Методы, модели и комплекс программ оценки качества электроснабжения энергоемкого оборудования в высоковольтных сетях предприятия (на примере подъемных установок горно-обогатительного комбината) тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Фальков Георгий Александрович

• Фальков Георгий Александрович
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Фальков Георгий Александрович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СРЕДСТВ ОЦЕНКИ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЭНЕРГОЕМКОГО ОБОРУДОВАНИЯ В ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ СЕТЯХ ПРЕДПРИЯТИЯ

1.1 Характеристика высоковольтных систем электроснабжения с мощными нелинейными потребителями

1.2 Анализ воздействия гармоник, несимметрии и несинусоидальности на качество электроэнергии высоковольтных сетей и работоспособность подключаемого оборудования

1.2.1 Воздействие гармонических составляющих на показатели качества электроэнергии высоковольтных сетей

1.2.2 Влияние несимметрии и несинусоидальности напряжения и тока на работоспособность оборудования

1.2.3 Методы снижения влияния высших гармонических составляющих и контроля качества электроэнергии высоковольтных сетей

1.3 Применение математических методов и специализированных программных комплексов для моделирования и оценки качества электроэнергии высоковольтных сетей

1.4 Постановка задачи диссертационного исследования

Выводы по главе

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ЭНЕРГОЕМКОГО ОБЪЕКТА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И МЕТОДИКИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

2.1 Особенности разработки методики оценки показателей качества электроэнергии и формирования рекомендаций по обеспечению качественного электроснабжения

2.2 Разработка и исследование имитационной модели объекта потребления электроэнергии

2.2.1 Построение модели системы управления электроприводом

2.2.2 Разработка и исследование имитационной модели скиповой подъемной установки

2.3 Разработка и исследование имитационной модели объекта электроснабжения скиповой подъемной установки для оценки показателей качества электроэнергии с учетом динамических режимов работы

2.4 Проверка адекватности разработанной имитационной модели объекта системы электроснабжения предприятия

2.5 Совершенствование математического метода оценки качества электроснабжения высоковольтных сетей на основе оконного преобразования

Фурье с окном Кайзера

Выводы по главе

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ ФИЛЬТРОКОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ С ВЫПОЛНЕНИЕМ СРАВНИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА ВАРИАНТОВ КОМПЕНСАЦИИ (НА ПРИМЕРЕ СКИПОВОЙ ПОДЪЕМНОЙ УСТАНОВКИ ГОРНООБОГАТИТЕЛЬНОГО КОМБИНАТА)

3.1 Разработка и исследование имитационной модели пассивного фильтрокомпенсирующего устройства

3.1.1 Расчет и выбор параметров пассивного фильтрокомпенсирующего устройства

3.1.2 Разработка и исследование модели пассивного фильтрокомпенсирующего устройства, численное моделирование его работы

3.2 Разработка и исследование имитационной модели активного фильтрокомпенсирующего устройства

3.2.1 Расчет и выбор конфигурации активного фильтрокомпенсирующего устройства

3.2.2 Выбор системы управления активного фильтрокомпенсирующего устройства

3.2.3 Разработка и исследование модели активного фильтрокомпенсирующего

устройства, численное моделирование его работы

Выводы по главе

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ПРОТОТИПА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ФОРМИРОВАНИЯ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ КАЧЕСТВЕННОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

4.1 Архитектура прототипа программного комплекса и выбор среды разработки

4.2 Модуль оценки и расчета несинусоидальности в электрических сетях с помощью модифицированного оконного преобразования Фурье

4.3 Модуль выбора конфигурации фильтрокомпенсирующего устройства

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А (информационное) Фрагмент расчета в среде MathCAD

электропривода, реализующий принцип подчиненного регулирования

Приложение Б (информационное) Программа измерения электрических параметров электроэнергии на входе системы электроснабжения горнообогатительного комбината

Приложение В (информационное) Свидетельства о государственной регистрации

программ для ЭВМ

Приложение Г (информационное) Патент на полезную модель

Приложение Д (информационное) Фрагмент листинга программной

реализации

Приложение Е (информационное) Акты внедрения результатов диссертаций

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы, модели и комплекс программ оценки качества электроснабжения энергоемкого оборудования в высоковольтных сетях предприятия (на примере подъемных установок горно-обогатительного комбината)»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности.

Высоковольтные электросети крупных предприятий (горно-обогатительных, металлургических, машиностроительных и других) характеризуются наличием мощных электроприемников, являющихся источниками высших гармонических составляющих тока и напряжения, что сказывается на качестве электроэнергии внутри сети предприятия.

В Российской Федерации основными нормативными документами, определяющими показатели и нормы качества электроэнергии, являются межгосударственный стандарт ГОСТ 32144-2013 и национальный стандарт ГОСТ Р 54130-2010. К наиболее значимым показателям качества электроэнергии для электроснабжения производства относятся несинусоидальность напряжения и тока. Несоответствие этих показателей допустимым значениям может вызвать существенные негативные последствия. Если не предпринимать действий для уменьшения высших гармоник в электрических сетях, качество электроэнергии будет снижаться, что зачастую приводит к поломке дорогостоящего электрооборудования.

При решении задач, связанных с совершенствованием системы электроснабжения энергоемких объектов предприятия, наряду с техническими решениями большое внимание уделяется математическим методам оценки качества электроэнергии.

Значительный вклад в разработку технических решений повышения качества электроэнергии внесли отечественные и зарубежные исследователи: Б.Н. Абрамович, В.Н. Тульский, В.П. Довгун, Г.Я. Вагин, Д.Э. Егоров, И.И. Карташев, Л.А. Плащанский, Л.И. Коверникова, М. Ю. Решетняк, С. Н. Решетняк, Я.Э. Шклярский, H. Akagi, J.C. Das, P. Salmeron, S.K. Sul и другие.

Математическим методам оценки качества электроэнергии посвящены работы отечественных и зарубежных исследователей: К.Р. Аллаева, Р.Ш. Бедретдинова, Д.С. Герасименко, С.С. Грицутенко, А.В. Иванова, Н. В. Коровкина, Е.Н. Сосниной, И.Х. Холиддинова, М.М.К. Холиддиновой, M. Bajaj, M. Berhanu, T. Chen, M.S. Priyadarshini, L. Prokop, H. Qian, S. Santoso, R. Zhao и других.

Для оценки качества электроэнергии с целью устранения негативных явлений можно выделить методы, в основе которых лежат графоаналитические подходы, решения нелинейных систем (алгебраических и дифференциальных), Фурье-анализ и его различные модификации (быстрое преобразование, оконное преобразование Фурье) и т.д.

Предложенные ранее указанными исследователями технические решения, математические методы и модели легли в основу создания инструментов для повышения качества электроэнергии энергоемких потребителей. Однако анализ литературных источников показал, что предложенные авторами решения дают хорошие результаты при оценки стационарных режимов работы, но, учитывая наличие мощных электроприемников, в которых преобладают переходные процессы, качество расчетов для таких сетей зачастую оказывается неудовлетворительным.

В связи с этим проблема совершенствования инструментов обеспечения качественного электроснабжения энергоемких потребителей для высоковольтных сетей предприятия является актуальной.

В представленной работе в качестве примера энергоемкого потребителя рассматривается скиповая подъемная установка горно-обогатительного комбината.

Объектом исследования являются математические и программно-технические средства системы обеспечения качественного электроснабжения энергоемкого оборудования в высоковольтных сетях предприятия.

Предметом исследования являются методы, модели и программно -технические средства оценки и обеспечения допустимых значений показателей качества электроэнергии в высоковольтных сетях предприятия.

Цель работы - совершенствование математических методов и разработка на их основе прототипа программного комплекса оценки и предложений по компенсации негативных влияний высших гармоник тока и напряжения в высоковольтных сетях электроснабжения энергоемких потребителей.

Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Анализ средств оценки и обеспечения качества электроснабжения энергоемкого оборудования в высоковольтных сетях предприятия.

2. Разработка методики оценки показателей качества электроэнергии и формирования рекомендаций по обеспечению качественного электроснабжения с учетом динамических режимов работы энергоемкого оборудования.

3. Разработка и исследование имитационной модели энергоемкого объекта системы электроснабжения на примере скиповой подъемной установки горно-обогатительного комбината, проведение численного эксперимента и сравнительного анализа его результатов с результатами фактических измерений.

4. Разработка и исследование модели фильтрокомпенсирующих устройств для устранения негативных влияний высших гармоник тока и напряжения на объекты электросети предприятия, проведение численного имитационного моделирования и выполнение сравнительного анализа вариантов компенсации (на примере скиповой подъемной установки горно-обогатительного комбината).

5. Разработка алгоритмов и создание прототипа программного комплекса оценки качества электроэнергии и формирования рекомендаций по обеспечению качественного электроснабжения. Реализация примера повышения качества электроэнергии в соответствии с предложенной методикой для Яковлевского горно-обогатительного комбината.

Методология и методы исследования. В работе использовались методы математического и имитационного моделирования, численные методы, методы линейной алгебры и нечеткой логики, теории автоматического управления. Для проведения численных расчетов и создания прототипа программного комплекса использовался пакет прикладных программ Matlab и MathCAD.

Научную новизну работы составляют:

1. Методика оценки показателей качества электроэнергии и формирования рекомендаций по обеспечению качественного электроснабжения энергоемкого оборудования высоковольтной сети предприятия, в основе которой лежит построение имитационной модели энергоемкого электропотребителя и возможность анализа объекта электроснабжения в различных режимах работы, включающая в себя эффективные численные методы и алгоритмы для проведения вычислительного эксперимента.

2. Имитационная модель скиповой подъемной установки горно-обогатительного комбината, отличительной особенностью которой является учет динамических режимов работы с возможностью анализа не только установившихся, но и переходных процессов влияния на параметры сети электроснабжения.

3. Имитационная модель фильтрокомпенсирующего устройства и реализующие ее численные алгоритмы, отличительной особенностью которых является учет динамических процессов при подборе технических параметров фильтра для системы электроснабжения энергоемких потребителей.

