Енергетика: економіка, технології, екологія: науковий журнал, № 2 (60)
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Відкритий доступ Проблеми надійності автоматизованих систем обліку електричної енергії (АСОЕ)(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Колісник, В. С.; Кучанський, В. В.Матеріали статті представляють собою огляд сучасних технологій автоматичних обліків електричної енергії в об’єднаній енергосистемі України. В статті розглянуто структуру локального рівня обліку електричної енергії НЕК «УКРЕНЕРГО» - найважливішу і найбільш численну компоненту АСОЕ, від роботи якої багато в чому залежить надійність функціонування всієї системи в цілому. На всіх ПС НЕК «Укренерго» АСОЕ локального рівня побудовані за єдиною типовою схемою. Наведено основні апарати, що застосовуються для реалізації обліку електричної енергії. Наведені короткі відомості про встановлені на серверах операційні системи (ОС) і застосовувані системи управління базами даних (СУБД). Використання в структурі АСОЕ локального рівня сервера обумовлено тим, що на момент виконання робіт по створенню АСОЕ і по теперішній час мережа передачі даних від ПС до АСОЕ регіонального рівня не в повній мірі відповідає вимогам по швидкості передачі даних і надійності. Проаналізовано, що крім обсягів споживання АСОЕ виконує функцію контролю показників якості електричної енергії та вплив якості на втрати потужності. Проаналізовано точність наявних лічильників, та вплив точності вимірів на економічний ефект, що отримується від впровадження технології. Освітлено алгоритм роботи кластерної системи. Проведено огляд основних проблем впровадження каналів зв’язку, вибору апаратів, модернізації вже існуючих систем. Показано переваги та недоліки які дають системи обліку на основі технології "Fault tolerant". Також стаття охоплює різні типи систем збору даних (СЗД), як сучасні, так і застарілі, які застосовуються на сьогоднішній день в об’єднаній енергосистемі України та які планують впроваджувати в майбутньому. Результати дослідження показали, що модернізація та підвищення надійності нових систем автоматичного обліку електричної енергії є важливим для ОЕС України. Також показано ряд дій для покращення надійності та безвідмовної роботи для АСОЕ в цілому.Документ Відкритий доступ Побудова системи розпізнавання образів у пристроях обмеження струмів короткого замикання(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Побігайло, В. А.; Калінчик, В. П.На разі зростання рівнів та кількості струмів короткого замикання, існують проблеми, пов'язані з підвищенням ефективності методів та засобів обмеження струмів короткого замикання, які є актуальними у контексті розвитку енергетичного сектору України. Ключовим аспектом тут є інтенсифікація темпів зменшення витрат електроенергії у виробничих системах електропостачання (ВСЕП), що може бути досягнуто шляхом впровадження нових або з підвищеною ефективністю існуючих методів та засобів обмеження струмів короткого замикання. Присутня наукова та практична актуальність вдосконалення функціонування засобів обмеження струмів короткого замикання (КЗ), сформульована мета та завдання наукового дослідження. В якості рішення уперше запропоновано та досліджено спосіб управління обмеження струмів короткого замикання у ВСЕП з використанням струмообмежуючого реактора з керованим шунтом. Розроблено алгоритм дії системи «реактор - керований шунт». У роботі проведено аналіз статистичних характеристик ознаки-функції, а також доведений зв'язок статистичних характеристик ознаки-функції і характеристик самого випадкового процесу. Для цього використовувався математичний апарат теорії викиду випадкових функцій. Проведено результативний аналіз оптимальних ознак реалізації системи обмеження струмів КЗ «реактор - керований шунт», що характеризують пред'явлені випадкові процеси, при якому фізичну реалізацію способу класифікації можна розглядати у якості лінійного класифікатора, який дозволяє реалізувати лінійну дискримінантну функцію у просторі ознак. Слід також зазначити, що обмеження струмів КЗ в ВСЕП за схемою «реактор - керований шунт» має певні суттєві переваги перед іншими існуючими на сьогоднішній день засобами обмеження струмів КЗ.Документ Відкритий доступ Особливості техніко-економічного обґрунтування рішень при перспективному плануванні систем електропостачання(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Попов, В. А.; Ярмолюк, О. С.; Ткаченко, В. В.; Фролов, І. В.; Усатенко, В. Б.