянным магнитом, немагнитными зазорами, так и ферромагнитное ярмо сердечника ротора со своей магнитной проницаемостью. Намагниченность магнитов считается заданной и выражается тригонометрическим рядом с известными коэффициентами. Магнитное поле обмотки статора представлено как потенциальной, так и дополнительной составляющей, учитывающей вихревой характер поля в обмоточном слое. Источником потенциального магнитного поля статора является бесконечно тонкий магнитный лист, расположенный на внешней стороне токового слоя обмотки статора. В качестве потенциала магнитного листа выступает МДС обмотки статора, представленная тригонометрическим рядом. Two-dimensional analytical model of a slotless valve motor with permanent magnets is obtained by the Fourier variable separation method. The general calculation area of the model includes both permanent magnet sections, non-magnetic gaps, and a ferromagnetic core of the rotor with its own magnetic permeability. The magnet magnetization is considered to be given and is expressed in terms of a trigonometric sequence with known coefficients. The magnetic field of the stator winding is presented to be both potential and additional component taking into account the vortex nature of the field in the winding layer. The source of the potential magnetic plate of the stator is an infinitely thin magnetic layer located on the outer side of the current layer of the stator winding. The potential of the magnetic layer is the magnetomotive force of stator winding, represented by a trigonometric sequence. граничные условия, стыковочные постоянные, магнитные проницаемости, бесконечные ряды, плотность тока, вихревая компонента поля

23-30 Ермолаева Надежда Михайловна, Кокорев Николай Алексеевич, Щедрин Владимир Александрович Ermolaeva Nadezhda, Kokorev Nikolay, Shchedrin Vladimir МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С ТРАНСФОРМАТОРНЫМИ СВЯЗЯМИ MATHEMATICAL MODELING AND OPTIMIZATION OF HETEROGENEOUS POWER SYSTEMS WITH TRANSFORMER CONNECTIONS Стратегическим направлением современного развития системы электроснабжения является концепция Smart Grid, согласно которой должна кардинально измениться традиционная иерархическая структура электрических сетей с односторонними радиальными потоками электрической энергии и мощности. Питающие и распределительные сети систем электроснабжения постепенно будут преобразованы в сложно-замкнутые, неоднородные, разветвлённые и неструктурированные распределительные сетевые комплексы. Помимо совершенствования основного электрооборудования, новых технологий передачи и распределения электрической электроэнергии, внедрения регуляторов напряжения, компенсаторов реактивной мощности, устройств ограничения токов короткого замыкания, создаваемых на базе силовой электроники, начинают интенсивно разрабатываться автоматизированные системы управления нормальными и аварийными режимами. Такие системы EMS (Energy Manegement System) управления нормальными режимами созданы и практически используются за рубежом. В состав объектов систем EMS входят комплексы средств расчёта и анализа состояния систем электроснабжения и комплексы средств текущего планирования электрических нагрузок, выбора состава работающих агрегатов различных источников ЭЭ и оптимизации их режимов работы. The strategic direction of the modern development of the power supply system is the concept of Smart Grid, to which should radically change the traditional hierarchical structure of electric networks with one-way radial flows of electric energy and power. The supply and distribution network of power supply system will be gradually transformed into a hard-confined, heterogeneous, branched and unstructured distribution grid complexes. In addition to improving the main electrical equipment, new technologies of transmission and distribution of electric power, the introduction of voltage regulators, reactive power compensators, devices for limiting short-circuit currents created on the basis of power electronics, automated control systems for normal and emergency modes are being intensively developed. Such EMS (Energy Manegement System) control systems of normal modes are created and practically used abroad. The structure of the objects of EMS systems includes complexes of means of calculation and analysis of the power supply systems state and complexes of means of current planning of power loads, choosing the structure of working aggregates of different electric energy sources and optimization of their working regimes. методика моделирования, алгоритм расчёта, коэффициенты трансформации, вольтодобавочные трансформаторы, оптимизация режима, системы электроснабжения, неоднородные сети

31-38 Ёрохов Станислав Алексеевич Erokhov Stanislav КОМБИНИРОВАННОЕ ТОРМОЖЕНИЕ КАК СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА БУРОВОЙ ЛЕБЕДКИ COMPOSITE BRAKING TO INCREASE ENERGY EFFICIENCY OF ELECTRIC DRIVE OF DRAWWORKS WINCH В статье описаны существующие способы торможения асинхронных электродвигателей, проведено сравнение представленных способов. Предложен способ комбинированного торможения асинхронного электродвигателя в составе электропривода буровой лебедки. Приведен метод вычисления мощности рекуперации электроэнергии в сеть при осуществлении комбинированного торможения асинхронным электродвигателем. Представлена схема замещения асинхронного электродвигателя, осуществляющего комбинированное торможение. Приведена функциональная схема системы электропривода, содержащая в себе активный выпрямитель со своей системой управления, управляемый инвертор, блок выбора режимов работы буровой лебедки. Данная система электропривода позволяет осуществлять рекуперацию энергии в сеть при спуске колонны буровых труб, когда асинхронный электродвигатель работает в генераторном режиме. Обосновано применение активного выпрямителя в составе преобразователя частоты с целью повышения энергоэффективности системы электропривода. The article describes the existing methods of braking asynchronous electric motors, a comparison of the presented methods is carried out. It proposes the method of the composite braking of an asynchronous electric motor as part of an electric drawworks winch drive. The article gives the method of calculating the power of recovery of electricity into the network in the implementation of the combined braking asynchronous electric motor. The equivalent circuit of the asynchronous electric motor performing the combined braking is presented. A functional diagram of the electric drive system, containing an active rectifier with its control system, a controlled inverter, and a unit for selecting the operating modes of the drawworks, is shown. This electric drive system allows energy recovery to the network during the descent of the drill pipe string, when the asynchronous electric motor operates in generator mode. The use of an active rectifier as part of a frequency converter to improve the energy efficiency of the electric drive system is substantiated. способы торможения, электрическое торможение, рекуперативное торможение, устройство рекуперации электроэнергии, метод вычисления, активный выпрямитель, асинхронный двигатель, система управления