Теоретическая значимость исследования обусловлена обоснованием создания инструмента, включающего в себя методику, имитационные модели оборудования и фильтрокомпенсирующих устройств, схемы их построения, алгоритмы оценки качества электроэнергии и предложения по компенсации негативных влияний высших гармоник тока и напряжения в высоковольтных сетях электроснабжения энергоемких потребителей.

Практическая значимость исследования определяется возможностью использования построения программных систем оценки и формирования рекомендаций по повышению качества электроэнергии в высоковольтных сетях предприятия, за счет устранения влияния высших гармонических составляющих, обеспечения допустимого уровня показателей несинусоидальности, а также расчета и выбора параметров фильтрокомпенсирующих устройств для энергоемкого оборудования.

Результаты внедрения. Для скиповой подъемной установки горно-обогатительного комбината (ООО «Яковлевский ГОК») в соответствии с предложенной методикой и с использованием разработанного прототипа программного комплекса выполнены работы по оценке качества электроэнергии и подборе конфигурации активного фильтрокомпенсирующего устройства, обеспечивающие допустимые параметры системы электроснабжения предприятия.

Разработанные в рамках исследования методика, модели и прототип программного комплекса оценки качества электроснабжения высоковольтных сетей используются в учебном процессе БГТУ им. В.Г. Шухова при подготовке:

- кадров высшей квалификации при изучении дисциплины «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ» (направления подготовки 1.2.2), «Общая теория систем, математическое и компьютерное моделирование» (направления подготовки 2.3.3);

- магистров при изучении дисциплины «Методы исследования и моделирования систем и процессов» (направления подготовки 09.04.02), «Методы расчета и программные комплексы анализа режимов электроэнергетических систем» (направления подготовки 13.04.02).

Положения, выносимые на защиту:

- методика оценки показателей качества электроэнергии и формирования рекомендаций по обеспечению качественного электроснабжения высоковольтных сетей предприятий;

- имитационная модель энергоемкого объекта электроснабжения, ее структура и алгоритмическая реализация (на примере скиповой подъемной установки горно-обогатительного комбината);

- результаты проведенных экспериментальных измерений, подтверждающие адекватность имитационной модели и применимость данной методики;

- имитационные модели пассивного и активного фильтрокомпенсирующих устройств, их структура и алгоритмическая реализация;

- прототип программного комплекса оценки качества электроэнергии и формирования рекомендаций по обеспечению качественного электроснабжения энергоемкого оборудования предприятия.

Достоверность научных положений и полученных результатов подтверждается согласованностью результатов экспериментов и моделирования; полнотой анализа предметной области; корректностью использования математических методов; отсутствием противоречий с данными, полученными ранее в исследованиях другими авторами по данной тематике; непротиворечивостью публикациям автора в рецензируемых изданиях; положительными результатами внедрения.

Апробация работы. Результаты диссертационного исследования обсуждались на научно-технических, научно-практических конференциях, основными из них являются: 12-я Международная молодежная научная конференция «Молодежь и XXI век - 2022» (г. Курск, 2022); 2-я Международная научно-техническая конференция «Электроэнергетика сегодня и завтра» (г. Курск, 2023); XVI международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и научно-технический прогресс» (г. Губкин, 2023); XV Международный молодежный форум «Образование. Наука. Производство» (г. Белгород, 2023); Международная научно-практическая конференция «Наукоемкие технологии и инновации» (XXV научные чтения) (г. Белгород, 2023); XVII международная научно-практическая конференция

студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и научно-технический прогресс» (г. Губкин, 2024); четвертая международная научно-практическая конференция «Инженерно-техническое образование и наука» (г. Новороссийск, 2024); Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова (г. Белгород, 2024); Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова (г. Белгород, 2025).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 научных работ, в том числе 4 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК (две из которых имеют категорию К1 и К2), 2 свидетельства регистрации программы для ЭВМ, 1 патент на полезную модель, 13 публикаций в других журналах и сборниках трудов международных научных конференций.

Связь с научными и инновационными программами. Результаты диссертационного исследования использовались при выполнении следующих проектов:

1. № А-3/22 «Математическое моделирование и исследование процессов несинусоидальности в рудничных высоковольтных сетях», включенный в проект в рамках мероприятий Программы развития БГТУ им. В.Г. Шухова на 2021-2030 гг. «Приоритет 2030».

2. Б7'^Ы-2025-0002 «Интеллектуальные информационно-измерительные системы в социальном и техническом управлении».

Область исследования. Содержание диссертации соответствует паспорту специальности 1.2.2. Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ по следующим областям исследований:

п. 3. Реализация эффективных численных методов и алгоритмов в виде комплексов проблемно-ориентированных программ для проведения вычислительного эксперимента.

п. 6. Разработка систем компьютерного и имитационного моделирования, алгоритмов и методов имитационного моделирования на основе анализа математических моделей (технические науки).

п. 9. Постановка и проведение численных экспериментов, статистический анализ их результатов, в том числе с применением современных компьютерных технологий (технические науки).

Личный вклад соискателя. Все изложенные в диссертации результаты исследования получены либо соискателем лично, либо при его непосредственном участии.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 146 страниц, в том числе 74 рисунка, 13 таблиц, список литературы включает 155 наименований.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СРЕДСТВ ОЦЕНКИ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЭНЕРГОЕМКОГО ОБОРУДОВАНИЯ В ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ СЕТЯХ ПРЕДПРИЯТИЯ

1.1 Характеристика высоковольтных систем электроснабжения с мощными нелинейными потребителями

Высоковольтные сети крупных предприятий сталкиваются с серьезной проблемой - нелинейными нагрузками, вызванными работой мощных электроприемников. Для промышленных объектов это создает комплекс рисков (Рисунок 1.1). Рассмотрим данную проблему на примере подъемных установок горно-обогатительного комбината. Подобные системы базируются на тиристорных преобразователях, которые являются источником генерации высших гармоник, что оказывает непосредственное воздействие на электроэнергию [3, 9, 10, 16, 17, 66, 80-83, 114, 136, 148, 155].

Последствия влияния нелинейных потребителей на электроэнергию

Непредвиденные аварии. Возрастает риск срабатывания защитных автоматов, перегорания предохранителей, внеплановых отключений Выход из строя электроники. Полупроводниковые элементы и микропроцессорные устройства выходят из строя под воздействием гармоник

Рост потерь энергии. Общие потери мощности в сети возрастают, снижая эффективность производства Помехи в системах связи. Радиооборудование и электронные устройства работают с перебоями

Ограничения на подключение. Новое оборудование невозможно ввести в эксплуатацию из-за превышения допустимой нагрузки Перегрев оборудования. Изоляция кабелей и трансформаторов быстрее изнашивается из-за повышенных температур

Финансовые санкции. Энергоснабжающие компании штрафуют предприятия за негативное влияние на общую сеть Увеличение затрат. Требуется установка устройств с завышенными техническими параметрами, что повышает стоимость обслуживания

Рисунок 1.1 - Последствия влияния высших гармоник на электроэнергию

На рисунке 1.2 представлен фрагмент мощных высоковольтных электроприемников Яковлевского ГОК.

Рисунок 1.2 - Фрагмент мощных высоковольтных электроприемников

Яковлевского ГОК

Параметры электроприемников Яковлевского ГОК представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Параметры электроприемников Яковлевского ГОК

Наименование Подъемная установка

скиповая клетевая

Воздушная линия АС-185

Силовой трансформатор ТРДН25000/110

Кабельная линия ААБлГ-6,3х150

Согласующий трансформатор ТСЗП-4000/10 У3 ТДТП-8000/10 У2

Тиристорный УКТЭШ-6300/1050-211-500УХЛ4 УКТЭШ-6300/930-211-

преобразователь 500УХЛ4

Двигатель П2Ш-800-256-7К УХЛ4 П2-25/105-3,55УХЛ4

Тиристорный возбудитель ЭКТ 500/440-95 УХЛ4

Анализируя данные таблицы, можно увидеть, что на горно-обогатительном предприятии присутствует достаточно большое количество энергоемких потребителей в составе скиповой и клетевой подъемных установок [33].

Скиповая подъемная установка работает в повторно-кратковременном режиме работы согласно заданной тахограмме движения, предусматривающей резкие ускорения и торможения, в отличие от клетевой установки, функционирующей в более плавном и стабильном режиме. На этих участках максимальны искажения напряжения и тока, что приводит к усилению высших гармоник на систему электроснабжения и ухудшению качества электроэнергии [34, 38, 54].

Данная проблема возможна также при работе клетевой подъемной установки, но ввиду наибольшей нагрузки и интенсивности динамических нагрузок скиповая подъемная установка представляет наибольший интерес и рассматривается в представленной работе [28, 91].

1.2 Анализ воздействия гармоник, несимметрии и несинусоидальности на качество электроэнергии высоковольтных сетей и работоспособность

подключаемого оборудования

1.2.1 Воздействие гармонических составляющих на показатели качества электроэнергии высоковольтных сетей

В России требования к качеству электроэнергии регулирует ГОСТ 32144-2013, где ключевым параметром является несинусоидальность напряжения. Дополнительно ГОСТ Р 54130-2010 устанавливает допустимый уровень искажения формы токов. Также для российских промышленных предприятий ключевым документом, регулирующим требования к качеству электроэнергии, является ГОСТ Р 51317.2.4-2000. В Европе и США действуют аналогичные стандарты - EN 50160:2010 и IEEE 519:2014. Превышение нормативов по гармоникам ведет к нарушениям в работе оборудования и повышает аварийность [51-53].

Суть понятия «качество электроэнергии» заключается в определении соответствия параметров сети к требованиям, предъявляемым к промышленным потребителям. Качество электроэнергии напрямую связано с электромагнитной совместимостью - способностью оборудования функционировать без взаимных помех в общей сети [46, 77, 78].

Качество электроэнергии определяется совокупностью параметров, которые обеспечивают безопасную и стабильную работу электрических сетей для потребителей, промышленных предприятий и энергоснабжающих организаций. Эти показатели дают количественную оценку электромагнитной обстановки на всех этапах - от выработки энергии до ее потребления. Важно отметить, что параметры качества не остаются неизменными. Они меняются под влиянием

внешних и внутренних факторов, таких как климатические условия работы оборудования, колебания нагрузки в сети, аварийные ситуации.