Техніко-економічний аналіз є важливим інструментом, який активно застосовуються для обгрунтування оптимальних варіантів при проектуванні різних електроенергетичних об'єктів. На прикладі задачі вибору номінальної потужності розподільних трансформаторів показано, що при вирішенні даного завдання, з огляду на досить тривалий горизонт планування, необхідний облік невизначеності, хоча б, таких факторів, як характер і динаміка зміни вартості електроенергії, величини навантаження, експлуатаційних витрат. У зв'язку з відсутністю достатніх статистичних даних, запропоновано при розрахунку дисконтованих витрат задавати відповідні параметри у вигляді інтервалів їх можливих значень. Проаналізовано можливість використання для цієї мети апарату інтервального аналізу при орієнтації як на традиційні арифметичні операції, так і на узагальнену интервальную арифметику Хансена. Обґрунтовано, що більш ефективним підходом в даному випадку є використання апарату теорії ігор. Проведена серія експериментальних розрахунків, в яких показано, що врахування фактора невизначеності інформації істотно впливає на обгрунтування оптимальної номінальної потужності розподільних трансформаторів при проектуванні систем електропостачання.Документ Відкритий доступ Дослідження перетворювача з п’ятнадцятизонним регулюванням напруги і активно-індуктиним навантаженням(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Михайленко, В. В.; Святненко, В. А.; Чуняк, Ю. М.; Бачинський, В. І.Метою роботи є використання методу багатопараметричних функцій з використанням пакету MATHCAD для аналізу електромагнітних процесів в електричних колах з напівпровідниковими комутаторами. У цій статті проведено аналіз електромагнітних процесів в електричних колах напівпровідниковими з комутаторами. Створено математичну модель для аналізу електромагнітних процесів в напівпровідникових перетворювачах з широтно-імпульсним регулюванням вихідної напруги. Наведено графіки, що від ображають електромагнітні процеси у електричних колах. Статья присвячена розвитку метода багатопараметричних функцій шляхом розробки нових математичних моделей та визначення функцій і алгоритмічних рівнянь для аналізу за підсистемними складовими електромагнітних процесів у розголуджених електричних колах з напівпровідниковими комутаторами і ланками з синусоїдальними, постіними і імпульсними напругами. Напівпровідникові коммутатори можуть виконувати високочастотне змінення структури електричних кіл і широтно-імпульсну модуляцію фазних і лінейних напруг трихфазної мережі електроживлення, виконуючи регулювання вихідних напруг напівпровідникових перетворювачів параметрів електричної енергії.Документ Відкритий доступ Система технічного діагностування для випробувань електродвигунів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Закладний, О. О.; Прокопенко, В. В.; Гребенюк, Т. В.Діагностування стану електрообладнання при його виготовленні, ремонті та профілактичних перевірках є невід'ємною частиною технологічного процесу. Приладів для діагностування потребують підприємства промислово-енергетичного комплексу, залізничного й морського транспорту, гірничодобувні, збагачувальні й целюлозно-паперові комбінати, ремонтні заводи і т. ін. При серійному й масовому виробництві природним є прагнення максимально автоматизувати виробничий процес, що містить у собі також етап випробування електричних машин. Дослідження показали, що трудомісткість контрольних операцій становить до 15% трудомісткості виготовлення електродвигунів. Середні норми часу на проведення приймально-здавальних випробувань однієї електричної машини середньої потужності складають 3...35 год. Середні норми часу на обробку результатів приймально-здавальних випробувань однієї машини становлять 0,6...4 год. Природно, що така висока трудомісткість проведення випробувань і обробки їх результатів змушує шукати шляхи автоматизації випробувань. Електродвигуни, як правило, розраховані на термін служби 15…20 років без капітального ремонту, за умови правильної їх експлуатації. Під правильною експлуатацією розуміється робота відповідно до номінальних параметрів, зазначених в паспортних даних електродвигуна. Однак на практиці має місце значне відхилення від