39-46 Козлов Владимир Константинович, Киржацких Елена Ринатовна, Гиниатуллин Руслан Анатольевич Kozlov Vladimir, Kirzhatskikh Elena, Giniatullin Ruslan ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПЕРЕХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ TRANSIENT RESSISTANCE INFLUENCE ON ONE-PHASE GROUND FAULT LOCATION IN DISTRIBUTION GRIDS WITH ISOLATED NEUTRAL WIRE На распределительные сети 6-35 кВ приходится половина от длины всех линий электропередачи. Однофазные замыкания на землю в сетях среднего напряжения – это наиболее распространенный вид повреждения, на его долю приходится более 70% от всех видов повреждений. Несвоевременное устранение повреждения приводит к перенапряжению двух здоровых фаз, следствием чего являются двойные замыкания, двухфазные, трехфазные короткие замыкания, что способствует отключению потребителей. На сегодняшний день существует два метода по поиску замыкания: топографический (обход оперативно-выездной бригадой вдоль трассы линии со специальными устройствами) и дистанционный (когда на подстанции устанавливаются специальные устройства). Дистанционное определение места замыкания в сетях с древовидной формой является наиболее актуальным, так как эти сети распространены на большой территории, пересекают реки, овраги, озера, леса и т.п. Способы определения расстояния до места повреждения по параметрам аварийных режимов на линии под напряжением не отработаны. Все используемые приборы имеют низкую точность и чувствительность не более 20% от тока замыкания, значение которого в сетях с изолированной нейтралью составляет от 0,5 до 5 А. В данной работе представлен метод определения места повреждения по установившемуся значению фазного напряжения поврежденной фазы, получена зависимость данного напряжения от расстояния до места замыкания. Устройства для измерения напряжения на линии с дистанционной передачей информации устанавливаются в начале и по концам линии электропередачи. Рассмотрено также влияние переходного сопротивления в месте аварии на определение расстояния до места однофазного замыкания. В расчетах, в основном, принимают металлическое замыкание, равное 0,1 Ом, но это только частный случай. При моделировании однофазного замыкания на землю нужно учитывать реальные значения сопротивлений. В статье показано, что определение места однофазного замыкания не зависит от переходного сопротивления в месте аварии. Half of the whole power transmission lines come to distribution grids of 6-35 kV. One-phase ground faults in grids with the average stress is the common type of damage; it accounts for 70% of all types of damages. Tardy damage elimination causes overvoltage of two undamaged phases, resulting in double shorts, two-phase, three-phase shorts, causequently, in consumer disconnection. At present, there are two ways to determine the short: the topographical method (passing-around by operational team with special instruments along the cable run) and the distance one (when special installations are set at the substation). Distance fault location in the tree-like networks is more relevant, as these networks are widely spread on a huge territory, cross rivers, ravines, ponds, forests, etc. The ways to determine the distance to the damaged place according to the parameters of emergency mode on the voltage line are not developed. All applied instruments have low accuracy and sensitivity not more than 20% of the short current, the value of which is from 0,5 to 5A in the networks with isolated neutral wire. This paper introduced the method to define the fault location according to the set value of phase voltage of the damaged phase, there is a this voltage-distance dependence to the short. Installations to calculate the voltage on the line with distance information transmission are established at the beginning and at the ends of power transmission lines. Transient resistance at the damaged place affects defining the distance to the point of one-phase short. In calculations metal circuit is assumed to be 0,1 Om, but it is only a single case. When simulating one-phase ground fault, it is necessary to take into account real values of resistance. The article showed that one-phase ground fault location doesn’t depend on transient resistance at the damaged point. однофазное замыкание на землю, определение места повреждения, переходное сопротивление

47-58 Кощеев Максим Игоревич, Ларюхин Александр Александрович, Славутский Александр Леонидович Koshcheev Maksim, Lariukhin Aleksandr, Slavutskiy Alexandr ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АДАПТИВНЫХ НЕЙРОАЛГОРИТМОВ ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ АНОМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ СИСТЕМ ВТОРИЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ APPLICATION OF ADAPTIVE NEURO ALGORITHMS FOR RECOGNITION OF ANOMALOUS BEHAVIOUR OF SECONDARY EQUIPMENT SYSTEMS IN ELECTRIC POWER INDUSTRY Высокая интеграция информационных сетей электроэнергетики с Ethernet протоколами делает их уязвимыми для сбоев в информационном обмене, вирусных атак и сетевого взлома. Существующие системы защиты – административные меры, системы обнаружения вторжения и т.д. не всегда эффективны в силу человеческого фактора или запаздывания обновления сигнатурных баз. Более эффективной мерой может служить выявление аномалий в работе информационных сетей энергообъектов. Выявление аномалий возможно на основе статистических выбросов или путем обнаружения "новизны" в данных или параметрах работы системы. Для задачи поиска "новизны" могут эффективно применяться методы интеллектуального анализа данных (МИАД). Одним из методов МИАД является применение искусственных нейронных сетей (ИНС). Предлагается обучить ИНС на данных, получаемых из сетевого трафика информационной сети энергообъекта. Обучение проводится на максимально возможном количестве нормальных режимов с точки зрения функционирования информационной сети. Такой подход позволяет получить информацию о появлении аномалий в информационном обмене. В качестве данных для обучения сети целесообразно использовать агрегатные параметры работы сети и данные о режиме работы силовой части, поскольку они являются ключевыми в работе всей системы. Показано, что обучение ИНС может проводиться на выборке данных, полученных на лабораторном стенде, состоящем из модели цифровой сети и математической модели силовой части энергообъекта. The high integration of information networks of the power industry with Ethernet protocols makes them vulnerable to disruptions in information exchange, virus attacks and network hacking. Existing security systems are administrative measures, intrusion detection systems, etc. are not always effective because of the human factor or late update of the signature database. Identification of anomalies in the operation of information networks of power facilities can serve as a more effective approach. Anomaly detection is possible on the basis of statistical outliers or by detecting “novelty” in the data or system operation parameters. Data mining methods can be effective to search the "novelty”. One of such methods is the use of artificial neural networks (ANN). It is proposed to train the ANN on data obtained from the network traffic of the information network of the power facility. Training is conducted on the maximum possible number of normal modes in terms of the functioning of the information network. Such an approach allows obtaining information on the occurrence of anomalies in the information exchange. As data for network training, it is advisable to use the aggregate parameters of the network and data on the operation of the power unit, since they are key in the operation of the entire system. It is shown that ANN training can be conducted on a sample of data obtained on a laboratory bench consisting of a digital network model and a mathematical model of a power unit of a power facility. адаптивные алгоритмы, нейронные сети, распознавание аномалий, вторичное оборудование, информационная безопасность