Основные показатели качества, связанные с гармоническими искажениями [51-53]:

• суммарный коэффициент гармонических составляющих напряжения (1.1):

¡и2 + и2 + ••• + и2 -3--40 • 100%, (1.1)

и-1

где и - действующее значение напряжения основной частоты, В;

и2 - и40 действующие значение гармонических составляющих напряжения до сорокового порядка, В.

Коэффициент п-ой гармонической составляющей напряжения - определяется как отношение действующего значения напряжения конкретной гармоники к напряжению основной частоты (1.2):

Ки(П)=^^00%, а.2)

Допускается использование номинального напряжения сети ином вместо и1 при расчетах.

• Суммарный коэффициент гармонических составляющих тока (1.3) вычисляется аналогично Ки, но для токовых характеристик:

//2 + ¡2 + • + ¡2

^ = -з -40 • юо%. (1.3)

'1

Несимметрия трехфазной системы напряжений возникает из-за неравномерного распределения нагрузки между фазами или дефектов элементов сети. Например, в системах с тиристорными преобразователями несимметрия может быть вызвана разбросом параметров тиристоров в группах или их несинхронной работой.

Провалы напряжения чаще всего связаны с авариями в сети, неисправностями оборудования или подключением мощных потребителей.

При ухудшении показателей качества электроэнергии возможны следующие нарушения:

• увеличение брака продукции;

• сокращение срока службы электрооборудования;

• повышение риска аварийных ситуаций.

1.2.2 Влияние несимметрии и несинусоидальности напряжения и тока на работоспособность оборудования

При искажении синусоидальности токов и напряжений возникают высшие гармоники, что приводит к следующим последствиям [73, 74, 102, 107, 133]:

1. Дополнительным потерям мощности в электрооборудовании. При наличии высших гармоник в токах и напряжениях, оборудование, особенно трансформаторы, двигатели, кабели, испытывает дополнительные потери мощности.

Влияние на трансформаторы:

• повышение потери мощности в магнитопроводе из-за гистерезиса и вихревых токов;

• локальные перегревы трансформаторного бака.

Влияние на кабели:

• уменьшение срока службы;

• увеличение аварий в кабельных сетях;

• увеличение числа ремонтов в кабельных сетях;

• увеличение затрат на эксплуатацию.

Влияние на электрические машины:

• снижение качества работы высокочастотной связи и систем автоматики;

• срабатывание некоторых релейных защит.

2. Ускорению старения изоляции электрооборудования. Старение изоляции обусловлено воздействием повышенного нагрева в элементах энергосистемы, появлением и протеканием в изоляции процессов ионизации, что и создает данный эффект при высоких частотах электрического поля. Следует учитывать, что процессами ионизации можно пренебречь, так как на данные процессы высшие гармоники влияют только при значительных искажениях форм кривых напряжений.

3. Нарушение технологического процесса. Искажения формы синусоидальных токов и напряжений приводят к снижению срока службы электрооборудования.

Несимметрия напряжений - это отклонение параметров переменного тока трехфазной системы электроснабжения, при которой амплитуды фазных токов (или напряжений) и/или углы между ними становятся различными.

Основные причины несимметрии:

• аварийные ситуации (обрыв проводов, короткие замыкания, замыкания на землю);

• неисправность оборудования;

• неравномерное распределение параметров в трехфазной системе.

Несимметрия ухудшает эффективность оборудования, что приводит к

увеличению эксплуатационных расходов.

1.2.3 Методы снижения влияния высших гармонических составляющих и контроля качества электроэнергии высоковольтных сетей

Для снижения негативного влияния высших гармонических составляющих в токах и напряжениях на основе изученных источников применяется комплекс мероприятий [26, 30-32, 36, 39, 44, 45, 50, 55-58, 67-69, 109, 125, 129]. Рассмотрим ключевые направления:

1. Организационные меры:

• Совершенствование эксплуатационного обслуживания сетей. Регулярный контроль состояния оборудования, профилактика перегрузок и своевременное устранение неполадок снижают риски накопления гармонических искажений.

• Оптимизация схем сетей. Балансировка нагрузки.

• Корректировка режимов работы. Исключение пиковых нагрузок, настройка графика потребления энергии и использование резервных линий минимизируют возникновение несинусоидальности.

2. Технические мероприятия:

• Реконструкция сетей. Замена устаревших линий, трансформаторов и распределительных устройств на современное оборудование с повышенной устойчивостью к гармоникам.

• Модернизация систем электроснабжения. Внедрение интеллектуальных систем управления, автоматических регуляторов напряжения и частотных преобразователей.

• Установка дополнительного оборудования. Ввод в эксплуатацию устройств компенсации реактивной мощности и фильтрующих установок.

3. Совершенствование систем учета электроэнергии:

• Повышение точности данных для расчетов. Использование современных программных комплексов и цифровых датчиков позволяет точнее

прогнозировать влияние высших гармонических составляющих и выбирать оптимальные методы компенсации.

• Оптимизация алгоритмов анализа. Внедрение моделей машинного обучения и нейросетей ускоряет обработку данных и повышает эффективность решений.

• Модернизация систем технического учета. Установка счетчиков с функцией анализа гармоник и интеграция их в единую систему мониторинга.

4. Технические средства компенсации:

• Пассивные фильтрокомпенсирующие устройства, такие как LC-фильтры, используются для фильтрации конкретных гармоник (имеют фиксированные параметры и используются для компенсации гармоник на конкретных частотах).

• Активные фильтрокомпенсирующие устройства способны адаптироваться к изменениям в сети и эффективно компенсировать гармоники на разных частотах. Применяются для снижения уровня гармоник в реальном времени, особенно в условиях переменных нагрузок.

• Гибридные фильтры гармоник - комбинация пассивных и активных фильтрокомпенсирующих устройств.

Компенсация высших гармоник требует системного подхода. Организационные меры создают основу для стабильной работы сетей, техническая модернизация устраняет источники искажений, а современные фильтры нейтрализуют остаточные помехи. Регулярный анализ данных и обновление учетных систем позволяют адаптировать стратегию к изменяющимся условиям эксплуатации.

Существующие методы контроля показателей качества электроэнергии могут быть классифицированы на контроли - несинусоидальности, частоты, амплитуды, несимметрии (Рисунок 1.3). Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки, поэтому выбор конкретного метода зависит от целей исследования и доступных данных.

Контроль несинусоидальности при оценке показателей качества электроэнергии можно подразделить на:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Фальков Георгий Александрович, 2026 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. A.E. Kharinov, A.N. Serov «Modification of the method based on the use of spectral analysis to measure the frequency of the electrical network». In the collection: Measurement, control, informatization. Materials of the XLVI International Scientific and Technical Conference. Edited by L.I. Suchkova. Barnaul, 2023. - P. 19-24.

2. Akagi H. Active harmonic filters // Proceedings of the IEEE. - 2005. -Vol. 93. - No. 12. - P. 2128-2141.

3. Averbukh M. A., Prasol D. A. Influence of high-power nonlinear consumers on electric energy losses in mining high-voltage power line // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - IOP Publishing, 2018. - Vol. 327. - No. 5. -P. 052028.

4. Das J. C. Passive filters-potentialities and limitations // IEEE transactions on industry applications. - 2004. - Vol. 40. - No. 1. - P. 232-241.

5. Dovgun V. et al. Passive harmonic filters for high voltage transmission systems // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - IOP Publishing, 2019. - Vol. 643. - No. 1. - P. 012052.

6. Gamit B. R., Vyas S. R. Harmonic elimination in three phase system by means of hybrid active filter // International Research Journal of Engineering and Technology. - 2018. - Vol. 5. - No. 4. - P. 313-322.

7. Giner-Sanz J. J., Ortega E. M., Perez-Herranz V. Total harmonic distortion based method for linearity assessment in electrochemical systems in the context of EIS // Electrochimica Acta. - 2015. - Vol. 186. - P. 598-612.

8. Hooshmand R. A., Esfahani M. T. A new combined method in active filter design for power quality improvement in power systems //ISA transactions. - 2011. -Vol. 50. - No. 2. - P. 150-158.

9. McLorn G. et al. Load and harmonic distortion characterization of modern low-energy lighting under applied voltage variation // Electric Power Systems Research. - 2019. - Vol. 169. - P. 124-138.

10. Muleta N., Badar A.Q.H. Study of energy management system and IOT integration in Smart Grid // 1 st International Conference on Power Electronics and Energy (ICPEE). - Bhubaneswar. - 2021. - P. 1-5.

11. Perception of power quality disturbances using Fourier, Short-Time Fourier, continuous and discrete wavelet transforms / M. S. Priyadarshini, M. Bajaj, L. Prokop, M. Berhanu // Scientific Reports. - 2024. - Vol. 14, No. 1. - P. 3443.

12. Phipps J. K. A transfer function approach to harmonic filter design // IEEE industry applications magazine. - 1997. - Vol. 3. - No. 2. - P. 68-82.

13. Qian H., Zhao R., Chen T. Interharmonics analysis based on interpolating windowed FFT algorithm // IEEE Transactions on Power Delivery. - 2007. - Vol. 22. -No. 2. - P. 1064-1069.

14. Salmeron P., Litran S. P. Improvement of the electric power quality using series active and shunt passive filters // IEEE transactions on power delivery. - 2009. -Vol. 25. - No. 2. - P. 1058-1067.

15. Santoso S. et al. Characterization of distribution power quality events with Fourier and wavelet transforms // IEEE Transactions on Power Delivery. - 2002. -Vol. 15. - No. 1. - P. 247-254.

16. Semenov A. S. Development of monitoring system for measuring the quality of electrical energy on the mining industry // Applied and Fundamental Studies. - 2012. - P. 301-304.

17. Semenov A. S., Kuznetsov N. M. An analysis of the results of monitoring the quality of electric power in an underground mine //Measurement Techniques. - 2014. - Vol. 57. - No. 4. - P. 417-420.

18. Significance of Harmonic Filters by Computation of Short-Time Fourier Transform-Based Time-Frequency Representation of Supply Voltage / M. S. Priyadarshini, D. Krishna, K. V. Kumar [et al.] // Energies. - 2023. - Vol. 16, No. 5. - P. 2194.

19. Son Y. C., Sul S. K. Generalization of active filters for EMI reduction and harmonics compensation // IEEE Transactions on Industry applications. - 2006. -Vol. 42. - No. 2. - P. 545-551.

