DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2023.7(38).1.176-186

Моделювання витрат та вимірювання електричної енергії електродвигунів

Д.М. Квашук, В.Ю. Ларін, С.Ф. Філоненко, А.П. Стахова

Об авторах

Д.М. Квашук, доцент, кандидат економічних наук, докторант, Національний авіаційний університет, Київ, Україна, e-mail: dmytro.kvashuk@npp.nau.edu.ua, ORCID ID: 0000-0002-4591-8881

В.Ю. Ларін, професор, доктор технічних наук, Національний авіаційний університет, Київ, Україна, e-mail: vitalii.larin@npp.nau.edu.ua, ORCID ID: 0000-0002-5042-2426

С.Ф. Філоненко, професор, доктор технічних наук, Національний авіаційний університет, Київ, Україна, e-mail: serhii.filonenko@npp.nau.edu.ua

А.П. Стахова, доцент, кандидат технічних наук, Національний авіаційний університет, Київ, Україна, e-mail: anzhelika.stakhova@npp.nau.edu.ua, ORCID ID: 0000-0001-5171-6330

Анотація

Діяльність з визначення енергоефективності електродвигунів включає кілька етапів робіт. До них належать моделювання експлуатації двигунів за допомогою спеціалізованих програмних продуктів, що дозволяє визначити необхідні параметри споживання електричної енергії, навантаження, та обертальні параметри у різних режимах роботи. Проте, найефективнішим є спосіб отримати реальні робочі характеристики електродвигуна на випробувальних стендах. Це зумовлено багатьма факторами, від механічних несправностей до невідповідності технічних характеристик заявлених виробником. Разом з тим, як для першого, так і іншого способу проблема полягає в оптимізації вимірювального обладнання, що потребує зменшення похибки, збільшення швидкодії та чутливості вимірювальних перетворювачів. До параметрів, які вимагають особливої уваги можна віднести витрати електричної енергії, які в окремих сферах промисловості є вирішальними під час проектування технологічних майданчиків, визначення промислової політики, обсягів виробництва, тощо. У даній статті запропоновано спосіб встановити залежність між цими параметрами, практичне значення якого, в різних режимах роботи електродвигуна дасть можливість оцінити як економічну ефективність електричної машини так і можливі ризики, що пов’язані із безпечною подальшою експлуатацією, строком експлуатації та можливостями створювати необхідні моменти прискорення при заданих навантаженнях.

Ключові слова

вимірювання електричної енергії, обертальний момент, лічильник електричної енергії, вимірювання, математична модель, перетворювач, зворотній зв’язок

Повний текст:

PDF

Посилання

1. Pasinkov, Y.A. & Savinykh, M.A. (2018). Tekhnologicheskii kontrol' metrologicheskikh kharakteristik schetchikov elektroenergii na proizvodstve [Technological control of metrological characteristics of electricity meters in manufacturing]. Nauchnyi vestnik Novosibirskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta – Science bulletin of the Novosibirsk state technical university, no.1 (70), pp. 177–188. doi: 10.17212/1814-1196-2018-1-177-188 [in English].

2. Kudrya, S.O. (2011). Unconventional and renewable energy sources: a textbook . Kyiv: National Technical University of Ukraine («KPI») [in English].

3. Kontseptsiya pobudovy avtomatyzovanykh system komertsiynoho obliku elektroenerhiyi v umovakh enerhorynku : zatverdzhena spilʹnym nakazom Minpalyvenerho [The concept of building automated systems of commercial electricity accounting in the conditions of the energy market: approved by a joint order of the Ministry of Fuel and Energy]. (nd.). NKRE, Derzhkomenerhozberezhennya, Derzhstandartu, Derzhbudu, Derzhprompolityky № 32/28/28/276/75/54 vid 17 kvitnya 2000 r. Retrieved from http://search.ligazakon.ua/l_doc2.nsf/link1/FIN4936.html (data zvernennya: 15 kvitnya 2023 r.).

4. Tarafdar, Hagh M., Mahaei, S. M. & Zare, K. (2011). Improving bad data detection in state estimation of power system. International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE). Vol. 1, № 2. P. 85–92 [in English].