59-66 Львова Эльвира Львовна, Миронова Альвина Николаевна Lvova Elvira, Mironova Alvina РАСЧЕТ ВЫСШИХ ГАРМОНИК ТОКА И РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ДУГОВЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ CALCULATION OF HIGHER HARMONIC CURRENT AND REACTIVE POWER OF ARC STEEL-MELTING FURNACES Дуговые печи являются источниками помех, ухудшающих показатели качества электрической энергии. Вопросы влияния дуговых печей на питающую сеть и методов улучшения режимов питающего напряжения в системы электроснабжения актуальны. При работе печей появляются значительные случайные нерегулярные колебания тока. В статье предложен метод оценки вероятностных характеристик уровня несинусоидальности напряжения группы дуговых печей на основе расчета гармонических составляющих тока ввода. Поставлена задача нахождения относительного уровня каждой гармоники в случае питания ДСП по групповому принципу. Рассмотрены вопросы анализа реактивной мощности с учетом стохастичности дуги для системы электроснабжения ДСП. Предложена методика расчета суммарной реактивной мощности дуговых сталеплавильных печей. Рассмотрена целесообразность устройства компенсации реактивной мощности в сетях с дуговыми печами совместно с фильтрами высших гармоник. Arc furnaces are sources of interference degrading the quality of electrical energy. The influence of arc furnaces on the power supply network and methods of improving the supply voltage modes in power supply systems is relevant. Significant random irregular current oscillations appear when the furnaces operate. The article proposes the method to estimate probabile characteristics of the level of non-sinusoidal voltage of the group of arc furnaces based on the calculation of the harmonic components of the input current. The task is to find the relative level of each harmonic in case of arc stal-metting furneces feeding on the group principle. The issues of reactive power analysis are considered taking into account the arc stochasticity for the articul-metting furnaces power supply system. A method of calculating the total reactive power of arc steel-melting furnaces is proposed. The feasibility of the device compensation of reactive power in networks with arc furnaces, together with filters of higher harmonics is considered. дуговая сталеплавильная печь, показатели качества электрической энергии, искажение напряжения, высшие гармоники, вероятностные характеристики, реактивная мощность, суммарный график нагрузки

67-74 Малинин Григорий Вячеславович, Софронов Димитрий Александрович Malinin Grigoriy, Sofronov Dimitriy ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ БЕЗ ЗВЕНА ПОСТОЯННОГО ТОКА SOLAR POWER CONVERTER WITHOUT DC LINK В статье рассматривается преобразователь постоянного напряжения в переменное для построения фотовольтаических систем, связанных с промышленной сетью. Преобразователь состоит из инвертора, высокочастотного трансформатора и преобразователя частоты. Инвертор и преобразователь частоты работают с одинаковой частотой и коэффициентом заполнения силовых ключей. Формирование выходного напряжения осуществляется методом фазового регулирования. Импульсы широтно-импульсного модулятора генерируются с удвоенной частотой работы силовых ключей и имеют различную ширину в зависимости от полярности формируемой полуволны тока нагрузки. Представлены силовая часть преобразователя напряжения, поинтервальное рассмотрение режимов работы, принцип построения системы управления, иллюстрируемые временными диаграммами функционирования, и результаты моделирования преобразователя автономной нагрузки. Предложенная модель преобразователя может найти применение в фотовольтаических системах, построенных по технологии встраиваемого в солнечный модуль преобразователя. This paper considers DC/AC converter for grid-connected PV systems. The converter consists of an inverter, a high-frequency transformer and a frequency converter. The inverter and the frequency converter operate at the same frequency and block coefficient of the power keys. The formation of the output voltage is carried out by the method of phase control. Pulses of a pulse-width modulation are generated with a doubled frequency of the power switches operation and have a different width depending on the polarity of the generated half-wave load current . There is a power section of the voltage convertor, interval consideration of operating modes, the control system principle, illustrated by the time diagrams of work, and the results of the converter simulation of autonomous load. The considered converter can find application in photovoltaic systems constructed according to the built into the module integrated converter technology. фотовольтаическая система, солнечная энергия, инвертор, преобразователь частоты, система управления, фазовое управление, широтно-импульсная модуляция