20. Sreeraj E. S. et al. An active harmonic filter based on one-cycle control // IEEE Transactions on Industrial Electronics. - 2013. - Vol. 61. - No. 8. -P. 3799-3809.

21. Taranenko, O. I. Application of Fourier series in electrical engineering / O. I. Taranenko, V. V. Rets // Technical and Natural Sciences, 27 октября 2020 года, 2020. - P. 54-57.

22. Taranenko, O. I. Practical application of Fourier series in the contemporary electrical engineering field / O. I. Taranenko, A. V. Komarov, I. E. Vasilev // Technical and Natural Sciences: themed collection of papers from International scientific conference: сборник избранных статей по материалам Международной научной конференции, Санкт-Петербург, 26 декабря 2020 года. - Санкт-Петербург: Частное научно-образовательное учреждение дополнительного профессионального образования Гуманитарный национальный исследовательский институт «НАЦРАЗВИТИЕ», 2020. - P. 69-72.

23. Tauladan, I. S. Penerapan Sensor PZEM-004T Untuk Monitoring Tegangan Fluktuasi 1 Fasa dengan Menggunakan Metode Fast Fourier Transform (FFT) / I. S. Tauladan, Hendri Novia Syamsir, Arif Gunawan // Jurnal Elektro dan Mesin Terapan. - 2024. - Vol. 10, No. 2. - P. 105-113.

24. Total harmonic distortion reduction based energy harvesting using grid-based three phase system and integral-derivative / M. Kamal, A. Bostani, Ju. L. Webber [et al.] // Computers & Electrical Engineering. - 2023. - Vol. 109. - P. 108744.

25. Wang Y. et al. A comprehensive investigation on the selection of high-pass harmonic filters // IEEE Transactions on Power Delivery. - 2022. - Vol. 37. - No. 5. -P. 4212-4226.

26. Абрамович, Б. Н. Повышение качества электрической энергии с помощью параллельного активного фильтра в системах электроснабжения

промышленных предприятий / Б. Н. Абрамович, Ю. А. Сычев // Электричество. -2012. - № 3. - С. 7a-11.

27. Авербух, М. А. Особенности имитационного моделирования электропривода по системе тиристорный преобразователь-двигатель / М. А. Авербух, Г. А. Фальков // Наукоемкие технологии и инновации (XXIII Научные чтения): Сборник докладов Международной научно-практической конференции, посвященной 65-летию БГТУ им. В.Г. Шухова, Белгород, 29 апреля 2019 года. Том 10. - Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2019. - С. 12-16.

28. Авербух, М. А. Экспериментальная оценка параметров режимов в высоковольтных рудничных сетях с мощными нелинейными электроприемниками / М. А. Авербух, Д. А. Прасол, С. В. Хворостенко // Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2017. - Т. 21, № 2(121). - С. 75-84.

29. Алгоритмы управления активными фильтрами гармоник в составе электроприводов переменного тока / С. М. Дмитриев, А. С. Плехов, В. Г. Титов [и др.] // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. - 2012. - № 2(95). - С. 206-214.

30. Алексеев Б. А. Активные фильтры высших гармоник // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. - 2007. - No. 3. - С. 28-32.

31. Антонов, А. И. Применение активных и пассивных фильтрокомпенсирующих устройств для снижения негативных воздействий гармонических искажений / А. И. Антонов, Д. Ю. Руди // Вестник Югорского государственного университета. - 2024. - Т. 20, № 1. - С. 118-125.

32. Атаманов, М. Н. Расчет параметров и анализ работы пассивного фильтра гармоник / М. Н. Атаманов, Н. М. Дрей, А. Г. Зиганшин, Г. М. Михеев // Вестник Чувашского университета. - 2020. - № 1. - С. 17-25.

33. Безбожнов, О. Н. Интеллектуальные сети энергоснабжения: мониторинг качества электроэнергии / О. Н. Безбожнов, Д. И. Чадаев // НБИ технологии. - 2022. - Т. 16, № 2. - С. 5-10.

34. Бережной Я. А. Исследование гармонических искажений в системе электроснабжения жилого комплекса // Молодежь и наука: актуальные проблемы фундаментальных и прикладных исследований. - 2023. - С. 284-286.

35. Билоус, О. А. Математическое моделирование влияния работы непосредственного преобразователя частоты на сеть электроснабжения / О. А. Билоус, Э. Б. Сагизов // Вестник ПНИПУ. Электротехника, информационные технологии, системы управления. - 2013. - №8. - С. 106-113.

36. Боярская, Н. П. Адаптивная система формирования управляющих сигналов для активных фильтров гармоник / Н. П. Боярская, А. М. Дербенев, В. П. Довгун В П // Ползуновский вестник. - 2011. - № 2-1. - С. 25-29.

37. Брусин, Е. А. Оконные функции в задачах оценивания параметров сигналов с прямым расширением спектра / Е. А. Брусин // Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании (АПИНО 2023) : Сборник научных статей XII Международной научно-технической и научно-методической конференции: в 4 т. - Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, 2023. - С. 569-573.

38. Вагин, Г. Я. Качество электроэнергии. Анализ причин больших ущербов от низкого качества и рекомендации по их снижению / Г. Я. Вагин, А. Л. Куликов, А. А. Севостьянов // Энергобезопасность и энергосбережение. - 2023. -№ 2. - С. 81-87.

39. Вагин, Г.Я. К вопросу о нормировании несинусоидальности напряжения и ущерба от высших гармоник / Г.Я. Вагин, С.Н. Юртаев // Промышленная энергетика. - 2017. - № 1. - С. 43-47.

40. Васеева, Т. В. Алгоритм нахождения оптимальной несмещенной оценки амплитуды гармоники на основе метода корреляционных функций / Т. В. Васеева, Е. А. Альтман // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2022. - № 1(85). - С. 168-176.

41. Васеева, Т. В. Определение минимальной дисперсии результатов методов оценки параметров гармоник спектра сигнала / Т. В. Васеева // Системы

управления, информационные технологии и математическое моделирование: Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. В 2-х томах, Омск, 19 мая 2022 года / Отв. редактор В.Н. Задорожный. Том I. - Омск: Омский государственный технический университет, 2022. - С. 92-98.

42. Винокурова, Т. Ю. Математическая модель для оценки минимального уровня высших гармоник в токе однофазного замыкания на землю в компенсированных сетях 6-10 кВ / Т. Ю. Винокурова, Е. С. Шагурина, В. А. Шуин // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. - 2013. -№ 6. - С. 35-41.

43. Вишнягов М.Г., Рублева Е.С., Руди Д.Ю. Влияния качества электроэнергии в энергосистеме и их снижение с помощью устройств силовой электроники // Теоретические знания-в практические дела. - 2020. - С. 62-67.

44. Вынгра, А. В. Алгоритмы и программные решения для оценки уровня интергармонических составляющих напряжения и тока / А. В. Вынгра // Вестник Керченского государственного морского технологического университета. Серия: Морские технологии. - 2024. - № 1. - С. 6-15.

45. Вынгра, А. В. Модели устройств повышения качества электроэнергии на основе нейронных сетей / А. В. Вынгра, С. Г. Черный // Робототехника и техническая кибернетика. - 2024. - Т. 12, № 4. - С. 253-260.

46. Вышарь, И. В. Современные технологии повышения качества электрической энергии / И. В. Вышарь, В. А. Петухов, И. В. Белицын // Актуальные научные исследования: Сборник статей XXIV Международной научно-практической конференции, Пенза, 25 января 2025 года. - Пенза: МЦНС «Наука и Просвещение» (ИП Гуляев Г.Ю.), 2025. - С. 35-37.

47. Гасанов, М. И. Ряды Фурье и их практическое применение в электротехнике / М. И. Гасанов, Л. А. Григорян // Актуальные тренды и перспективы развития науки, техники, технологий: Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции, Белгород, 30

января 2019 года / Под общей редакцией Е.П. Ткачевой. - Белгород: Общество с ограниченной ответственностью «Агентство перспективных научных исследований», 2019. - С. 6-9.

48. Гасиев, А. И. Регуляторы нечеткой логики в управлении техническими системами / А. И. Гасиев // Новая наука: от идеи к результату. - 2025. - № 1. -С. 124-132.

49. Герасименко, Д. С. Моделирование диаграмм состояний при помощи спектрального дифференцирования на узлах Чебышева / Д. С. Герасименко // Южно-Сибирский научный вестник. - 2020. - № 2(30). - С. 41-47.

50. Гибридные широкополосные фильтры для систем регулируемого электропривода / В.П. Довгун, Д.Э. Егоров, Н.П. Боярская, Е.В. Блинов // Электричество. - 2024. - № 7. - С. 67-80.

51. ГОСТ 32144-2013 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. - М.: Стандартинформ. - 2013. - 16 с.

52. ГОСТ Р 51317.2.4-2000. Совместимость технических средств электромагнитная. Электромагнитная обстановка. Уровни электромагнитной совместимости для низкочастотных кондуктивных помех в системах электроснабжения промышленных предприятий. Введ. 2002-01-01. - М.: ИПК Издательство стандартов. - 2001. - 19 с.

53. ГОСТ Р 54130-2010. Качество электрической энергии. Термины и определения. Введ. 2010-11-21. - М.: Стандартинформ. - 2012. - 96 с.

54. Громков, А. С. Влияние качества электроэнергии на работу электроприемников и способы повышения показателей качества электроэнергии / А. С. Громков // Экономика и социум. - 2020. - № 4(71). - С. 253-256.

55. Денисов, В. С. Развитие методов цифровой обработки сигналов с ВРМ / В. С. Денисов, Ю. А. Роговский // Сибирский физический журнал. - 2024. - Т. 19, № 2. - С. 23-32.

56. Довгун, В. П. Адаптивные алгоритмы управления характеристиками активных фильтрокомпенсир ующих устройств / В. П. Довгунв, С. А. Темербаев // Электричество. - 2012. - № 11. - С. 32-38.

57. Довгун, В. П. Параметрический синтез пассивных фильтрокомпенсирующих устройств / В. П. Довгун, Д. Э. Егоров, Е. С. Шевченко // Электротехника. - 2016. - № 1. - С. 31-37.