5. International Performance Measurement And Verification Protocol. U.S. Dep. of Energy. (2002). nrel.gov. Retrieved from https:// www.nrel.gov/docs/fy02osti/31505.pdf [in English].

6. Denysiuk, S.P. (2014). Tekhnolohichni oriyentyry realizatsiyi kontseptsiyi Smart Grid v elektroenerhetychnykh systemakh [Guidelines of technological concepts of Smart Grid in power system]. Enerhetyka: ekonomika, tekhnolohii, ekolohiia : naukovyj zhurnal – Power Engineering: economics, technique, ecology, (1), 7-20 [in Ukrainian].

7. Popov, A.P., Chugulov, A.O., Gorshenkov, A.A. & Klevanskiy, SM . (2003). Vliyaniye shirotio-impul'snoy modulyatsii na pogreshnost' induktsionnykh schetchikov elektroenergii i na poteri v asinkhronnom dvigatele [Influence of pulse-width modulation on the error of induction electricity meters and on losses in an asynchronous motor] . Omsk, Sib. gos. avtomob. dor. akademiya. [in Russian].

8. Vizgina, Ye. I. (2011). Matematicheskaya model' vysokovol'tnogo asinkhronnogo dvigatelya bol'shoy moshchnosti [Mathematical model of a high-voltage asynchronous motor of high power]. Vestnik Chuvashskogo universiteta – Bulletin of the Chuvash University, (3), 44-52 [in Ukrainian].

9. Devendra, M. Jaiswal & Mohan, P. (2022). Thakre, Modeling & designing of smart energy meter for smart grid applications, Global Transitions Proceedings, Vol. 3, Issue 1, Pages 311-316. https://doi.org/10.1016/j.gltp.2022.03.017 [in English].

Пристатейна бібліографія ГОСТ

  1. Pasinkov Y.A., Savinykh M.A. Tekhnologicheskii kontrol' metrologicheskikh kharakteristik schetchikov elektroenergii na proizvodstve [Technological control of metrological characteristics of electricity meters in manufacturing]. Science bulletin of the Novosibirsk state technical university. 2018. no.1 (70). pp. 177–188. doi: 10.17212/1814-1196-2018-1-177-188.
  2. Kudrya S.O. Unconventional and renewable energy sources: a textbook . Kyiv: National Technical University of Ukraine («KPI»), 2011. 494 p.
  3. Концепція побудови автоматизованих систем комерційного обліку електроенергії в умовах енергоринку : затверджена спільним наказом Мінпаливенерго, НКРЕ, Держкоменергозбереження, Держстандарту, Держбуду, Держпромполітики № 32/28/28/276/75/54 від 17 квітня 2000 р. URL: http://search.ligazakon.ua/l_doc2.nsf/link1/FIN4936.html (дата звернення: 14.03.2023)
  4. Tarafdar Hagh M., Mahaei S. M., Zare K. Improving bad data detection in state estimation of power system. International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE). 2011. Vol. 1, № 2. P. 85–92.
  5. International Performance Measurement And Verification Protocol. U.S. Dep. of Energy. 2002. URL: https://www.nrel.gov/docs/fy02osti/31505.pdf.
  6. Денисюк С. П. Технологічні орієнтири реалізації концепції Smart Grid в електроенергетичних системах . Енергетика: економіка, технології, екологія : наук. журнал. 2014. № 1(35). С. 7–20.
  7. Попов А.П., Чугулёв А.О., Горшенков А.А., Клеванский С.М . Влияние широтио-импульсной модуляции на погрешность индукционных счетчиков электроэнергии и на потери в асинхронном двигателе . Сиб. гос. автомоб. дор. академия. Омск, 2003. 6с.
  8. Визгина, Е. И. (2011). Математическая модель высоковольтного асинхронного двигателя большой мощности. Вестник Чувашского университета, (3), 44-52.
  9. Devendra M. Jaiswal, Mohan P. Thakre, Modeling & designing of smart energy meter for smart grid applications. Global Transitions Proceedings, Vol. 3, Issue 1, 2022, P. 311-316. https://doi.org/10.1016/j.gltp.2022.03.017.

Copyright (c) 2023 Д.М. Квашук, В.Ю. Ларін, С.Ф. Філоненко, А.П. Стахова