Тодоров О. В. Електротехнічний комплекс визначення поточного стану кабельної лінії за миттєвою потужністю

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0825U003715

Облікова картка дисертації

0825U003715.pdf

Здобувач

Спеціальність

  • 141 - Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка

Спеціалізована вчена рада

PhD 10903

Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського

Анотація

У зв’язку зі зростанням рівня споживання електроенергії та навантаженням на лінії електропередач зростає потреба у надійному контролі технічного стану кабельних ліній, які є критичними елементами енергосистеми. Традиційні методи діагностики, зокрема мегаомметричні перевірки та випробування підвищеною постійною напругою, можуть спричинити деградацію ізоляції. Альтернативні безпечні методи (аналіз часткових розрядів, рефлектометрія, діелектричні втрати) вимагають попереднього знеструмлення кабелів, що обмежує їх застосування в умовах реального навантаження. Окрему увагу приділено системам постійного моніторингу. Переважна більшість таких систем орієнтована на вузлове спостереження, хоча для ефективного контролю стану кабельної лінії необхідний аналіз міжвузлових електричних величин. Задля поглибленого аналізу якості електроенергії в умовах гармонічних спотворень і несиметрії використано стандарт IEEE 1459-2010, що передбачає розкладання повної потужності на її складові. Для уточнення динаміки зміни потужності застосовано статистичні методи, зокрема середнє значення, середньоквадратичне відхилення, а також нормуючі коефіцієнти асиметрії та ексцесу. З метою оцінки впливу навантаження шляхом виявлення змін у ступені лінійного зв’язку проведено кореляційний аналіз між потужностями. Проаналізовано методом вейвлет-перетворення зміни активної та реактивної потужності промислового підприємства. На основі отриманих розгорток виокремлено часові періоди, у яких динаміка зміни потужностей є вищою порівняно з іншими. Моделювання в середовищі Simulink дозволило порівняти ідеальну кабельну лінію та лінію зі зміною параметрів міжфазної провідності. Так на отриманих з двох експериментів миттєвих потужностях за допомогою використання частотно-часового аналізу досліджено прояви дефектів ізоляції, що спричиняють зростання високочастотних пульсацій, але як інструмент з локалізації місця дефекту в кабельній лінії, при порівнянні експериментів зі зміною параметрів міжфазної провідності в кабельній лінії на різних відстанях, різниця в потужностях має низькі показники. Також проаналізовано два підходи до визначення параметрів кабелю: за заступними схемами Г-форми та П-форми. Метод заступної схеми П-форми, що базується на аналізі складових миттєвої потужності, показав кращу точність і стабільність при зміні навантаження. На основі отриманих результатів створено структуру системи контролю кабельної лінії, яка складається з двох вимірювальних блоків, розташованих на кінцях лінії, та центрального блоку обробки даних. Передбачено два варіанти організації зв’язку дистанційний через GSM-мережу та комбінований для локальної взаємодії. Розроблено програмні модулі, що реалізують алгоритми аналізу якості електроенергії на основі розрахунку миттєвих потужностей та вейвлет-розгортки, що забезпечує виявлення високочастотних коливань потужності та реалізує запропоновану методику.

Читати повністю

Публікації

Тодоров О. В., Бялобржеський О. В. Аналіз структури сучасної автоматизованої системи контролю та обліку електроенергії, первинних пристроїв збору та обробки даних, Вісник КрНУ, Кременчук, Україна, 2020 – №1, с. 145-150. DOI: 10.30929/1995-0519.2020.1.145-150

Тодоров О. В., Бялобржеський О. В., Беззуб М. А., Рева І. В. Підсистема обробки вибірок даних активної та реактивної потужності трансформаторної підстанції, Електротехніка та електроенергетика, Запоріжжя, Україна, 2021 – №2, с. 25 – 30, DOI: 10.15588/1607-6761-2021-2-3

Тодоров О. В., Бялобржеський О. В., Беззуб М. А., Рева І. В. Електротехнічний комплекс моніторингу трифазної системи живлення електричної машини з детектуванням вібраційних складових електричної потужності, Електромеханічні і енергозберігаючі системи, Кременчук, Україна, 2022 – № 1, с. 26 – 32., DOI: 10.30929/2072-2052.2022.1.57.26-32