75-82 Муравьев Александр Викторович, Калинин Алексей Германович, Мясникова Татьяна Вячеславовна Muravyev Alexander, Kalinin Aleksei, Myasnikova Tatyana УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИМИ РЕЖИМАМИ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК ПО КРИТЕРИЮ "БАЛАНС МОЩНОСТИ" ENERGY SAVING OF CONTROLLED PUMPS ACCORDING TO POWER BALANCE Приводится теоретическое обоснование адаптивного управления многоагрегатной насосной установкой по критерию "баланс мощности". Цель исследования – создание нового энерго- и ресурсосберегающего алгоритма управления многоагрегатной насосной станцией. При эксплуатации таких насосных станций имеет место выход из рабочей зоны регулируемых насосов при вводе или выводе дополнительных нерегулируемых насосов. Работа регулятора по уставке давления на магистральный трубопровод оправдана при больших статических напорах и противодавлении, однако при крутых расходно-напорных характеристиках, при значительных перепадах нагрузки и сменной конфигурации трубопроводной сети имеет место избыточный напор в зоне малых нагрузок. Повышение эффективности и надежности регулирования центробежных насосов в составе многоагрегатных насосных установок малой и средней мощности особенно актуально в системах водоподачи с переменной составляющей нагрузки, например в оросительных мелиоративных системах и системах с малым статическим напором. Использованы результаты отечественных исследований в данной области техники, применена теория оптимальных и адаптивных систем управления для известных методов и средств регулируемых электроприводов. В статье дается сопоставительная оценка применяющихся способов регулирования подачи центробежных насосов и предлагаемого авторами алгоритма их управления в составе многоагрегатных насосных установок. В основе предлагаемого принципа управления насосов по критерию "баланс мощности" используется впервые введенное В.Г. Николаевым понятие "минимизация избыточных напоров", а также предложенное авторами обязательное автоматическое регулирование давления в напорных патрубках насосов с помощью гидравлических регулирующих клапанов "до себя" вместо использования в этих патрубках стандартной комбинации "обратный клапан–задвижка". Установлено, что скольжение рабочей точки насосов по напорно-расходной характеристике трубопровода – наиболее эффективный метод управления регулируемыми центробежными насосами. Предложены критерии ввода и вывода дополнительных нерегулируемых насосов для обеспечения номинальных режимов их эксплуатации и сохранения критерия энергосбережения. There is a substantiation of the adaptive control of a multi-unit pumping plant according to the criterion “power balance”. The goal is to create a new energy- and resource-saving algorithm control for a multi-unit pumping station. During operation of multi-unit pumping stations, there is a fall out the working area of adjustable pumps when switching additional unregulated pumps. The operation of the regulator to set pressure regulator on the main pipeline is justified in case of large static pressures and a back pressure, however, in case of steep flow-pressure characteristics, significant load differences and a replaceable configuration of the pipeline network there is an excess pressure in the area of small loads. Improving the efficiency and reliability of the regulation of centrifugal pumps as part of multi-unit pump installations of low and medium power is especially important in water supply systems with a variable component of the load, for example, in irrigation systems and in systems with a small static head. The results of Russian studies in this field of technology are used, the theory of optimal and adaptive control systems is used for known methods and means of adjustable electric drives. The article provides a comparative assessment of the available methods of regulating the flow of centrifugal pumps and of the proposed algorithm of their control as a part of multi-unit pumping units. The proposed principle of pump control according to the “power balance” criterion is based on the introduced by V.G. Nikolayev concept of “minimizing excess pressure”, as well as the mandatory automatic pressure regulation proposed by the authors in the pressure pipes of pumps using hydraulic control valves “before themselves”, instead of using the standard combination “non-return valve – valve” in these pipes. It has been established that sliding the operating point of pumps along the pressure-flow characteristic of the pipeline is the most effective method of controlling adjustable centrifugal pumps. The article proposes criteria for the input and output of additional unregulated pumps from operation to ensure the nominal modes of their operation and to preserve the criterion of energy saving. многоагрегатная насосная установка, регулируемый электропривод, баланс мощности, минимизация избыточных напоров, регулирование по давлению, характеристика магистрального трубопровода

83-90 Мясникова Татьяна Вячеславовна, Матюнин Алексей Николаевич, Кириллова Анна Андреевна Myasnikova Tatyana, Matyunin Aleksey, Kirillova Anna МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАНЕЛЕЙ PHOTOVOLTAIC PANEL MODELING Возобновляемые источники энергии (ВИЭ), к которым принято относить энергию солнца, ветра, воды и др., имеют большое значение в решении потребностей электроэнергии. Основным источником энергии на земле является Солнце. В настоящее время солнечная энергетика является одним из самых перспективных направлений в развитии ВИЭ, но еще не получила широкого применения в России. Производство электроэнергии преобразованием солнечной энергии по сравнению с производством за счет ископаемых видов топлива приводит к значительному сокращению загрязнения окружающей среды. В настоящее время солнечные панели не очень результативны. Для эффективного использования солнечной энергии необходимо иметь возможность предсказать их мощность под действием разнообразных факторов окружающей среды, оценить поведение фотоэлектрических преобразователей в различных режимах работы. Задача моделирования фотоэлектрического преобразования солнечной энергии в настоящий момент является особенно актуальной в связи с тенденцией постепенного перехода на возобновляемые источники энергии. Нами смоделирована солнечная панель типа Mitsubishi PV-MLE255HD в программно-аппаратном комплексе реального времени типа "RTDS". Модель разработана с использованием основных уравнений фотоэлектрических солнечных элементов, которые учитывают воздействия уровня солнечного излучения и перепадов температур. Возобновляемые источники энергии (ВИЭ), к которым принято относить энергию солнца, ветра, воды и др., имеют большое значение в решении потребностей электроэнергии. Основным источником энергии на земле является Солнце. В настоящее время солнечная энергетика является одним из самых перспективных направлений в развитии ВИЭ, но еще не получила широкого применения в России. Производство электроэнергии преобразованием солнечной энергии по сравнению с производством за счет ископаемых видов топлива приводит к значительному сокращению загрязнения окружающей среды. В настоящее время солнечные панели не очень результативны. Для эффективного использования солнечной энергии необходимо иметь возможность предсказать их мощность под действием разнообразных факторов окружающей среды, оценить поведение фотоэлектрических преобразователей в различных режимах работы. Задача моделирования фотоэлектрического преобразования солнечной энергии в настоящий момент является особенно актуальной в связи с тенденцией постепенного перехода на возобновляемые источники энергии. Нами смоделирована солнечная панель типа Mitsubishi PV-MLE255HD в программно-аппаратном комплексе реального времени типа "RTDS". Модель разработана с использованием основных уравнений фотоэлектрических солнечных элементов, которые учитывают воздействия уровня солнечного излучения и перепадов температур. возобновляемые источники энергии, солнечная батарея, солнечный элемент, вольт-амперная характеристика, моделирование, фотоэлектрическая панель