58. Довгун, В. П. Влияние гармонического состава токов и напряжений на эффективность энергосбережения / В. П. Довгун, Н. П. Боярская // Вестник КрасГАУ. - 2010. - № 4(43). - С. 130-134.

59. Документация Matlab [Электронный ресурс]. URL: https://docs.exponenta.ru/ (Дата обращения: 03.02.2024).

60. Долингер С. Ю. и др. Оценка дополнительных потерь мощности от снижения качества электрической энергии в элементах систем электроснабжения //Омский научный вестник. - 2013. - No. 2 (120). - С. 178-183.

61. Дымшаков, А. В. Современные методы и алгоритмы систем автоматизации в энергетике / А. В. Дымшаков, И. З. Хусяинов, Б. В. Кузнецов // Энергетик. - 2017. - № 11. - С. 54-55.

62. Дьяконов В.П. MATLAB. Полный самоучитель. - М.: ДМК Пресс, 2022. - 768 с.

63. Елизаров, Д. А. Анализ методов оценки гармонических составляющих напряжения в электроэнергетических системах / Д. А. Елизаров // Омский научный вестник. - 2016. - № 2 (146). - С. 62-65.

64. Елисеева, В. В. Применение преобразования Фурье к задачам электроэнергетики / В. В. Елисеева, Т. В. Картузова, И. В. Чернышев // Математические модели и их приложения : сборник научных трудов. Том Выпуск 12. - Чебоксары: Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, 2010. - С. 363-370.

65. Ершов, С В. Моделирование параметров фильтров высших гармоник в среде MATLAB / С. В. Ершов, В. Ю. Карницкий // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2014. - № 8. - С. 25-31.

66. Жежеленко, И. В. Влияние качества электроэнергии на сокращение срока службы и снижение надежности электрооборудования / И. В. Жежеленко, Ю. Л. Саенко, А. В. Горпинич // Электрика. - 2008. - № 4. - С. 15-21.

67. Жилин, Е. В. Алгоритмы управления активными фильтрами гармоник / Е. В. Жилин, Е. Ю. Казак // Междисциплинарность науки как фактор инновационного развития. - 2019. - С. 23-28.

68. Жуков Н.А. Имитационное моделирование систем управления активными фильтрами // ЭСиК. - 2017. - №4(37). - С. 27-31.

69. Жуков, Н. А. Анализ систем управления активными фильтрами гармоник / Н. А. Жуков // Образование, наука, производство, Белгород, 20-22 октября 2015 года / Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова. - Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2015. - С. 2988-2992.

70. Закарюкин, В. П. Моделирование несинусоидальных режимов систем тягового электроснабжения, оснащенных установками компенсации реактивной мощности / В. П. Закарюкин, А. В. Крюков, А. П. Куцый // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2018. - № 1 (57). - С. 72-79.

71. Закарюкин, В. П. Моделирование несинусоидальных режимов электрических сетей / В. П. Закарюкин, А. В. Крюков, К. З. Ле // Системы. Методы. Технологии. - 2015. - № 1 (25). - С. 78-86.

72. Замула, К. В. Активный фильтр гармоник как средство повышения качества электрической энергии / К. В. Замула, Ю. В. Соколов, А. В. Карманов // Энергия единой сети. - 2018. - № 2 (37). - С. 22-32.

73. Иванов, А. В. Вопросы управления качеством электроснабжения в интеллектуальных электрических сетях / А.В. Иванов, Р.Ш. Бедретдинов, Е.Н. Соснина // XXVI Нижегородская сессия молодых ученых (технические,

естественные науки) : Материалы конференции, Нижний Новгород, 25-28 мая 2021 года. - Нижний Новгород: Издательство «Перо», 2021. - С. 81-85.

74. Иванов, А. В. Разработка алгоритма оценки несинусоидальности напряжения в интеллектуальных электрических сетях / А. В. Иванов, Р. Ш. Бедретдинов, Е. Н. Соснина // XXVII Нижегородская сессия молодых ученых: технические, естественные, математические науки : Материалы сессии, Нижний Новгород, 24-27 мая 2022 года. Том 27. - Нижний Новгород: Издательство «Перо», 2022. - С. 96-101.

75. Имитационное моделирование активного фильтра гармоник с системой управления на базе нечеткой логики в высоковольтной рудничной сети / Г. А. Фальков, С. В. Кострыкин, Д. А. Прасол, А. С. Горлов // Университетская наука. -2022. - № 1(13). - С. 176-180.

76. Имитационное моделирование исследования показателей качества электроэнергии в сети / Г. А. Фальков, С. А. Попов, А. С. Горлов // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и технические науки. - 2022. - № 12-2. - С. 178-189.

77. К проблеме моделирования несинусоидальных режимов распределительных сетей / Н. Н. Харлов [и др.] // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2016. - Т. 327. № 3. -С. 95-102.

78. Карташев И. И., Подольский Д. С., Тульский В. Н. Управление качеством электроэнергии и надежностью электроснабжения // Энергоэксперт. -2012. - №. 3. - С. 82.

79. Кащич А. и др. Система управления и комплексной защиты шахтной подъемной установки // Кащич А., Марищенко А., Божок Н. и д. р. / Современные технологии автоматизации. - 2005 г. - №2. - С. 26-34.

80. Ким, А. В. Разработка алгоритма прогнозирования показателей качества электрической энергии / А. В. Ким, С. И. Макашева // Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке. - 2018. - Т. 1. - С. 214-219.

81. Клюев, Р. В. Повышение качества электроэнергии на промышленных предприятиях за счет применения активного фильтра гармоник / Р. В. Клюев, И. И. Босиков, О. А. Гаврина, В. И. Голик. - Текст: непосредственный // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. - 2022. - № 2. -С. 313-324.

82. Кобина, А. А. Анализатор качества электроэнергии и анализ факторов влияющих на качество электроэнергии / А. А. Кобина // Международный студенческий научный вестник. - 2018. - № 6. - С. 104-111.

83. Коверникова Л.И., Тульский В.Н., Шамонов Р.Г. Качество электроэнергии в ЕЭС России. Текущие проблемы и необходимые решения // Электроэнергия. Передача и распределение. - 2016. - №2(35). - С40-51.

84. Коровкин, Н. В. О применимости быстрого преобразования Фурье для гармонического анализа несинусоидальных токов и напряжений / Н. В. Коровкин, С. С. Грицутенко // Известия Российской академии наук. Энергетика. - 2017. -№ 2. - С. 73-86.

85. Коровкин, Н. В. Определение коэффициентов разложения нелинейной характеристики в степенной ряд / Н. В. Коровкин, С. С. Грицутенко, Д. А. Федотов // Известия Российской академии наук. Энергетика. - 2024. - № 2. - С. 127-136.

86. Кубарев В.А. Методы анализа и синтеза систем логического управления шахтных подъемных установок. // XIII Международная научно -практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии», 26 марта - 30 марта 2007 г. Труды в 3-х т. Томск: Изд-во Томского политехи, ун-та, 2007. - Т. 1. - С. 436-438.

87. Кубарев В.А. Программируемый аппарат задания, технологических защит и контроля движения шахтной подъемной установки (ПАЗК) // XI Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии», 29 марта - 2 апреля 2005 г. Труды в 2-х т. Томск: Изд-во Томского политехи, ун-та, 2005. - Т. 1. - С. 306-308

88. Куликов, А. Л. Применение цифровой обработки сигналов в задаче повышения точности ОМП ЛЭП по параметрам аварийного режима / А. Л. Куликов, М. Д. Обалин, В. А. Петрова // Электрические станции. - 2016. - № 4. -С. 39-44.

89. Лютаревич А.Г., Долингер С.Ю. Оценка эффективности использования активного фильтра гармоник в системах электроснабжения для улучшения качества электроэнергии // Омский научный вестник. - 2010. - №21(87). - С.133-136.

90. Лютаревич, А. Г. Анализ методов контроля качества электроэнергии / А. Г. Лютаревич, В. В. Лейнерт, Д. С. Соколов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2019. - № 12. - С. 126-130.

91. Малиновский А. К., Ткаченко П. В. Модернизация электропривода механизма передвижения грузоподъемных механизмов // Горный информационно -аналитический бюллетень. - 2005. - №. 5. - C. 252-254.

92. Манусов, В. З. Сравнительный анализ математических моделей коэффициента увеличения сопротивлений проводников от высших гармоник / В. З. Манусов, В. В. Хрипков // Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП - 2018: Труды XIV Международной научно- технической конференции: В 8 ТОМАХ, Новосибирск, 02-06 октября 2018 года. Том 7. - Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2018. - С. 68-72.

93. Мартюгин, С. А. Быстрое дробное преобразование Фурье / С. А. Мартюгин, С. В. Поршнев // International Journal of Open Information Technologies. - 2024. - Т. 12, № 1. - С. 108-113.

94. Математическая оценка основных показателей качества электроэнергии в сети / Г. А. Фальков, С. А. Попов, А. Ю. Попова, А. С. Горлов // Молодежный вестник Новороссийского филиала Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. - 2023. - Т. 3, № 3(11). -С. 54-57.

95. Методика расчета пассивных фильтров, предназначенных для компенсации высших гармоник тока в системах электроснабжения промышленных предприятий / Д. В. Коваленко, Б. Ю. Киселев, Д. И. Плотников // Международный научно-исследовательский журнал. - 2017. - № 1-4 (55). - С. 82-86.

96. Михеев, Г. М. Алгоритм расчета тока высших гармоник в системе электроснабжения промышленных предприятий/ Г. М. Михеев, М. Н. Атаманов, Н. М. Дрей // Промышленная энергетика. - 2018. - № 3. - С. 40-45.

97. Многомерная Фурье-интерполяция и трудоемкость быстрого преобразования Фурье / Ю. А. Басалов, В. А. Быковский, Н. Н. Добровольский [и др.] // Чебышевский сборник. - 2024. - Т. 25, № 4(95). - С. 42-52.

98. Островлянчик В. Ю., Кубарев В. А. Принцип построения системы логического управления шахтной подъемной установкой // Научный вестник новосибирского государственного технического университета. Новосибирск 2012 г., - № 4. - С. 186-190.