Bialobrzheskyi O., Nozhenko V., Todorov O. Influence of Misalignment of Connection of Electrical Machine Shafts on the Nature of Electric Power of the Induction Motor. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2022. (6), pp. 90 – 96., DOI: 10.33271/nvngu/2022-6/090 (Scopus)

Bialobrzheskyi O., Todorov O., Postil A., Bezzub M., Sulym A. Cable line equivalent circuit parameters determination using the instantaneous power components, Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2024. (2), pp. 96 – 103., DOI: 10.33271/nvngu/2024-2/096 (Scopus)

O. Todorov, O. Bialobrzheskyi, A. Sulym Application of IEEE 1459-2010 for the power investigation a traction secondary voltage, 2020 IEEE KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), 2020, pp. 199-204, doi: 10.1109/KhPIWeek51551.2020.9250094.

O. Todorov, O. Bialobrzheskyi, S. Bondarenko, Virtual Complex Prototype for Metering a Three-Phase Network Electric Power Quantity and Quality, 2020 IEEE Problems of Automated Electrodrive. Theory and Practice (PAEP), 2020, pp. 1-5, doi: 10.1109/PAEP49887.2020.9240845.

O. Todorov, O. Bialobrzheskyi, I. Reva, M. Bezzub, Abruptly Changing Load Timediagram Analysis of Transformer Substation Using Wavelet Transform, 2021 IEEE 2nd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), 2021, pp. 396-400, doi: 10.1109/KhPIWeek53812.2021.9570080.

O. Todorov, O. Bialobrzheskyi, S. Yakimets, Virtual Instrument Module for Detecting Current and Voltage Distortion in Three-Phase Networks, 2021 IEEE International Conference on Smart Information Systems and Technologies (SIST), 2021, pp. 1-5, doi: 10.1109/SIST50301.2021.9465953.

O. Todorov, O. Bialobrzheskyi, I. Reva, M. Bezzub, The Electric Power Quantities Correlation Degree Estimation on Substation Transformer Secondary Voltage Buses an Industrial Enterprise, 2021 IEEE International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES), Kremenchuk, Ukraine, 2021, pp. 1-5, doi: 10.1109/MEES52427.2021.9598729

O. Todorov, O. Bialobrzheskyi, M. Bezzub, I. Reva, Mobile Power Measuring Complex a Three-Phase Motor with Separation Low-Frequency Vibration Components, 2022 IEEE 3rd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), Kharkiv, Ukraine, 2022, pp. 1-6, doi: 10.1109/KhPIWeek57572.2022.9916435. (Scopus)

O. Todorov, O. Bialobrzheskyi, I. Reva, M. Bezzub, Measurement Monitoring Possibility of 6/10 kV Cable Lines Insulation State on the Instantaneous Power Analysis, 2022 IEEE 4th International Conference on Modern Electrical and Energy System (MEES), Kremenchuk, Ukraine, 2022, pp. 1-5, doi: 10.1109/MEES58014.2022.10005739.

O. Todorov, O. Bialobrzheskyi, M. Bezzub and A. Postil, Detection Changes in Line Insulation Conductivity by High-Frequency Voltage and Current Pulsations Using Wavelet Transform, 2023 IEEE 4th KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), Kharkiv, Ukraine, 2023, pp. 1-5, doi: 10.1109/KhPIWeek61412.2023.10312947.

Читати повністю

Схожі дисертації

0825U003309

Мартинов Дмитро В'ячеславович

Двонаправлені напівпровідникові перетворювачі для систем накопичення електроенергії з підвищеною якістю вихідної напруги

0825U003256

Смагло Іван Іванович

Методи і способи дистанційного моніторингу та самодіагностики фотоелектричних станцій.

0825U003217

Лебедь Денис Юрійович

Система керування силовими активними фільтрами за наявності коливань напруги в розподільних електричних мережах

0825U002875

Бєляєв Олег Сергійович

Синтез двомасової електромеханічної системи з нелінійним фрикційним навантаженням і квазінейрорегулятором

0825U002726

Честних Микола Володимирович

Матрична формалізація розподілу характеристик електромагнітного поля у металевому розплаві при протіканні електричного струму