номінальних режимів експлуатації. Це, передусім, низька якість напруги живлення й порушення правил технічної експлуатації: технологічні перевантаження, умови навколишнього середовища (підвищені вологість, температура), зниження опору ізоляції, порушення охолодження. Наслідком таких відхилень є аварійні режими роботи електродвигунів. У окремих підгалузях промисловості аварійність електродвигунів коливається від 20 до 50% на рік. Вихід з ладу електродвигуна призводить до важких аварій і значних матеріальних збитків через простої обладнання, затрати на усунення наслідків аварій і ремонт електродвигуна, що вийшов з ладу. Ремонт електричної машини потужністю 1 кВт обходиться в 250-300 грн. Щоб оцінити вартість ремонту потужнішої машини, треба помножити цю цифру на потужність двигуна. Крім цього, робота на аварійних режимах призводить до підвищеного енергоспоживання та збільшення споживаної реактивної потужності.Документ Відкритий доступ Особливості моделювання процесу розпилення зрідженого газу для ДВЗ(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Сірий, О. А.; Соломаха, А. С.; Чирка, Т. В.; Пакош, Д. З.В роботі представлені результати чисельного моделювання процесу розпилення зрідженої суміші пропан-бутану. Метою роботи є розробка чисельної моделі термогідродинамічного процесу розпилення зріджених газів та визначення теплофізичних та геометричних параметрів факелу розпилу з ціллю удосконалення існуючої схеми паливоподачі двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ). У роботі представлено теоретичні аспекти процесу розпилення зрідженого газу та визначено основні теплофізичні параметри, необхідні для проведення чисельних розрахунків досліджуваного явища. Застосовано метод чисельного моделювання, що базується на усередненому за Рейнольдсом рівнянні Нав'є-Стокса, модель налаштована за методом скінченних об’ємів. Виконано чисельні експерименти при впорскуванні зрідженої суміші пропанбутану у потік повітря протягом періоду часу, достатнього для згоряння в циліндрі ДВЗ. Встановлено залежність глибини проникнення паливного струменю у потік окисника, що набігає, в залежності від тиску подачі газу. Отримані профілі швидкостей, температур та концентрацій впорскуваної суміші та газової фази. Проведено теоретичну оцінку середнього розміру краплин розпилюваної рідини.Документ Відкритий доступ Use of innovative systems for efficient drilling of wells in the quarry of Ukraine(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Terentiev, O.; Sergienko, N.; Huzan, A.Almost all over Ukraine in the bowels of the Ukrainian crystal shield is more than 500 million m3 of explored reserves of high quality natural building and finishing stone. Of particular interest are granite deposits as the main strategic raw material for the construction of industrial, defense and civil structures, roads, runways, airfields, transport tunnels, subways and more. Today, more than 150 quarries in Ukraine extract valuable raw materials for the country - natural stone. At the same time, given the high strength and abrasiveness of granites, their extraction is extremely complex, expensive, time consuming. There are no machines that could directly extract strong granite rocks of volcanic and metamorphic origin. To ensure the required volumes of granite mining, it is necessary to pregrind the monolith of the rock, which is carried out by drilling and blasting. These complex technological operations provide powerful drilling rigs that perform drilling work in strong and very strong rocks [1]. In the presented researches the basic indicators influencing efficiency of drilling rigs on quarries of Ukraine are analyzed and established. Rational methods of rock destruction for specific geological conditions of a mining enterprise are considered, substantiated and recommended. Optimization of drilling efficiency and productivity was performed by choosing the method of destruction, hardness of rocks, type of drilling machine and parameters of tools for destruction of rocks [2]. The calculation method presented in the work allows to limit the amount of dust pollution depending on the speed, depth of drilling, distance from the well for blasting, which will control the optimal modes of operation of the drilling machine and drilling modes. The obtained research results confirmed the correctness and efficiency of new innovative systems for drilling hard rocks in the quarries of Ukraine.