99. Островлянчик В.Ю. и д.р. Современный автоматизированный электропривод промышленных установок. / В.Ю. Островлянчик, Д.Е. Модзелевский, В.А. Кубарев, А.В. Дужий // Автоматизированный электропривод и промышленная электроника: Труды Четвертой Всероссийской научно-практической конференции. - Новокузнецк изд-во СибГИУ, 2010 г. - С. 94-106.

100. Островлянчик В.Ю., Кубарев В.А. Методика разработки программного обеспечения систем логического управления подъемными установками // Вестник Кузбасского государственного технического университета. Кемерово, 2011 г, - № 6. - С. 50-54.

101. Оценка влияния активно-емкостного пассивного фильтра на амплитудно-частотные характеристики промышленной системы электроснабжения с нелинейной нагрузкой и конденсаторными установками при резонансных явлениях / Ю. А. Сычев, В. А. Сериков, В. Н. Костин, А. А. Коржев // Промышленная энергетика. - 2024. - № 1. - С. 46-55.

102. Парамзин, А. О. Методы цифровой обработки сигналов применительно к задаче распознавания высших гармоник в токах 310 / А. О. Парамзин // Пространственное социально-экономическое развитие территорий: формирование комфортной среды и повышение качества жизни населения : Сборник материалов II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием XV Международного ГГ-форума с участием стран БРИКС и ШОС, Ханты-Мансийск, 18-19 июня 2024 года. - Ханты-Мансийск: Югорский государственный университет, 2024. - С. 258-263.

103. Пассивные фильтры для компенсации гармоник в линиях электропередачи высокого напряжения / Н. П. Боярская, В. П. Довгун, Д. Э. Егоров, А. Ф. Синяговский // Вестник Казанского государственного энергетического университета. - 2023. - Т. 15, № 1(57). - С. 144-151.

104. Патент № 2829331 С1 Российская Федерация, МПК Н02Н 3/38, G01R 19/00. Способ обработки сигналов с дискретным преобразованием Фурье половины цикла: № 2024113676: заявл. 21.05.2024: опубл. 30.10.2024 / Т. Г. Климова, В. А. Ревякин; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ».

105. Патент на полезную модель № 230963 Ш Российская Федерация, МПК G01R 19/00, G01R 19/165, Н02Н 11/00. Регистратор-анализатор качества электрической энергии: заявл. 12.06.2024: опубл. 26.12.2024 / С. А. Попов, Г. А. Фальков.

106. Плащанский, Л. А. Повышение качества электрической энергии в подземных электрических сетях высокопроизводительных угольных шахт / Л. А. Плащанский, С. Н. Решетняк, М. Ю. Решетняк // Горные науки и технологии. - 2022. - Т. 7, № 1. - С. 66-77.

107. Повышение качества функционирования линий электропередачи / Г. А. Данилов, Ю. М. Денчик, М. Н. Иванов [и др.]. - Москва-Берлин : Директ-Медиа, 2015. - 558 с.

108. Погорелов А. В. Исследование частотных характеристик рудничной сети с пассивными фильтрокомпенсирующими устройствами // Интеллектуальная электротехника. - 2019. - №. 3. - С. 27-35.

109. Погорелов А. В., Прокопишин Д. И., Фальков Г. А. Анализ несинусоидальности рудничных сетей с использованием мгновенного сопротивления // Интеллектуальная электротехника. - 2020. - №. 2. - С. 65-73.

110. Погорелов А. В., Фальков Г. А. Имитационная модель для исследования искажений тока и напряжения в рудничной сети // Молодежь и научно-технический прогресс. - 2020. - С. 108-110.

111. Погорелов, А. В. Исследование резонансных явлений в высоковольтных рудничных сетях с пассивными фильтрами / А. В. Погорелов, Г. А. Фальков // Международная научно-техническая конференция молодых ученых, Белгород, 25-27 мая 2020 года. - Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2020. - С. 4359-4363.

112. Подольская, О. Г. Применение рядов Фурье в электротехнических задачах для периодических несинусоидальных функций / О. Г. Подольская, Б. А. Авдеев // Современные тенденции практической подготовки в морском образовании : Материалы II национальной научно-практической конференции, Керчь, 20-21 ноября 2020 года. - Керчь: ФГБОУ ВО «Керченский государственный морской технологический университет», 2020. - С. 207-213.

113. Попов С. А., Фальков Г. А. Виды фильтров гармоник и особенности их применения на производстве // XII Международный молодежный форум «Образование. Наука. Производство». - 2020. - С. 2174-2178.

114. Попов, С. А. Оценка возможностей применения искусственных нейронных сетей для анализа нестационарных периодических сигналов в технических системах / С. А. Попов, Г. А. Фальков, А. С. Горлов // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2024. - Т. 67, № 2. - С. 62-69.

115. Попов, С. А. Цифровая трансформация Российской электроэнергетики / С. А. Попов, Г. А. Фальков // Международная научно-техническая конференция

молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова: Сборник докладов Международной научно-технической конференции молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова, Белгород, 20-21 мая 2024 года. - Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2024. - С. 283-286.

116. Попов, С.А. Внедрение современных программных комплексов компьютерного моделирования в образовательный процесс / С. А. Попов, Г. А. Фальков, А. Ю. Попова // Электроэнергетика сегодня и завтра : сборник научных статей 2-й Международной научно-технической конференции, Курск, 24 марта 2023 года / Курская государственная сельскохозяйственная академия имени И.И. Иванова; Научно-образовательный центр «Инженер». Том 2. - Курск: Закрытое акционерное общество «Университетская книга», 2023. - С. 52-56.

117. Поцейко, П. Г. Сингулярный интеграл Валле Пуссена как метод суммирования ряда Фурье - Чебышева / П. Г. Поцейко // Системы компьютерной математики и их приложения. - 2024. - № 25. - С. 260-273.

118. Прасол Д. А. Особенности имитационного моделирования рудничных высоковольтных сетей при нелинейных потребителях //Борисовские чтения: материалы Всероссийской научно-технической конференции, посвященной. -2017. - С. 179-182.

119. Прасол Д. А., Погорелов В. А. Анализ работы пассивных фильтров высших гармоник в рудничной системе электроснабжения подъемных установок //Наукоемкие технологии и инновации. - 2019. - С. 39-43.

120. Преобразование Фурье в спектральном анализе / И. И. Кочегаров, М. А. Нелюцков, Д. Е. Тузова [и др.] // Труды международного симпозиума «Надежность и качество». - 2023. - Т. 2. - С. 50-53.

121. Применение имитационного моделирования для оценки уровня нестабильности высших гармоник в токе однофазного замыкания на землю в компенсированных кабельных сетях 6-10 кВ / Т. Ю. Винокурова [и др.] // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. - 2014. - № 6. -С. 31-38.

122. Применение разложения в ряд Фурье при расчете режимов работы полупроводникового преобразователя / А. В. Гусенков, В. Д. Лебедев, А. М. Соколов, Т. Е. Шадриков // Состояние и перспективы развития электро- и теплотехнологии (XVIII Бенардосовские чтения): Материалы Международной научно-технической конференции, Иваново, 27-29 мая 2015 года. Том I. - Иваново: Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина, 2015. - С. 120-123.

123. Руди Д. Ю. Применение пассивных фильтров гармоник в системах электроснабжения промышленных предприятий // Ответственный редактор. -2020. - С. 24.

124. Руди, Д. Ю. Сравнительный анализ применения фильтрокомпенсирующих устройств в системах электроснабжения промышленных предприятий / Д.Ю. Руди, С. В. Горелов, К. С. Мочалин, А. А. Руппель // Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Современные научные исследования: актуальные проблемы и тенденции». «Речной Форум 2019». Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство морского и речного транспорта, Омский институт водного транспорта - филиал ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет водного транспорта». - 2019. - С. 225-232

125. Сайфутдинов, Р. Х. Оптимизация гармонического анализа в силовой электротехнике / Р. Х. Сайфутдинов // Транспорт Азиатско-Тихоокеанского региона. - 2024. - № 2(39). - С. 62-68.

126. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2025614660 Российская Федерация. Программа расчета активного фильтра гармоник высоковольтной рудничной сети: заявл. 11.02.2025: опубл. 25.02.2025 / Г. А. Фальков, С. А. Попов; заявитель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова».

127. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2025667815 Российская Федерация. Программа для оценки и расчета несинусоидальности в электрических сетях с помощью адаптивного оконного преобразования Фурье: заявл. 16.06.2025: опубл. 09.07.2025 / Г. А. Фальков; заявитель Г. А. Фальков.

128. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2019661776 Российская Федерация. Программа адаптивного контроля тока приемников и потребителей в электрической сети: № 2019660536: заявл. 27.08.2019: опубл. 06.09.2019 / А. А. Тихомиров, Н. В. Соболев; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Петрозаводский государственный университет».

129. Селезнев, А. С. Снижение уровня высших гармоник в электрических сетях высокого напряжения / А. С. Селезнев // Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2014. - № 4(87). - С. 143-149.

130. Селютин, И. А. Разработка программно-аппаратного комплекса для исследования гармонических сигналов / И. А. Селютин // Вестник науки. - 2024. -Т. 3, № 5(74). - С. 1267-1274.

131. Семенов, А. С. Математическое моделирование режимов работы двигателя постоянного тока в среде МЛТЬАВ / А. С. Семенов, В. М. Хубиева, М. Н. Петрова // Фундаментальные исследования. - 2015. - № 10-3. - С. 523-528.

132. Соснина, Е. Н. Исследование несинусоидельности в интеллектуальных электрических сетях с помощью оконного преобразования Фурье / Е. Н. Соснина, Р. Ш. Бедретдинов, А. В. Иванов // Электроэнергетика глазами молодежи: материалы XII Международной научно-технической конференции, Нижний Новгород, 16-19 сентября 2022 года. Том Часть II. - Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2022. - С. 77-80.

133. Способы нормализации напряжения высших гармоник предприятий с мощной нелинейной нагрузкой / А. В. Дед, Д. А. Рогозина, Н. Т. Беденко,

А. В. Феськов // Актуальные вопросы энергетики: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, Омск, 17 мая 2018 года. - Омск: Омский государственный технический университет, 2018. - С. 92-98.