91-101 Петров Виктор Николаевич, Руссова Наталия Валерьевна, Самуилов Дмитрий Владимирович, Свинцов Геннадий Петрович Petrov Viktor, Russova Nataliya, Samuilov Dmitry, Svintsov Gennadii РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФОРСИРОВАННОГО КЛАПАННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТА ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В СХЕМЕ С БАЛЛАСТНЫМ РЕЗИСТОРОМ DESIGN RESULTS OF FORCED VALVE ELECTROMAGNETIC CONSTANT VOLTAGE IN THE SCHEME WITH BALLAST RESISTOR Форсированное управление электромагнитами постоянного напряжения обеспечивает существенное снижение затрат активных материалов (обмоточной меди и электротехнической стали), расходуемых на изготовление приводных электромагнитов при снижении потребляемой ими мощности. Форсировка позволяет управлять динамическими характеристиками и параметрами электромагнита, габаритными размерами. При обоснованном выборе элементов схемы питания обеспечивается высокое быстродействие при минимизации износа приводного электромагнита и коммутационного аппарата. Одним из наиболее простых и дешевых способов форсировки является использование шунтирующего на время включения балластного резистора. Разработанная методика проектного расчета форсированного клапанного электромагнита постоянного напряжения основана на условиях его срабатывания, удержания и нагрева, позволяющих получить размеры оптимального электромагнита, минимизированного по частному критерию. Полученные размеры из условий статики могут быть применены для расчета динамических характеристик и параметров. Введение в систему уравнений проектирования условия удержания якоря электромагнита позволило учесть влияние коэффициента заполнения обмоточного окна на число витков и диаметр провода при различных номинальных значениях напряжения питания. The forced control of constant-voltage electromagnets provides a significant reduction in the costs of active materials (winding copper and electrical steel) spent to manufacture drive electromagnets while reducing the power they consume. Forcing allows to control the dynamic characteristics and parameters of the electromagnet, the overall dimensions. Reasonable choice of elements of the power scheme provides high speed, the wear of the drive electromagnet and the switching device minimizing. One of the simplest and cheapest methods of boosting is the use of a ballast resister, by-passing during svitching. The developed technique of design calculation of the forced valve electromagnet of a constant voltage is based on conditions of its operation, deduction and heating, allowing to receive the dimensious of the optimum electromagnet, minimized under a particular criterion. The obtained dimensions from the static conditions can be applied to calculate the dynamic characteristics and parameters. The introduction of the containment condition into the system of design equations allowed to take into account the influence of the winding window filling factor on the number of turns and the wire diameter at different nominal values of the supply voltage. проектирование, форсированный клапанный электромагнит, минимизация критериев оптимальности, обобщенная нагрузочная характеристика, уравнения срабатывания, возврата и нагрева, динамические параметры и характеристики, вихревые токи, балластный резистор

102-111 Попов Денис Игоревич Popov Denis КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ АСИНХРОННЫХ ЧЕТЫРЕХФАЗНЫХ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ COMPUTER MODELLING OF ELECTRO-TECHNICAL COMPLEX TO TEST FOUR-PHASE INDUCTION TRACTION MOTORS В статье обозначена тенденция внедрения асинхронных двигателей в различных системах привода, в том числе тягового. Данная тенденция влечет за собой повышение актуальности вопроса разработки испытательных комплексов для выполнения послеремонтных приемосдаточных испытаний, в частности тяговых двигателей подвижного состава. Выделен наиболее энергозатратный вид испытаний электрических двигателей – испытания на нагрев в течение часа. Обозначена проблема повышения энергоэффективности процесса испытаний. Приведен краткий обзор энергоэффективных схем, разработанных для проведения испытаний асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки. Отмечено, что все известные схемы взаимной нагрузки рассматривают испытания только трехфазных асинхронных двигателей. Представлена математическая модель электротехнического комплекса, подходящего для испытаний асинхронных четырехфазных тяговых двигателей методом взаимной нагрузки с обменом электрической мощностью между испытуемой машиной и нагрузочным генератором через звено постоянного тока. Приведены выражения, описывающие формирование напряжения на выходе выпрямителя, задающих напряжений в системе управления и фазных напряжений на выходе управляемых инверторов, удобные для использования в прикладных математических программах. Получены формулы для определения токов, протекающих в конденсаторе, на выходе выпрямителя, в транзисторах и диодах управляемых инверторов рассматриваемой схемы, напряжения в звене постоянного тока. Приведен пример расчета токов элементов схемы, выполненный в компьютерной системе автоматизированного проектирования Mathcad, для статического режима работы тягового асинхронного двигателя, применяемого в электровозах 2ЭС10 "Гранит" при неизменной нагрузке на валу. Отмечено, что представленная математическая модель испытательного комплекса не ограничивается возможностью выполнять расчет только статических режимов, но позволяет также моделировать динамические режимы работы установки. Результаты работы могут быть применены проектными организациями при разработке комплексов для испытаний асинхронных четырехфазных тяговых двигателей, например применяемых в локомотивах электровозов 2ЭС10 "Гранит". Даны рекомендации по применению результатов исследований в организациях-разработчиках испытательных комплексов и предприятиях, осуществляющих ремонт электрического подвижного состава железных дорог. The article describes the trend of introduction of induction motors in various drive systems, including traction. This trend leads to an increase in the relevance of the issue of development of test systems for post-repair acceptance tests in particular traction motors of a rolling stock. The most energy-consuming type of electric motor tests such as heating tests for an hour are identified. The problem of increasing the energy efficiency of the testing process is indicated. A brief overview of energy-efficient schemes developed for testing induction motors by mutual load method is given. It is noted that all known schemes of mutual loading consider tests of only three-phase induction motors. The paper presents a mathematical model of an electrical complex suitable for testing induction four-phase traction motors by mutual load with the exchange of electrical power between test machine under testing and the load generator through a direct current link. The expressions describing the formation of voltage at the output of the rectifier, setting voltages in the control system and phase voltages at the output of controlled inverters, convenient to use in applied mathematical programs are given. The authors obtained formulas for determining the currents flowing in the capacitor, at the output of the rectifier, in transistors and diodes of the controlled inverters of the considered circuit, the voltage in the direct current link. There is an example to calculate currents of circuit elements, made in computer-aided design system Mathcad, for static mode of traction induction motor, used in electric locomotives 2ES10 "Granit" at constant load on the shaft. It is noted that the presented mathematical model of the test complex is not limited by the ability to calculate only static modes, but also allows to simulate the dynamic modes of the installation. The results of the work can be used by design organizations in the development of complexes for testing induction four-phase traction motors, for example, used in electric locomotives 2ES10 "Granit". Recommendations to apply results of the conducted research in the organizations-developers of test complexes and the enterprises performing repair of electric rolling stock of the railroads are given. испытательный комплекс, преобразователь частоты, математическое моделирование, испытания под нагрузкой, тяговый четырехфазный двигатель

