МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ ЗНИЖЕННЯ ТЕХНІЧНИХ ВТРАТ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ В ЕЛЕМЕНТАХ СИСТЕМ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ

The aim of the work is to determine the factors that influence the change of electricity technical losses and the dynamics of power losses change depending on the exploitation term of the elements of power supply systems. This will allow to develop more accurate methods for determining the electric energy losses and calculate the real value of the power losses in the elements of the power supply system that have been operated for a long time. The task of electricity losses reduction is an important part of the more general problem of reducing energy consumption and efficient use of energy resources through the optimization of consumption and power generation.In the context of continuous growth of power rates and change of energy consumption, the energy saving and rational management of the power economy get the great importance and present not only engineering problem, but also the economic problem. Hence the need to reduce non-productive energy losses and improve the technical operation of power supply system appears. Currently, much attention is paid to the electric energy losses reduction through the development of more accurate methods of the energy losses determination in all elements of power systems.The analysis shows that the change of power losses is determined by changing of the permanent electric networks reconfiguration as a result of their reconstruction and changes in the conditions and frequency of use, as well as the technical state of the elements of power supply systems during the operationЦелью данной работы является установление факторов, влияющих на изменение технических потерь электроэнергии, и зависимости динамики изменения технических потерь за время эксплуатации элементов систем электроснабжения. Это позволит разработать более точные методы определения потерь электроэнергии и рассчитать реальные значения технических потерь электроэнергии в элементах системы электроснабжения, эксплуатируемых в течение значительного срока. В результате проведенного анализа установлено, что изменение технических потерь определяется постоянным изменением конфигурации сетей, в результате их реконструкции и изменениями условий и интенсивности эксплуатации, а также технического состояния элементов систем электроснабжения за время эксплуатацииМетою даної роботи є встановлення факторів, що впливають на зміну технічних втрат електроенергії, та залежності динаміки зміни технічних втрат за час експлуатації елементів систем електропостачання, а також розробка класифікації заходів щодо зниження втрат електроенергії у системах електропостачання. В результаті проведеного аналізу встановлено, що зміна технічних втрат визначається постійною зміною конфігурації мереж, внаслідок їхньої реконструкції та змін умов і інтенсивності експлуатації, а також технічного стану елементів систем електропостачання за час експлуатації

Forming the current of underground metal pipelines by the high-frequency components of cathodic stations output signal

Обґрунтовано можливість забезпечення необхідних характеристик захисного потенціалу підземного металевого трубопроводу шляхом формування відповідного частотного спектру вихідного сигналу станції катодного захисту. Наведено результати аналізу спектру типових вихідних сигналів станцій катодного захисту, запропоновані методи їх формування в залежності від параметрів об'єкта захисту від електрохімічної корозії. Доведено, що високочастотні сигнали впливають на електротехнічні парамет- ри захисного потенціалу підземного металевого трубопроводу і формують польову структуру навколо підземних металевих комунікацій.Обґрунтовано можливість забезпечення необхідних характеристик захисного потенціалу підземного металевого трубопроводу шляхом формування відповідного частотного спектру вихідного сигналу станції катодного захисту. Наведено результати аналізу спектру типових вихідних сигналів станцій катодного захисту, запропоновані методи їх формування в залежності від параметрів об'єкта захисту від електрохімічної корозії. Доведено, що високочастотні сигнали впливають на електротехнічні параметри захисного потенціалу підземного металевого трубопроводу і формують польову структуру навколо підземних металевих комунікацій

Forming the current of underground metal pipelines by the high-frequency components of cathodic stations output signal

Обґрунтовано можливість забезпечення необхідних характеристик захисного потенціалу підземного металевого трубопроводу шляхом формування відповідного частотного спектру вихідного сигналу станції катодного захисту. Наведено результати аналізу спектру типових вихідних сигналів станцій катодного захисту, запропоновані методи їх формування в залежності від параметрів об'єкта захисту від електрохімічної корозії. Доведено, що високочастотні сигнали впливають на електротехнічні парамет- ри захисного потенціалу підземного металевого трубопроводу і формують польову структуру навколо підземних металевих комунікацій.Обґрунтовано можливість забезпечення необхідних характеристик захисного потенціалу підземного металевого трубопроводу шляхом формування відповідного частотного спектру вихідного сигналу станції катодного захисту. Наведено результати аналізу спектру типових вихідних сигналів станцій катодного захисту, запропоновані методи їх формування в залежності від параметрів об'єкта захисту від електрохімічної корозії. Доведено, що високочастотні сигнали впливають на електротехнічні параметри захисного потенціалу підземного металевого трубопроводу і формують польову структуру навколо підземних металевих комунікацій