134. Сравнительный анализ инструментов расчета быстрого преобразования Фурье / В. А. Дышлевский, Е. А. Бурда, И. С. Кудрявцева, А. П. Науменко // Динамика систем, механизмов и машин. - 2024. - Т. 12, № 3. -С. 28-34.

135. Титов, Д. Ю. Выбор силовой схемы активного фильтра гармоник / Д. Ю. Титов, А. С. Плехов // Актуальные проблемы электроэнергетики : материалы научно-технической конференции, Нижний Новгород, 17-18 декабря 2012 года. -Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2012. - С. 50-54.

136. Тульский, В.Н. Мониторинг как инструмент в задачах управления качеством электроэнергии / В.Н. Тульский, Ю.В. Шаров, И.И. Карташев // Вестник Московского энергетического института. - 2015. - № 2. - С. 67-71.

137. Фальков, Г.А. Разработка интерфейса для расчета коэффициента несинусоидальности с адаптивным оконным преобразованием Фурье и силовой части активного фильтра в высоковольтной сети горно-обогатительного комбината / Г.А. Фальков // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. - 2025. - Т. 52, № 3. - С. 152-158.

138. Фальков, Г. А. Адаптивное оконное преобразования Фурье для анализа качества электроэнергии высоковольтной сети / Г. А. Фальков // Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова, Белгород, 29-30 мая 2025 года. - Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2025. - С. 374-377.

139. Фальков, Г. А. Исследование работы активного фильтра гармоник с системой управления на базе нечеткой логики в высоковольтной рудничной сети / Г. А. Фальков, С. А. Попов // Инженерно-техническое образование и наука : Сборник трудов четвертой международной научно-практической конференции,

Новороссийск, 22-26 апреля 2024 года. - Новороссийск: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова,

2024. - С. 67-68.

140. Фальков, Г. А. Математическое и имитационное моделирование динамических процессов в электроприводе постоянного тока рудничной сети / Г. А. Фальков, С. А. Попов, А. С. Горлов // Вестник Чувашского университета. -

2025. - № 2. - С. 124-135.

141. Фальков, Г. А. Методика расчета активных фильтров гармоник / Г. А. Фальков // Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова: Материалы конференции, Белгород, 30 апреля 2021 года. - Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2021. - С. 4281-4284.

142. Фальков, Г. А. Методы улучшения электромагнитной совместимости в рудничной сети: источники и последствия ухудшения качества электроэнергии / Г.А. Фальков, С.А. Попов, А.Ю. Попова // Образование. Наука. Производство: Сборник докладов XV Международного молодежного форума, Белгород, 23-24 октября 2023 года. - Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2023. - С. 315-318.

143. Фальков, Г. А. Надежность рудничной высоковольтной сети / Г. А. Фальков, С. А. Попов // Молодежь и научно-технический прогресс : Сборник докладов XVI международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. В 2-х томах, Губкин, 06 апреля 2023 года. - Губкин-Старый Оскол: Общество с ограниченной ответственностью «Ассистент плюс», 2023. - С. 165-167.

144. Фальков, Г. А. Обоснование конструкции активного фильтра гармоник в высоковольтной сети / Г. А. Фальков, С. А. Попов, А. С. Горлов // Наукоемкие технологии и инновации (XXV научные чтения): Сборник докладов Международной научно-практической конференции, Белгород, 23 ноября 2023

года. - Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2023. - С. 945-947.

145. Фальков, Г. А. Оценка качества электроэнергии с точки зрения математического анализа / Г. А. Фальков, И. М. Маньшин // Молодежь и XXI век - 2022: Материалы 12-й Международной молодежной научной конференции. В 4-х томах, Курск, 17-18 февраля 2022 года / Отв. редактор М.С. Разумов. Том 4. - Курск: Юго-Западный государственный университет, 2022. -С. 57-61.

146. Фальков, Г. А. Разработка и исследование систем управления активным фильтром гармоник для улучшения качества электроэнергии / Г.А. Фальков, А. С. Горлов, С. А. Попов // Информационные системы и технологии. - 2025. -№ 1(147). - С. 74-84.

147. Фальков, Г. А. Сравнительный анализ преобразования Фурье и вейвлет-преобразования для анализа качества электроэнергии в сети / Г. А. Фальков, С. А. Попов, А. С. Горлов // Электроэнергетика сегодня и завтра : сборник научных статей 2-й Международной научно-технической конференции, Курск, 24 марта 2023 года / Курская государственная сельскохозяйственная академия имени И.И. Иванова; Научно-образовательный центр «Инженер». Том 2. - Курск: Закрытое акционерное общество «Университетская книга», 2023. -С. 209-211.

148. Фальков, Г.А. Методы моделирования, применяемые при анализе несинусоидальности в рудничных высоковольтных сетях / Г. А. Фальков, С. А. Попов // Молодежь и научно-технический прогрессе: Сборник докладов XVII международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. В 2-х томах, Губкин, 04 апреля 2024 года. - Губкин: ООО «Ассистент плюс», 2024. - С. 72-74.

149. Фальков, Г.А. Процесс компьютерного моделирования в электроэнергетических системах / Г. А. Фальков, А. Ю. Попова // Молодежь и научно-технический прогресс: Сборник докладов XVI международной научно-

практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. В 2-х томах, Губкин, 06 апреля 2023 года. - Губкин-Старый Оскол: Общество с ограниченной ответственностью «Ассистент плюс», 2023. - С. 168-169.

150. Харинов, А. Э. Модификация алгоритма дискретного преобразования Фурье для измерения частоты электрической сети, основанная на применении окна Хеннинга / А. Э. Харинов, А. Н. Серов // Южно-Сибирский научный вестник. -2023. - № 4(50). - С. 64-71.

151. Хворостенко, С. В. Синтез пассивных фильтрокомпенсирующих устройств для ослабления высших гармоник в цеховых сетях электроснабжения с нелинейными потребителями / С. В. Хворостенко, М. А. Авербух // Интеллектуальная электротехника. - 2019. - № 1. - С. 84-93.

152. Чан, Х. Н. Сравнительный анализ методов обнаружения и определения типа модуляции сложных сигналов на основе Фурье-преобразования / Х. Н. Чан, Ч. Н. Нгуен // Новые горизонты: сборник докладов IX научно-практической конференции с международным участием, Брянск, 07 апреля 2022 года. - Брянск: Брянский государственный технический университет, 2022. - С. 344-347.

153. Чеховской, И. С. Оконной метод обработки сигналов с помощью нелинейного преобразования Фурье / И. С. Чеховской, Е. В. Седов, О. В. Штырина // Фотон-экспресс. - 2023. - № 6(190). - С. 365-366.

154. Шевырев, Ю. В. Исследование и разработка методики выбора параметров и регулятора напряжения активного фильтра гармоник / Ю. В. Шевырев, П. С. Крещановский // Промышленная энергетика. - 2025. - № 1. - С. 24-31.

155. Шклярский, Я.Э. Оценка энергетической эффективности электротехнического комплекса / Шклярский Я.Э., Замятина Е.Н., Замятин Е.О. // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. -2020. - № 3. - С. 339-347.

Приложение А (информационное)

Фрагмент расчета в среде MathCAD электропривода, реализующий принцип

подчиненного регулирования

Mathcad - [Transfer functions,xmcd] iQ File Edit View Insert Format Tools Symbolics Window Help

□ - L. ы | а а 54 J ш -> " | ? w ® = ь Э П 100% -

«а - i-

в + [:::] « Ji <? S *i My ate -1

Передаточная функция обмотки возбуждения: 1

, Р-БОЕ 0.(55899999999999999998 ----- -

ков Т^-р + 1 2.569-Р + 1 +

Передаточная функция тиристорного возбудителя:

т. г , , ^ 54 ^^„(р) 3--->-

Т|ИВР + 1 ° Ш9 Р + 1 Передаточная функция обратной связи в контуре возбуждения:

Ктпв 0.0839

w™tr; - Т,Ф, p +1 0.003 lip + 1

Передагочн 1ая функция регулятора тока возбуждения:

w^ i.- 1 ..,.'" + 2.аб9р + 1 •Кщ»

Передаточь ая функция т иристорного преобразователя:

82.494

I„P + 1 0.01-р + 1

Передаточь 1ая функция о братной связи в контуре тока i

»™<p> - к01 0.00167

Тфят-Р + 1 0.00157-р + 1

Передаточь 1ая функция обмотки якоря:

^К0Я(Р) -

1

Ксл 111.09000000000000000023

Ттар + 1 0.0209-р + 1

Передаточная функция регулятора тока якоря:

ТЯЦ"Р + 1 0.0209р + 1

W_.Jp) ----» ---

? 0-3639Р

Кся

Передаточная функция нелинейного элемента:

---5--»-х-

Тшр + 1 2.0349р + 1 Передаточная функция звена обратной связи:

кос 1.82 ■^_ос(р) ----»-

юос Тфс-р + 1 0.009-р + 1

Передаточная функция рабочего органа:

__Кзд 0.009

Ч»о(Р> - К^-Т^-р ^ 1409р

Передаточная функция регулятора скорости:

1ТС'Р' " -'-'- ГНИЛ ■,«, " Передаточная функция апериодического звена:

W„,_(p) :=----»-i-

2-2-2-Т р + 1 0.16-р + 1

Рисунок А1 - Фрагмент расчета в среде MathCAD

Программа измерения электрических параметров электроэнергии на входе системы электроснабжения горно-обогатительного комбината

Экспериментальное исследование параметров качества электроэнергии на входе системы электроснабжения горпо-обогатнтслыюго комбината

В условиях горно-обогатительного комбината электрооборудование создает значительные возмущения в электрической сети. Эти возмущения могут приводить к искажению формы кривой тока и напряжения, возникновению высших гармоник и провалов напряжения. Указанные факторы негативно влияют на работу оборудования, приводят к снижению срока службы электрооборудования, увеличению потерь электроэнергии и, в конечном итоге, к снижению производительности и увеличению затрат на обслуживание.

Для оценки масштаба и характера этих возмущений были проведены измерения качества электрической энергии на выводах согласующего трансформатора скипового подъема. Измерения выполнены в соответствии с действующими стандартами, что обеспечивает достоверность и сопоставимость полученных данных.

