Vasylets K. Increasing the accuracy of electrical energy measurement in the reduced load mode

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0823U101382

Thesis Registration Form

0823U101382.pdf

Applicant for

Specialization

  • 152 - Автоматизація та приладобудування. Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка

04-12-2023

Specialized Academic Board

Разова спеціалізована вчена рада №2728

National Aviation University

Essay

In the dissertation, the important scientific and technical task of increasing the accuracy of electricity measurement by the metering unit in the reduced load mode is solved based on mathematical modeling of measurement uncertainty, taking into account the static characteristics of measuring current transformers in conditions of asymmetry of phase loads. The object of the study is the process of electricity measurement by a three-phase metering unit, which includes an electricity meter and electromagnetic current measuring transformers, in distribution networks with a nominal voltage of 0.38 kV. The subject of the study is the uncertainty of electricity measurement during the operation of electric receivers in the reduced load mode. The new scientific results are as follows: for the first time a mathematical model was obtained for estimating the uncertainty of electricity measurement by a metering unit in the reduced load mode using a fuzzy function, which takes into account the influence of the asymmetric currents values of the load phases at the fuzzy interval boundaries, which characterizes the measurement result at the limit confidence level; the methodology for estimating the uncertainty of electricity measurement over single measuring channel of a metering unit has been improved, which, unlike the known ones, allows estimating the values of the parameters of set of L–R boundaries of the fuzzy function for a set of confidence levels characterizing the accuracy of electricity metering; the static characteristics of the measuring current transformer of the electromagnetic type at a reduced load of the electricity metering unit were specified by a linear regression model, which differs from the known by universality, as it characterizes the measuring converter with an arbitrary transformation coefficient within the specified accuracy class. The practical significance of the obtained results is as follows: the proposed mathematical model for estimating the uncertainty of electricity measurement by a metering unit in the reduced load mode allows to improve the metrological characteristics of metering devices and increase the accuracy of electricity measurement; a method of assessing the accuracy of electricity metering based on one measuring channel of the metering unit in the reduced load mode has been developed, which allows taking into account the influence of asymmetric currents of the load phases on the accuracy; the obtained universal static characteristic of the measuring current transformer of the electromagnetic type ensures an increase in the accuracy of the formation of electricity bills in accordance with the readings of the transformer connected meter. The introduction substantiates the relevance of the topic. The first chapter analyzes the principle of electricity measurement, the measurement technologies and systems, the expediency of using the theory of fuzzy sets to estimate the non-random uncertainty of measurement results is substantiated. In the second chapter, mathematical modeling of the uncertainty of electricity measurement by the metering unit at reduced load is carried out. In the third section, an experimental evaluation of the parameter values of the justified mathematical model for the electricity metering unit was carried out in laboratory conditions. The fourth chapter substantiates the directions of practical implementation of the computer-oriented method of processing of measurement information in the reduced load mode. The general conclusions summarize the main results of theoretical and experimental research.

Read more

Research papers

1. Vasylets K., Kvasnikov V., Vasylets S. Refinement of the mathematical model of electrical energy measurement uncertainty in reduced load mode. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2022. Vol. 4 (8 (118)). Pp. 6–16. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.262260.

2. Vasylets K., Kvasnikov V., Vasylets S. Determining the static characteristic of a measuring current transformer at a reduced load of the metering unit. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2022. Vol. 5 (8 (119)). Pp. 13–20. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265068.

3. Василець К. С. Оцінювання точності вимірювання електричної енергії вузлом комерційного обліку. Вісник Вінницького політехнічного інституту. 2021. № 5 (158). С. 79–84. DOI: https://doi.org/10.31649/1997-9266-2021-158-5-79-84.

4. Василець К. С., Квасніков В. П. Дослідження точності обліку електроенергії в області низьких навантажень. «ТАК»: телекомунікації, автоматика, комп’ютерно-інтегровані технології: зб. доповідей Всеукр. наук.-практ. конф. молодих вчених, 25-26 листопада 2020 р. ДВНЗ «ДонНТУ; відп. ред. Г.В. Ступак. Покровськ: ДВНЗ «ДонНТУ», 2020. С. 148–150. URL: https://tak.donntu.edu.ua/wp-content/uploads/2021/01/ЗБІРНИК_ТАК_2020.pdf.

5. Василець К. С., Квасніков В. П. Експериментальне дослідження функціонування лічильника електроенергії трансформаторного включення в режимі зниженого навантаження. Збірник праць XVI Всеукраїнської науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених “Ефективність та автоматизація інженерних рішень у приладобудуванні”, 08-09 грудня 2020 р. К.: КПІ ім. І. Сікорського. 2020. С. 392–395. URL: https://pbf.kpi.ua/ua/wp-content/uploads/2021/03/inzh_rishenia_2020.pdf.

6. Vasylets K., Kvasnikov V. Estimation of electrical energy measurement uncertainty in reduced load mode. Прикладні науково-технічні дослідження: матеріали V міжнар. наук.-прак. конф., 5-7 квіт. 2021 р. Академія технічних наук України. Івано-Франківськ: Видавець Кушнір Г. М., 2021. C. 200–201. URL: https://ukrtsa.org.ua/wp-content/uploads/2022/02/ConferenceATSU_ 2021.pdf.