Ідентифікація теплового процесу в асинхронному двигуні

Scientific novelty: A methodology for determining losses in an asynchronous motor using a synthesized mathematical model is proposed, taking into account the influence of changes in the quality of electricity on the processes of heating and heat exchange in it. Practical significance: The obtained results indicate the adequacy of the proposed thermal model of an asynchronous motor operating in a network with low-quality electricity. Taking into account the fact that for many types of engines in the reference literature, there are no necessary data on the coefficients of heat transfer and heat capacity, and only the thermal time constants for certain types of engines are given, the value of the specified parameters of the model can be obtained on the basis of the methodology presented in the work. A single-mass thermal model can be useful for analyzing the thermal processes occurring in an induction motor and for improving the efficiency of the motor. In particular, it can help determine the optimal operating temperature of the motor, as well as calculate the necessary cooling system to ensure stable operation of the motor under conditions of variable load and temperature conditions.Наукова новизна: Запропоновано методологію визначення втрат в асинхронному двигуні за допомогою синтезованої математичної моделі з урахуванням впливу зміни якісних показників електроенергії на процеси нагріву та теплообміну в ньому. Практичне значення: Отримані результати свідчать про адекватність запропонованої теплової моделі асинхронного двигуна, що працює в мережі з неякісною електроенергією. Враховуючи те, що для багатьох типів двигунів у довідковій літературі відсутні необхідні дані щодо коефіцієнтів тепловіддачі і теплоємності, а наводяться лише теплові сталі часу для окремих типів двигунів, значення вказаних параметрів моделі може бути отримана на основі методології, представленої в роботі. Одномасова теплова модель може бути корисною для аналізу теплових процесів, що відбуваються в асинхронному двигуні, та для покращення ефективності роботи двигуна. Зокрема, вона може допомогти визначити оптимальну температуру роботи двигуна, а також розрахувати необхідну систему охолодження для забезпечення стабільної роботи двигуна в умовах змінної навантаженості та температурного режиму

New design induction generator for wind turbines

Generally, wind power plant engines are slow-speed; therefore, the use of traditional synchronous generators for production of electric voltage with frequency of 50Hz requires mechanical speed-up units resulting in plant design complication, weight increase and operational reliability degradation. Alternatively, it is possible to use low-speed synchronous generators, but in order to produce voltage with frequency of 50Hz, they must have a large number of poles, which would also result in size and weight increase.Як правило, двигуни вітрових електростанцій є тихохідними; отже, використання традиційних синхронних генераторів для виробництва електричної напруги частотою 50 Гц вимагає механічних прискорювачів, що призводить до ускладнення конструкції установки, збільшення ваги та зниження експлуатаційної надійності. Як варіант, можливе використання тихохідних синхронних генераторів, але для того, щоб виробляти напругу з частотою 50 Гц, вони повинні мати велику кількість полюсів, що також призведе до збільшення розміру та ваги

МАШИННО-ТРАНСФОРМАТОРНИЙ АГРЕГАТ ДЛЯ ВІТРОЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК

Background. Electric generators of wind turbines must meet the following requirements: they must be multi-pole; to have a minimum size and weight; to be non-contact, but controlled; to ensure the maximum possible output voltage when working on the power supply system. Multipole and contactless are relatively simply realized in the synchronous generator with permanent magnet excitation and synchronous inductor generator with electromagnetic excitation; moreover the first one has a disadvantage that there is no possibility to control the output voltage, and the second one has a low magnetic leakage coefficient with the appropriate consequences. Purpose. To compare machine dimensions and weight of the transformer unit with induction generators and is an opportunity to prove their application for systems with low RMS-growth rotation. Methodology. A new design of the electric inductor machine called in technical literature as machine-transformer unit (MTU) is presented. A ratio for estimated capacity determination of such units is obtained. Results. In a specific example it is shown that estimated power of MTU may exceed the same one for traditional synchronous machines at the same dimensions. The MTU design allows placement of stator coil at some distance from the rotating parts of the machine, namely, in a closed container filled with insulating liquid. This will increase capacity by means of more efficient cooling of coil, as well as to increase the output voltage of the MTU as a generator to a level of 35 kV or more. The recommendations on the certain parameters selection of the MTU stator winding are presented. The formulas for copper cost calculating on the MTU field winding and synchronous salient-pole generator are developed. In a specific example it is shown that such costs in synchronous generator exceed 2.5 times the similar ones in the MTU.В работе предложена новая конструкция индукторной электрической машины, которая в технической литературе называется – машинно-трансформаторный агрегат (МТА). Для такого агрегата получено соотношение для определения расчетной мощности. На конкретном примере показано, что при одинаковых габаритах расчетная мощность МТА может превышать таковую для обычных синхронных машин. Конструкция МТА позволяет разместить катушки обмотки статора на некотором расстоянии от подвижных элементов машины, а именно, в закрытой емкости, заполненной электроизоляционной жидкостью. Это позволит увеличить мощность за счет более эффективного охлаждения обмотки, а также повысить выходное напряжение МТА как генератора до уровня 35 кВ и более.В роботі запропонована нова конструкція індукторної електричної машини, яка в технічній літературі називається – машинно-трансформаторним агрегатом (МТА). Для такого агрегату отримано співвідношення для визначення розрахункової потужності. На конкретному прикладі показано, що при однакових габаритах розрахункова потужність МТА може перевищувати таку для звичайних синхронних машин. Конструкція МТА дозволяє розмістити котушки обмотки статора на деякій відстані від рухомих елементів машини, а саме, у закритій ємності, заповненій електроізоляційною рідиною. Це дасть змогу збільшити потужність за рахунок більш ефективного охолодження обмотки, а також підвищити вихідну напругу МТА як генератора до рівня 35 кВ і більше