112-118 Расулзода Хусрав Назир, Щедрин Владимир Александрович Rasulzoda Khusrav Nazir, Shchedrin Vladimir ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ОБМОТКЕ РОТОРА ГИДРОГЕНЕРАТОРА ПРИ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЯХ В СИСТЕМЕ С УЧЕТОМ ДЕЙСТВИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ STUDIES OF TRANSIENTS IN ROTOR WINDING OF HYDROGENERATOR WITH VARIOUS SHORT CIRCUITS IN SYSTEM TAKING INTO ACCOUNT ACTIONS OF AEC В настоящее время исследование режимов работы синхронного генератора параллельно с энергосистемой и повышение их устойчивости являются актуальной задачей. Эффективным средством повышения устойчивости гидрогенераторов служит автоматическое регулирование возбуждения. При расчетах и анализе нормальных установившиеся и переходных режимов электрических систем широко применяется среда моделирования MATLAB/Simulink. Благодаря её возможностям (существующей базе, блокам и моделям), а также с помощью описания элементов управления представляется возможным провести анализ режима работы синхронного гидрогенератора в энергосистеме в условиях различных коротких замыканий с учетом автоматического регулирования возбуждения сильного действия. В статье приведены результаты исследования переходных процессов в обмотке ротора гидрогенератора Нурекской ГЭС. Полученные результаты позволяют провести сравнение переходных процессов в роторе и влияния автоматического регулирования возбуждения сильного действия при различных коротких замыканиях. Currently, the study of synchronous generator operating modes in parallel with the energy system and increasing their sustainability is an important task. An effective means of increasing the stability of hydrogenerators is automatic excitation control of strong-action. For calculating and analyzing normal steady-state and transient modes of electrical systems, the Matlab/Simulink simulation environment is widely used. Due to the capabilities of the existing database, blocks and its models, as well as using the description of control elements, it is possible to analyze the operation mode of a synchronous hydrogenerator in the power system under conditions of various short circuits, taking into account the effect of automatic excitation control of strong-action. The article presents the results of the study of transients in the rotor winding of the hydrogenerator of the Nurek HPP. The results obtained allow us to compare the transient processes in the rotor and the action of the automatic excitation control of strong-action for various short-circuits. моделирование, синхронный генератор, автоматическое регулирование возбуждения сильного действия, переходные процессы, короткое замыкание, Matlab/Simulink

119-133 Рыбаков Леонид Максимович, Ласточкин Сергей Валерьевич, Захватаева Алена Олеговна Rybakov Leonid, Lastochkin Sergey, Zakhvataeva Alena СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И ТЕКУЩЕГО РЕМОНТА ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ РАЗВИТИЯ ДЕФЕКТОВ У ОСЛАБЛЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СЕЛЬСКИХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ 10 кВ IMPROVEMENTS OF TECHNIQUES FOR MAINTANACE AND REPAIR TO PREVENT GROWTH OF DEFECTS IN WEAKENED PARTS OF RURAL DISTRIBUTION NETWORKS OF 10 kV В статье рассмотрены вопросы совершенствования метода технического обслуживания и текущего ремонта сельских распределительных сетей 10 кВ. Показано, что на воздушные линии электропередач влияют сезонные внешние климатические факторы, наиболее опасными являются грозовые воздействия. Приведена карта районирования территории Российской Федерации по среднегодовой продолжительности гроз в часах, а также данные об интенсивности грозовой деятельности по Республике Марий Эл за период наблюдения с 2007 по 2016 г. Представлены статистические данные по отключениям воздушных линий в грозовые периоды с 2007 по 2016 г. Приведены данные об отключениях воздушных линий из-за повреждений штыревых изоляторов и проводов на территории Республики Марий Эл за период с 2007 по 2016 г. Для оценки работоспособности элементов распределительных сетей использованы двухфакторные модели погоды. Указаны основные причины повреждений элементов воздушных линий электропередач. В таблице представлены данные о количестве поврежденных элементов распределительных сетей 10 кВ Республики Марий Эл за период наблюдения 2007–2016 гг. Рассмотрены системы проведения ремонтных работ воздушных линий, которые применяются в эксплуатации. По результатам вычислений представлено распределение интенсивности отказов изоляционных элементов распределительных сетей. Разработана функциональная схема технического обслуживания и текущего ремонта распределительных сетей на основе использования диагностирования параметров дефектных элементов, регистрируемых приборами, установленными на беспилотном летательном аппарате. The article deals with the issues of improving the techniques for maintenance and repair of rural distribution networks of 10 kV. It is shown that the air power lines are affected by seasonal external climatic factors, the most dangerous of which is thunderstorm activity. The zoning map of the territory of the Russian Federation for the average annual duration of thunderstorms in hours is given, as well as data on the intensity of thunderstorm activity in the Republic of Mari El in the period of observation from 2007 to 2016. The statistics on outages of overhead lines in storm periods from 2007 to 2016 is presented. The data on outages of overhead lines due to damage of pin insulators and wires on the territory of the Republic of Mari El for the period from 2007 to 2016 is given. The two-factor weather models are used to evaluate the operational capability of distribution networks. The main reasons of damaging elements of overhead power lines are specified. The table presents data on the number of damaged elements of distribution networks of 10 kV in the Republic of Mari El for the observation period of 2007–2016. The systems of air lines repair operations are considered. According to the results of calculations, the distribution network insulation failure rate is presented. The functional scheme for maintenance and repair of distribution networks is devised on the basis of diagnosing the parameters of defects recorded by devices installed on the unmanned aerial vehicles. распределительные сети, климатические факторы, грозовая деятельность, изоляторы, провода, профилактические работы, диагностирование, диагностические параметры, техническое обслуживание, текущий ремонт, беспилотные летательные аппараты

