Василець К. С. Підвищення точності вимірювання електричної енергії в режимі зниженого навантаження

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0823U101382

Здобувач

Спеціальність

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

04-12-2023

Спеціалізована вчена рада

Разова спеціалізована вчена рада №2728

Національний авіаційний університет

Анотація

В дисертаційній роботі вирішена важлива науково-технічна задача підвищення точності вимірювання електроенергії вузлом обліку в режимі зниженого навантаження на основі математичного моделювання невизначеності вимірювання з урахуванням статичних характеристик вимірювальних трансформаторів струму в умовах несиметрії навантажень фаз. Об’єктом дослідження є процес вимірювання електроенергії трифазним вузлом обліку у складі лічильника електроенергії та вимірювальних трансформаторів струму електромагнітного типу у розподільних електромережах номінальною напругою 0,38 кВ. Предмет дослідження - невизначеність вимірювання електроенергії за час функціонування електроприймачів в режимі зниженого навантаження. Нові наукові результати полягають в наступному: вперше отримано математичну модель для оцінювання нечіткою функцією невизначеності вимірювання електроенергії вузлом обліку в режимі зниженого навантаження, яка враховує вплив величин несиметричних струмів фаз навантаження на межі нечіткого інтервалу, що характеризує результат вимірювання при граничному рівні довіри; удосконалено методику оцінювання невизначеності вимірювання електроенергії за одним вимірювальним каналом вузла обліку, яка, на відміну від відомих, дозволяє оцінювати значення параметрів множини L–R меж нечіткої функції для множини рівнів довіри, що характеризує точність обліку електроенергії; уточнено статичну характеристику вимірювального трансформатора струму електромагнітного типу при зниженому навантаженні вузла обліку електроенергії лінійною регресійною моделлю, яка відрізняється від відомих універсальністю, оскільки характеризує вимірювальний перетворювач з довільним коефіцієнтом трансформації в межах заданого класу точності. Практичне значення отриманих результатів полягає у наступному: запропонована математична модель для оцінювання невизначеності вимірювання електроенергії вузлом обліку в режимі зниженого навантаження дозволяє покращити метрологічні характеристики засобів обліку та підвищити точність вимірювання електроенергії; розроблено метод оцінювання точності обліку електроенергії за одним вимірювальним каналом вузла обліку в режимі зниженого навантаження, який дає змогу враховувати вплив на точність несиметричних струмів фаз навантаження; одержана універсальна статична характеристика вимірювального трансформатора струму електромагнітного типу забезпечує підвищення точності формування рахунків за електроенергію відповідно до показів лічильника трансформаторного підключення; розроблена прикладна комп’ютерна програма для оцінювання недообліку електроенергії через наявність режиму зниженого навантаження за значеннями робочих параметрів вузла обліку, використання якої дає змогу уточнити фінансові розрахунки між енергопостачальними компаніями та споживачами за спожиту електроенергію. У вступі обґрунтовано актуальність теми. У першому розділі проаналізовано принцип вимірювання електроенергії, розвиток технології та системи вимірювання, обґрунтовано доцільність використання теорії нечітких множин для оцінювання невипадкової невизначеності результатів вимірювань. У другому розділі здійснено математичне моделювання невизначеності вимірювання електроенергії вузлом обліку при зниженому навантаженні. У третьому розділі здійснено експериментальне оцінювання значень параметрів обґрунтованої математичної моделі для вузла обліку електроенергії в лабораторних умовах. У четвертому розділі обґрунтовано напрямки практичної реалізації компʼютерно-орієнтованого метода оброблення вимірювальної інформації в режимі зниженого навантаження. В загальних висновках підведено підсумки основних результатів теоретичних та експериментальних досліджень.

Публікації

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.

Файли

Схожі дисертації