Целью данных измерений является выявление основных источников и характеристик возмущений в электросети. Полученные данные будут использованы для

дальнейшего анализа и разработки мер но улучшению качества электроэнергии.

План и результаты измерений представлены в приложении.

Измерения выполнил:

Сотрудник кафедры «Высшая математика»

БГТУ им. В.Г. Шухова

Программу проверил:

Научный руководитель, к.т.н., заведующий кафедры «Высшая математика» БГТУ им. В.Г. Шухова

Дробязко А.А.

План измерения электрических параметров электроэнергии на входе системы электроснабжения горно-обогатительного комбината

(РУ-6КВ ЗПМ «Ствол 1»)

1. Цель измерений.

Произвести измерение электрических параметров для дальнейшей разработке имитационной модели и проверке ее адекватности.

2. Место реализации и дата проведения эксперимента.

Электрические параметры измеряются на входе системы электроснабжения

скиповой подъемной установки горно-обогатительного комбината (РУ-6КВ ЗПМ «Ствол 1»). Фрагмент схемы мощных высоковольтных электроприемников Яковлевского ГОК скиповой подъемной установки и места подключения приборов представлен на рисунке Б1. 19.08.2024.

3. Измеряемые параметры:

- действующее значение тока и напряжения;

- суммарный коэффициент гармонических составляющих тока и напряжения.

4. Перечень применяемого измерительного оборудования:

- Энергомонитор 3.3Т1;

- Анализатор параметров электросетей С.А.8335.

5. Нормативно техническая документация, в соответствии которой проводятся измерения:

ГОСТ 30804.4.30-2013 (Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Методы измерений показателей качества электрической энергии), ГОСТ 30804.4.7-2013 (Общее руководство по средствам измерений и измерениям гармоник и интергармоник для систем электроснабжения и подключаемых к ним технических средств).

П2Ш-800-256- 7К У ХМ

Рисунок Б1 - Фрагмент схемы мощных высоковольтных электроприемников Яковлевского ГОК скиповой подъемной установки и места подключения

приборов

Результаты измерений:

• спектров высших гармонических составляющих тока и напряжения представлены в таблице Б1 и соответственно на рисунке Б2 и Б3;

• осциллограммы тока и напряжения представлены соответственно на Рисунок Б4 и Б5.

Таблица Б1 - Результаты измерений спектров высших гармонических составляющих тока и напряжения

№ гармоники Спектр гармонических составляющих

тока напряжения

11 5,55 6,86

13 4,3 9,77

23 2,75 3,1

25 2,5 2,04

35 1,7 1,18

37 1,44 0,9

Коэффициент несинусоидальности, % 8,99 12,45

ТНО, = 8,99 %

7 6 5

^

ш 4

I

ш

1 3

03

з: т 2

1

о

■I

0 1 3 4 5 7 8 9 11 12 13 15 16 17 19 20 21 23 24 25 27 28 29 31 32 33 35 36 37 39 40

Номер гармоники

Рисунок Б2 - Гистограмма высших гармонических составляющих тока

Рисунок Б3. Гистограмма высших гармонических составляющих напряжения

Рисунок Б4 - Осциллограмма тока

Рисунок Б5 - Осциллограмма напряжения

Свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

RU2025GG7815

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ РЕГИСТРАЦИЯ ПРОГРАММЫ ДЛЯ ЭВМ

2025667815 Дата регистрации: 09.07,2025

Номер и дата поступления заявки:

Номер регистрации {свидетельства):

Автор(ы):

Фальков Георгий Александрович (RU) Правообладателей): Фальков Георгий Александрович (RU)

2025665506 16.06.2025 Дата публикации и помер бюллетеня: 09.07.2025 Бюл. № 7 Контактные реквизиты: [e-mail]

Название программы для ЭВМ:

«Программа для оценки и расчета несинусоидальности в электрических сетях с помощью адаптивного оконного преобразования Фурье»

Реферат:

Программа предназначена оценки и расчета иссинусоидальности в электрических сетях с помощью адаптивного оконного преобразования Фурье и может использоваться инженерами-электриками и специалистами по энергетике. Программа предлагает следующие возможности: импорт сигнала из csv-файла для последующей оценки и расчета нссипусоидальности в электрических сетях; настройку частоты дискретизации; выбор окопной функции с изменением параметров для спектрального анализа (прямоугольное окно. Хэмминга, Ханна, Блэкмана. Чебышсва. Кайзера); автоматическое построение графиков с последующим поиском высших гармоник и расчета THD; экспорт полученных результатов. Тип ЭВМ: IBM РС-совмсст. ПК; ОС: Windows 10 Home single language.

Язык программирования: С#

Объем программы для ЭВМ: 25 КБ

Патент на полезную модель

Фрагмент листинга программной реализации

namespace analysisAFG {

public partial class Forml : Form {

public Form1() {

InitializeComponent();

}

private void Form1_Load(object sender, EventArgs e) {

private void button2_Click(object sender, EventArgs e) {

// Выявление пустоты в textBox

if (textBox 13 .TextLength == 0 || textBox14.TextLength == 0 || textBox15.TextLength == 0 || textBox1.TextLength == 0 || textBox12.TextLength == 0

|| textBox17.TextLength == 0 || textBox18.TextLength == 0) {

MessageBox.Show(«Проверьте исходные данные»);

}

else {

string P = textBox13.Text;

string cosfi = textBox15.Text;

double P_1 = Convert.ToDouble(P);

double cosfi_1 = Convert.ToDouble(cosfi);

double S = P_1 / cosfi_1;

textBox2.Text = S.ToString();

string Uf = textBox12.Text;

double Uf_1 = Convert.ToDouble(Uf);

double I = S / (3 * Uf_1 / Math.Sqrt(3));

double I_1 = Convert.ToDouble(I);

textBox3.Text = I.ToString();

double Z = (Uf_1 / Math.Sqrt(3)) / I_1;

textBox4.Text = Z.ToString();

string k = textBox17.Text;

double k_1 = Convert.ToDouble(k);

double Zs = Z * Math.Pow(k_1, 2);

textBox5.Text = Zs.ToString();

double Rs = Zs * cosfi_1;

textBox6.Text = Rs.ToString();

double X = Math.Sqrt(Zs * Zs - Rs * Rs);

textBox16.Text = X.ToString();

double Lc = X / (2 * Math.PI * 50);

textBox11 .Text = Lc.ToString();

double Cyd = 50;

string Nmax = textBox18.Text;

double Nmax_1 = Convert.ToDouble(Nmax);

double Cd = Cyd * Nmax_1;

textBox10.Text = Cd.ToString();

double fkmin = 9000;

double w = (2 * Math.PI * fkmin) / 3;

textBox9.Text = w.ToString();

string Ltr = textBox1.Text;

double Ltr_1 = Convert.ToDouble(Ltr);

double Cf = ((Ltr_1 + Lc) / (Ltr_1 * Lc)) * (1 / Math.Pow(w, 2)); textBox8.Text = Cf.ToString(); double Rf = 1 / (0.05 * Nmax_1);

textBox7.Text = Rf.ToString(); }

}

private void button1_Click(object sender, EventArgs e) {

SaveFileDialog saveFileDialog = new SaveFileDialog();

saveFileDialog.Filter = «Текстовый документ (*.Ш)|*.Ш|Все файлы

(* *)|* *» •

if (saveFileDialog.ShowDialog() == DialogResult.OK)

{

StreamWriter streamWriter = new StreamWriter(saveFileDialog.FileName); streamWriter.WriteLine(«Исходные данные для проектирования: «); streamWriter.WriteLine(«Активно-индуктивные нагрузки:»); streamWriter.WriteLine(«- P: « + textBox13.Text + « Вт;»); streamWriter.WriteLine(«- Q: « + textBox14.Text + « вар;»); streamWriter.WriteLine(«- cos9: « + textBox15.Text + «.»); streamWriter.WriteLine(«Lтр: « + textBox1.Text + « Гн.»); streamWriter.WriteLine(«Линейное напряжение сети: « + textBox12.Text

+ « В.»);

streamWriter.WriteLine(«Коэффициент трансформации трансформации: « + textBox17.Text + «.»);

streamWriter.WriteLine(«Суммарная максимальная мощность всех нагрузок в номинальном режиме: « + textBox18.Text + «.»);

streamWriter.WriteLine();

streamWriter.WriteLine(«Результаты расчетов: «);

streamWriter.WriteLine(«- полная мощность трехфазной активно-индуктивной нагрузки: « + textBox2.Text + « ВА;»);

streamWriter.WriteLine(«- действующее значение тока активно-индуктивной нагрузки: « + textBox3.Text + « А;»);

streamWriter.WriteLine(«- полное сопротивление активно-индуктивной нагрузки: « + textBox4.Text + « Ом;»);

streamWriter.WriteLine(«- приведенное сопротивление: « + textBox5.Text

+ « Ом;»);

streamWriter.WriteLine(«- активное сопротивления активно-индуктивной нагрузки: « + textBox6.Text + « Ом;»);

streamWriter.WriteLine(«- реактивное сопротивления активно-индуктивной нагрузки: « + textBox16.Text + « Ом;»);

streamWriter.WriteLine(«- индуктивность сети: « + textBox11.Text + «

Гн;»);

streamWriter.WriteLine(«- емкость звена постоянного тока активного фильтра: « + textBox10.Text + « Ф;»);

streamWriter.WriteLine(«- частота резонанса напряжений: « + textBox9.Text + «;»);

streamWriter.WriteLine(«- емкость активного фильтра: « + textBox8.Text

+ « Ф;»);

streamWriter.WriteLine(«- активное сопротивление фильтра: « + textBox7.Text + « Ом.»);

streamWriter.Close();

}

}

private void button3_Click(object sender, EventArgs e) {

textBox1.Text = null;

textBox2.Text = null;

textBox3.Text = null;

textBox4.Text = null;

textBox5.Text = null;

textBox6.Text = null;

textBox7.Text = null;

textBox8.Text = null;

textBox9.Text = null;

textBoxlO.Text = null

textBoxll.Text = null

textBox12.Text = null

textBox13.Text = null

textBox14.Text = null

textBox15.Text = null

textBox16.Text = null

textBox17.Text = null

textBox18.Text = null

}

}