7. Vasylets K. S. Uncertainty of electricity measurement over single channel of the metering unit under reduced load. POLIT. Challenges of science today, 5–9 April 2021. P. 72–73. URL: http://aki.nau.edu.ua/wp-content/uploads/Збірник-тез-2021.pdf.

8. Василець К. С., Квасніков В. П. Оцінювання невизначеності відхилення показів лічильників трансформаторного та прямого включення в режимі зниженого навантаження. Інтегровані інтелектуальні робототехнічні комплекси (ІІРТК-2021): Чотирнадцята міжнародна науково-практична конференція 18-19 травня 2021 р., Київ, Україна. К.: НАУ, 2021. С. 69–71.

9. Василець К. С., Квасніков В. П. Невизначеності вимірювання активної енергії в режимі зниженого навантаження. Проблеми та перспективи розвитку сучасної науки: збірник тез доповідей Міжнародної науково-практичної конференції молодих науковців, аспірантів і здобувачів вищої освіти, м. Рівне, 13-14 травня 2021 року. Рівне: НУВГП, 2021. С. 10–11. URL: http://ep3.nuwm.edu.ua/21556/.

10. Василець К. С. Оцінювання недообліку електроенергії вузлом комерційного обліку при зниженому навантаженні. Автоматизація, контроль та управління: пошук ідей та рішень (АКУ-2021): Збірник тез VIІ Всеукраїнської науково-технічної конференції молодих учених, аспірантів та студентів в м. Покровську 27 травня 2021 р. Покровськ, ДонНТУ, 2021. С. 15–18. URL: https://donntu.edu.ua/wp-content/uploads/2021/06/%D0%90%D0%9A%D0%A3-2021.pdf.

11. Kvasnikov V., Vasylets K. Operation of the transformer connected electricity meter in reduced load mode. Scientific Collection «InterConf», (56): with the Proceedings of the 2nd International Scientific and Practical Conference «Science, Education, Innovation: Topical Issues and Modern Aspects» (May 11–12, 2021). Tallinn, Estonia: Ühingu Teadus juhatus, 2021. Pp. 300–303. URL: https://archive.interconf.center/index.php/conference-proceeding/issue/view/11-12.05.2021.

12. Василець К. С. Оцінювання точності вимірювання електричної енергії вузлом комерційного обліку. Оптимальне керування електроустановками (ОКЕУ-2021): тези доповіді V Міжнародної науково-технічної конференції 19.10.2021 – 21.10.2021 Вінниця, ВНТУ. С. 29–30. URL: https://conferences.vntu.edu.ua/public/files/okeu/okeu2021_publ.pdf.

13. Василець К. С. Метод оцінювання невизначеності вимірювання електроенергії вузлом комерційного обліку. Моделювання, керування та інформаційні технології: матеріали V Міжнародної науково-практичної конференції. [Електронние видання]. Рівне: Національний університет водного господарства та природокористування, 2021. C. 114–116. DOI: https://doi.org/10.31713/MCIT.2021.36.

14. Василець К. С. Оцінювання невизначеність вимірювання електроенергії при зниженому навантаженні нечіткими інтервалами. Збірка наукових праць X Наукової конференції «Наукові підсумки 2021 року», 29 грудня 2021 р., м. Харків. С. 24. URL: https:// entc.com.ua/download/Збірка_наукових_праць_Наукові_підсумки_2021.pdf.

15. Василець К. С., Квасніков В. П. Обгрунтування показника для оцінювання точності обліку електроенергії в режимі зниженого навантаження. Інтегровані інтелектуальні робототехнічні комплекси (ІІРТК-2022). П’ятнадцята міжнародна науково-практична конференція 17-18 травня 2022 р., Київ, Україна. К.: НАУ, 2022. С. 63–65

16. Vasylets K. S. Mathematical modeling of influence of electricity metering unit phase loads on measurement uncertainty. Proceedings The Tenth World Congress "Aviation in the XXI-st century". Safety in Aviation And Space Technologies, September 28–30, 2022. Pp. 1.5.8–1.5.11. URL: https://conference.nau.edu.ua/index.php/Congress/Congress2022/schedConf/presentations.

17. Vasylets K., Vasylets S., Kylymchuk A. Research on accuracy of electrical energy measurement in microgrid for mine dewatering. Technology transfer: fundamental principles and innovative technical solutions. 2022. P. 24–26. DOI: https://doi.org/10.21303/2585-6847.2022.002696.

Read more

Files

Disertatsijna-robota_Vasylets-K-S--orig.pdf

autoreferat-анотація Василець КС.docx

Similar theses

0824U001357

Denys Bondariev

Biomedical photometer with ellipsoidal reflectors calibration method improvement

0824U001127

Opryshkin Oleksandr S.

Increasing the efficiency of coffee grain grinding fractional setting systems by applying test methods.

0824U000605

MYKHAILO HLUSHKO

Enhancing the quality of collaborative filtering in recommendation systems

0824U000384

Andrii-Volodymyr V. Midyk

Subsystems of temperature control of cyber-physical systems

0824U000376

Serhiy L. Lazarenko

Metrological support for measurements of ionizing radiation characteristics and modernization of the reference base to meet the requirements of the European Union