Документ Відкритий доступ Особливості режимів збудження автономного синхронного генератора при значних збуреннях(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Хоменко, В. І.; Нізімов, В. Б.Підвищення надійності живлення споживачів співставної потужності від автономної генеруючої установки у динамічних режимах накиду співставного навантаження досягається за рахунок форсування збудження із застосуванням ємнісних накопичувачів енергії і встановлення закономірностей та залежностей їх впливу на режими роботи синхронних генераторів. Досліджено вплив ємнісного накопичувача енергії в контурі збудження синхронного генератора на підвищення стійкості роботи автономної генеруючої установки. Запропоновано і обґрунтовано алгоритм керування контуром збудження генеруючої установки, з урахуванням зміни силової схеми та вмикання ємнісних елементів в інерційний контур. Дослідженнями доведено, що параметри контуру збудження суттєво впливають на стійкість синхронного генератора та стабілізацію вихідної напруги. Доведено, що при одній і тій самій кратності найбільшої напруги збуджувача швидкодія даного пристрою в режимі форсування збудження приблизно в 20 разів вища, ніж традиційних систем збудження. Дослідженнями встановлено, що схема з примусовою ємнісною комутацією дозволяє надійно вимикати збуджувач у випадку пошкодження елементів останнього.Документ Відкритий доступ Досвід практичної експлуатації сонячної електростанції в умовах Сумської області(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Глущенко, Г. А.; Залозний, В. В.; Давиденко, А. К.Останнім часом у світі суттєво посилився інтерес до нетрадиційних і поновлюваних джерел енергії. Україна має значний потенціал для розвитку альтернативної енергетики та впровадження сонячних електростанцій (СЕС) [1]. Ефективна експлуатація СЕС можлива при правильному виборі обладнання та розрахунку параметрів його встановлення. І якщо при виборі комплектуючих можна використовувати їх паспортні дані, заявлені виробником, то інформація, необхідна для визначення місця встановлення устаткування та його позиціонування в більшості випадків взагалі відсутня. Опубліковано багато робіт, присвячених оптимізації параметрів, які впливають на генерацію електроенергії і містять універсальні рекомендації для встановлення СЕС в різних регіонах України. Але всі вони мають в своїй основі лише теоретичні розрахунки. Після вступу в силу Закону України «Про ринок електричної енергії» [2] актуальним стало питання про необхідність прогнозування роботи електрогенеруючих потужностей. Особливу увагу привертають характеристики, отримані в ході реальних умов роботи. У даній роботі наводиться інформація, отримана під час практичної експлуатації СЕС номінальною потужністю 3,0 кВт, розташованої в м. Суми, за період жовтень 2018-жовтень 2020 року.Документ Відкритий доступ Забезпечення теплозбереження будівельних конструкцій використанням відходів виробництва мінеральної вати як наповнювача керамоблоків(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Крючков, А. І.; Жукова, Н. І.; Зайченко, С. В.; Смоляр, В. Г.У статті розглянуто спосіб утилізації відходів виробництва мінеральної вати шляхом їх додавання як наповнювача в керамічні блоки, що використовуються в будівельних конструкціях. Запропонований спосіб утилізації відходів виробництва мінеральної вати дозволить не лише зменшити антропогенне навантаження на довкілля та знизити витрати на її утилізацію, але й підвищити теплоізоляційні властивості будівельних конструкцій. Метою досліджень є обґрунтування доцільності додавання відходів виробництва мінеральної вати до складу керамічних блоків. Досліджено залежність теплоізоляційних показників керамічних блоків від вмісту відходів мінеральної вати. Визначено раціональний вміст відходів мінеральної вати у складі керамічних блоків. Встановлено залежності коефіцієнту теплопровідності та опору теплопередачі від вмісту відходів мінеральної вати у керамічному блоці. Запропонований спосіб утилізації відходів виробництва мінеральної вати придатний для використання у виробництві як керамічних блоків, так і для виробництва керамічної цегли.Документ Відкритий доступ Додаткові тепловтрати в місцях примикання віконної рами до огороджувальних конструкцій(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Дешко, В. І.; Білоус, І. Ю.; Крамаренко, С. О.