МАШИННО-ТРАНСФОРМАТОРНИЙ АГРЕГАТ ДЛЯ ВІТРОЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК

Background. Electric generators of wind turbines must meet the following requirements: they must be multi-pole; to have a minimum size and weight; to be non-contact, but controlled; to ensure the maximum possible output voltage when working on the power supply system. Multipole and contactless are relatively simply realized in the synchronous generator with permanent magnet excitation and synchronous inductor generator with electromagnetic excitation; moreover the first one has a disadvantage that there is no possibility to control the output voltage, and the second one has a low magnetic leakage coefficient with the appropriate consequences. Purpose. To compare machine dimensions and weight of the transformer unit with induction generators and is an opportunity to prove their application for systems with low RMS-growth rotation. Methodology. A new design of the electric inductor machine called in technical literature as machine-transformer unit (MTU) is presented. A ratio for estimated capacity determination of such units is obtained. Results. In a specific example it is shown that estimated power of MTU may exceed the same one for traditional synchronous machines at the same dimensions. The MTU design allows placement of stator coil at some distance from the rotating parts of the machine, namely, in a closed container filled with insulating liquid. This will increase capacity by means of more efficient cooling of coil, as well as to increase the output voltage of the MTU as a generator to a level of 35 kV or more. The recommendations on the certain parameters selection of the MTU stator winding are presented. The formulas for copper cost calculating on the MTU field winding and synchronous salient-pole generator are developed. In a specific example it is shown that such costs in synchronous generator exceed 2.5 times the similar ones in the MTU.В работе предложена новая конструкция индукторной электрической машины, которая в технической литературе называется – машинно-трансформаторный агрегат (МТА). Для такого агрегата получено соотношение для определения расчетной мощности. На конкретном примере показано, что при одинаковых габаритах расчетная мощность МТА может превышать таковую для обычных синхронных машин. Конструкция МТА позволяет разместить катушки обмотки статора на некотором расстоянии от подвижных элементов машины, а именно, в закрытой емкости, заполненной электроизоляционной жидкостью. Это позволит увеличить мощность за счет более эффективного охлаждения обмотки, а также повысить выходное напряжение МТА как генератора до уровня 35 кВ и более.В роботі запропонована нова конструкція індукторної електричної машини, яка в технічній літературі називається – машинно-трансформаторним агрегатом (МТА). Для такого агрегату отримано співвідношення для визначення розрахункової потужності. На конкретному прикладі показано, що при однакових габаритах розрахункова потужність МТА може перевищувати таку для звичайних синхронних машин. Конструкція МТА дозволяє розмістити котушки обмотки статора на деякій відстані від рухомих елементів машини, а саме, у закритій ємності, заповненій електроізоляційною рідиною. Це дасть змогу збільшити потужність за рахунок більш ефективного охолодження обмотки, а також підвищити вихідну напругу МТА як генератора до рівня 35 кВ і більше

Terahertz absorption and emission upon the photoionization of acceptors in uniaxially stressed silicon

Experimental data on the spontaneous emission and absorption modulation in boron-doped silicon under CO2 laser excitation depending on the uniaxial stress applied along the [001] and [011] crystallographic directions are presented. Room-temperature radiation is used as the probe radiation. Low stress (less than 0.5 kbar) is shown to reduce losses in the terahertz region by 20%. The main contribution to absorption modulation at zero and low stress is made by A+ centers. Intersubband free hole transitions additionally contribute to terahertz absorption at higher stress. These contributions can be minimized by compensation