134-145 Серебряков Александр Сергеевич, Осокин Владимир Леонидович Serebryakov Aleksandr, Osokin Vladimir О РАЗЛОЖЕНИИ ПОЛНОЙ МГНОВЕННОЙ МОЩНОСТИ В ЦЕПИ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА НА МГНОВЕННУЮ АКТИВНУЮ И МГНОВЕННУЮ РЕАКТИВНУЮ МОЩНОСТИ EXPANSION OF FULL INSTANTANEOUS POWER IN CIRCUIT OF SINUSOIDAL CURRENT ON INSTANTANEOUS ACTIVE AND INSTANTANEOUS REACTIVE POWER Рассмотрены особенности систем электроснабжения переменного тока, в которых для оценки их энергоэффективности необходимо учитывать не только активную, но реактивную мощность, для передачи которой по проводам затрачивается определенная часть активной мощности. Отмечено, что дефицит реактивной мощности приводит к снижению уровня напряжения в электрической сети и может нарушить статическую устойчивость электрической системы. Следовательно, источники питания должны вырабатывать не только активную, но и реактивную мощность для питания приемников, имеющих реактивные элементы.
Поскольку передача реактивной мощности по сети экономически невыгодна из-за потерь в линии электропередачи, то более целесообразным является выработка ее непосредственно в местах потребления с помощью местных источников реактивной мощности – установок емкостной компенсации реактивной мощности. В этом случае обменная часть электромагнитной энергии становится равной нулю. Она не потребляется от источника энергии и не возвращается к нему. Емкостной и индуктивный элементы обмениваются реактивной энергией между собой. По сети в этом случае передается только энергия, которая преобразуется в полезную работу.
С введением в систему управления энергетическими процессами цифровых технологий необходимо обосновать основные теоретические положения для оптимального управления режимами энергопотребления и компенсации реактивной мощности. В статье приводятся теоретические положения, которые могут лечь в основу автоматизированных цифровых систем управления энергопотреблением.
Приведены выражения и волновые диаграммы для мгновенных значений активной, реактивной и полной мощностей в цепи синусоидального тока с активно-индуктивной нагрузкой, состоящей из последовательного или параллельного соединения резистора и индуктивной катушки. Показано, как изменятся волновые диаграммы мгновенных значений мощностей в случае компенсации реактивной мощности с помощью поперечной емкостной компенсации, т.е. включением параллельно нагрузке конденсатора. В обоих случаях реактивная мощность на входе цепи становится равной нулю, а полная мощность – равной активной мощности. Однако кривые мгновенных значений активных мощностей в указанных случаях имеют разные фазы, что необходимо учитывать при разработке и эксплуатации цифровых систем автоматического регулирования устройств компенсации реактивной мощности. The features of AC power supply systems are considered, it is necessary to take into account not only active, but reactive power to assess their energy efficiency for the transmission of which a certain part of the active power is spent on the wires. It is noted that the lack of reactive power leads to a decrease in the voltage level in the electrical network and can disrupt the static stability of the electrical system. Consequently, the power sources must produce not only active, but also reactive power for power receivers with reactive elements.
Since the transmission of reactive power over the network is economically unprofitable due to losses in the power line, it is more expedient to develop it directly in the places of consumption with the help of local sources of reactive power – installations for capacitive compensation of reactive power. In this case, the exchange part of the electromagnetic energy becomes zero. It is not consumed from or returned to the energy source. Capacitive and inductive elements exchange reactive energy with each other. In this case, only energy is transmitted through the network, which is converted into useful work.
With the introduction of digital technologies into the energy process control system, it is necessary to substantiate the basic theoretical provisions for optimal control of energy consumption modes and reactive power compensation. The article presents the theoretical provisions that can form the basis of automated digital energy management systems.
Expressions and wave diagrams for instantaneous values of active, reactive and full powers in a circuit of a sinusoidal current with an active-inductive load consisting of a series or parallel connection of a resistor and an inductive coil are given. It is shown how the wave diagrams of instantaneous power values will change in the case of reactive power compensation by means of transverse capacitive compensation, i.e. by switching the capacitor in parallel with the load. In both cases, the reactive power at the input of the circuit becomes zero, and the total power becomes equal to the active power. However, the curves of the instantaneous values of the active power in these cases have different phases, which must be taken into account in the development and operation of digital systems of automatic control of reactive power compensation devices. полная мгновенная мощность, активная мгновенная мощность, реактивная мгновенная мощность, активно-индуктивная нагрузка, интегральные значения мощностей, ваттметры активной и реактивной мощности, компенсации реактивной мощности