Сучасний стан житлово-комунальної сфери, побудованих до кінця 90-х років, потребує повної модернізації та значного підвищення енергоефективності. Світові тенденції підвищення рівня енергетичної ефективності будівель спрямовані на змененння споживання енергії до майже нульового споживання (nZEB). Більша частина заходів спрямована для досягнення nZEB стосується заходів з покращення теплофізичних властивостей огороджень. При покращенні теплофізичних властивостей огороджень вагомість теплопровідних включень, що виникають в місцях примикання віконних конструкцій / залізобетонної плити перекриття до зовнішньої стіни та інше, суттєво зростає. При покращенні теплофізичних властивостей огороджень вагомість теплопровідних включень, що виникають в місцях примикання віконних конструкцій / залізобетонної плити перекриття до зовнішньої стіни та інше, суттєво зростає. В роботі побудовано 2D-моделі в програмному середовищі THERM для дослідження температурних полів в місцях примикання лінійних теплопровідних включень. Проведено імітаційний розрахунок температурних полів для двох варіантів зовнішніх стін, що мають покращені теплофізичних властивостей огороджень, які відповідають сучасним вимогам теплового захисту. Розрахунок проведений для кліматичних умов Києва. Встановлено, що для однакової товщини зовнішньої стіни заміна несучого шару конструкції силікатної цегли на газоблок покращує опір теплопередачі в 2 рази. З точки зору впливу лінійних теплопровідні включення в місцях примикання віконної рами до зовнішньої стіни спостерігається протилежний ефект, більший вплив в стіні виконаній з газоблоку. Наявність лінійних та точкових теплопровідних включень призводить до погіршення опору теплопередачі зовнішньої стіни виконаної з силікатної цегли на 20%, а з газоблоку - на 33% для розглянутої геометрії.Документ Відкритий доступ Високоефективна теплонасосна система вентиляції та кондиціювання виробничого приміщення з рециркуляцією вентиляційного повітря(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Безродний, М. К.; Місюра, Т. О.Метою роботи був термодинамічний аналіз теоретичної моделі теплонасосної установки вентиляції та кондиціювання повітря з рециркуляцією холоду в залежності від параметрів зовнішнього повітря для підтримання температурних і вологісних умов у виробничому приміщенні в теплий період року. За допомогою чисельного аналізу методом послідовних наближень визначено параметри повітря в вузлових точках схеми та оцінена її енергетична ефективності. Це дало встановити режими роботи установки в залежності від параметрів зовнішнього повітря, характеристик об’єктів вентиляції та кондиціювання та надходжень теплоти. Була кількісно відображена вагомість рециркуляції холоду для забезпечення високої ефективності роботи схеми. Досліджена система може бути придатною для застосування в країнах з помірним континентальним і вологим тропічним кліматом в усьому діапазоні температур навколишнього середовища, коли об’єктом вентиляції виступає виробниче приміщення з невисокою кратністю повітрообміну.Документ Відкритий доступ Енергетичний і ексергетичний підходи до проблеми раціонального використання енергії(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Куделя, П. П.; Дубовський, С. В.Роботу присвячено двом методам аналізу енергоперетворюючих процесів – енергетичному та ексергетичному і ролі в них термодинамічних характеристик – кількості (стала величина) та якості (змінна властивість). Основної уваги приділено ексергетичному методу і якісній характеристиці енергії, розумінню її фізичного смислу, встановленню зв’язку якості енергії з положеннями Другого закону термодинаміки, які відповідають сучасному рівню термодинамічної науки, описові універсальної міри якості різних форм енергії – ексергії і її значення для вирішення задач раціонального використання енергії. Дана робота може бути корисною для тих, хто зацікавлений в кращому розумінні положень Другого закону, основ ексергетичного методу і в його практичному застосуванні.Документ Відкритий доступ Термомодернізація будівель закладів вищої освіти – проблеми та рішення(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020) Панасюк, Ігор Валентинович; Єщенко, Олександр Іванович; Шовкалюк, Марина Михайлівна