146-153 Скоморохов Павел Игоревич, Зацепина Виолетта Иосифовна Skomorokhov Pavel, Zatsepina Violetta ОБЕСПЕЧЕНИЕ АВТОНОМНОЙ РАБОТЫ УСТРОЙСТВ ДИНАМИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦИИ ИСКАЖЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСРЕДСТВОМ ИОНИСТОРНО-АККУМУЛЯТОРНОЙ СХЕМЫ ENSURING AUTONOMOUS WORK OF DEVICES OF DYNAMIC COMPENSATION OF VOLTAGE DISTORTION BY MEANS OF IONISTOR-BATTERY CIRCUIT В статье рассматривается схемный способ оптимизации работы устройства комбинированной нормализации напряжения в распределительной сети. Так как устройство работает в динамическом режиме, то в условиях резкого или длительного снижения напряжения, а также при вероятности полного погашения электроприемников требуется надежный способ обеспечения автономности работы как самого устройства, так и электроснабжения защищаемых потребителей. Целью работы является разработка способа повышения надежности работы устройств динамической компенсации искажений напряжения, в том числе обеспечения автономности работы как устройств компенсации, так и самих электроприемников. Предлагаемый в работе способ является актуальным для потребителей, подключенных к распределительной электросети, особенно для электроприемников первой и второй категорий надежности. Научная новизна заключатся в том, что для решения поставленной цели предлагается использовать инновационные накопители электроэнергии – ионисторы, отличающиеся, по сравнению с традиционными накопителями, более высокой удельной ёмкостью, увеличенными длительностью и надежностью сохранения заряда. Практическая значимость заключается в минимизации продолжительности простоя электроприемников при полной потере питания секции шин, а также в повышении надежности работы устройств динамической компенсации искажений напряжения за счет автономного их питания от гибридной аккумуляторной установки. Разработано схемное решение, позволяющее надежно запитывать электроприемники в случаях полной потери питания, обеспечивающее работу устройств динамической компенсации амплитудно-фазных искажений напряжения. Определено необходимое количество ионисторов и аккумуляторных батарей, в том числе их производственные параметры для представленной в работе схемы электроснабжения. Предлагаемый способ, базирующийся на оптимальном сочетании ионисторов и свинцовых аккумуляторных батарей, гибрид которых вводится в цепь постоянного тока устройства, является инновационным в плане обеспечения автономности и повышения надежности устройств динамической компенсации. Данное решение максимально оптимизирует работу как устройств динамической компенсации, так и системы электроснабжения в целом. The article discusses a circuit method for optimizing the operation of a combined voltage normalization device in a distribution network. Since the device operates in a dynamic mode, under conditions of abrupt or long-term voltage reduction, as well as with the probability of full redemption of the power receivers, a reliable method is needed to ensure the autonomy of the device itself and the power supply of the protected consumers. The goal of the work is to develop a method to increase the reliability of the operation of dynamic voltage distortion compensation devices, including ensuring the autonomy of operation of both the compensation devices and the electrical receivers themselves. The proposed method is relevant for consumers connected to the distribution network, especially for electrical receivers of the first and second categories of reliability. The scientific novelty is due to the fact that to meet this goal, it is proposed to use innovative electric energy storage devices – ionistors, which differ, as compared to traditional storage devices, higher specific capacity, increased duration and reliability of charge conservation. The practical significance lies in minimizing the duration of downtime of electric receivers with a complete loss of power to the busbar section, as well as in improving the reliability of devices for dynamic voltage distortion compensation due to their autonomous power supply from a hybrid battery installation. A circuit solution was developed that allows to power consumers reliably in cases of complete power loss, as well as ensuring the operation of devices for dynamic compensation of amplitude-phase voltage distortions. The required number of ion-detectors and rechargeable batteries, including their production marks for the power supply circuit presented in operation, has been determined. The proposed method, based on the optimal combination of ionistors and lead batteries, the hybrid of which is introduced into the DC circuit of the device, is innovative in terms of autonomy and increasing the reliability of dynamic devices compensation. This solution maximally optimizes the operation of both dynamic compensation devices and the power supply system as a whole. динамическая компенсация, искажения напряжения, надежность, ионистор, оптимизация, автономное электроснабжение, безотказность, нормализация

154-160 Тумаева Елена Викторовна, Кузин Станислав Сергеевич Tumaeva Elena, Kuzin Stanislav МИНИМИЗАЦИЯ ПОТЕРЬ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 0,4 кВ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ НЕФТЕХИМИИ И НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ MINIMIZATION OF ACTIVE POWER LOSS IN CABLE LINES OF ELECTRIC TRANSMISSION OF 0,4 kV AT OIL CHEMISTRY AND OIL REFINING ENTERPRISES Предложено решение оптимизационной задачи минимизации потерь активной мощности в радиальной схеме электроснабжения путем оптимального распределения между компенсирующими устройствами заданной величины реактивной мощности. Рассмотрена однолинейная схема электроснабжения приточной вентиляции шинного завода, составлена математическая модель задачи оптимизации по критерию минимума активных потерь в линиях электропередачи от протекания реактивной мощности. Получены результаты распределения оптимальных значений реактивной мощности между компенсирующими устройствами асинхронных двигателей при обеспечении заданного tgφ. Дана количественная и стоимостная оценка снижению потерь активной мощности в линиях электропередачи при использовании конденсаторных установок, реактивная мощность которых распределена оптимальным образом. The solution of the optimization task is proposed, that is to minimize the active power losses in the radial power supply scheme by the optimal distribution between the compensating devices of the set value of the reactive power. A single-line scheme for air supply to a tire plant is considered, a mathematical model of the optimization problem is compiled based on the criterion of the minimum of active losses in transmission lines from the flow of reactive power. We obtained the results of distribution of best values of reactive power between compensating devices of asynchronous engines when providing the set tgφ. A quantitative and cost assessment is given to decrease losses of active power in transmission lines when using condenser installations, reactive power of which is optimally distributed. радиальные схемы электроснабжения, индивидуальная компенсация реактивной мощности, оптимальное значение реактивной мощности, оптимизационная задача, минимум потерь активной мощности, метод множителей Лагранжа

ВЕСТНИК ЧУВАШСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. 2019. № 1