Development of methods for ensuring the quality of electricity with asymmetric modes in low-voltage electrical networks

1

ТОШКЕНТ ДАВЛАТ ТЕХНИКА УНИВЕРСИТЕТИ ВА

«ИЛМИЙ-ТЕХНИКА МАРКАЗИ» МЧЖ ҲУЗУРИДАГИ ИЛМИЙ

ДАРАЖАЛАР БЕРУВЧИ DSc.27.06.2017.Т.03.03 РАҚАМЛИ

ИЛМИЙ КЕНГАШ

ТОШКЕНТ ДАВЛАТ ТЕХНИКА УНИВЕРСИТЕТИ

ХОЛИДДИНОВ ИЛХОМБЕК ХОСИЛЖОНОВИЧ

ПАСТ КУЧЛАНИШЛИ ЭЛЕКТР ТАРМОҚЛАРИДАГИ

НОСИММЕТРИК ҲОЛАТЛАРДА ЭЛЕКТР ЭНЕРГИЯ СИФАТИНИ

ТАЪМИНЛАШ УСУЛЛАРИНИ ИШЛАБ ЧИҚИШ

05.05.02 – Электротехника. Электр энергия станциялари, тизимлари.

Электротехник мажмуалар ва қурилмалар

ТЕХНИКА ФАНЛАРИ БЎЙИЧА ФАЛСАФА ДОКТОРИ (PhD)

ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ

Тошкент – 2017

2

УДК 621.31:621.3.016.313

Техника фанлари бўйича фалсафа доктори (PhD) диссертацияси ав-

тореферати мундарижаси

Оглавление автореферата диссертации доктора философии (PhD) по

техническим наукам

Content of the dissertation abstract of doctor of philosophy (PhD)

on technical sciences

Холиддинов Илхомбек Хосилжонович
Паст кучланишли электр тармоқларидаги носимметрик
ҳолатларда электр энергия сифатини таъминлаш
усулларини ишлаб чиқиш……………………………………………5

Холиддинов Илхомбек Хосилжонович
Разработка методов обеспечения качества электроэнергии
при несимметричных режимах в низковольтных
электрических сетях ……………………………………………….. 19

Kholiddinov Ilkhombek Khosilzhonovich
Development of methods for ensuring the quality of electricity
with asymmetric modes in low-voltage
electrical networks

……………………………………………

.……………35

Эълон қилинган ишлар рўйхати
Список опубликованных работ
List of published works………………………………………………38

3

ТОШКЕНТ ДАВЛАТ ТЕХНИКА УНИВЕРСИТЕТИ ВА

«ИЛМИЙ-ТЕХНИКА МАРКАЗИ» МЧЖ ҲУЗУРИДАГИ ИЛМИЙ

ДАРАЖАЛАР БЕРУВЧИ DSc.27.06.2017.Т.03.03 РАҚАМЛИ

ИЛМИЙ КЕНГАШ

ТОШКЕНТ ДАВЛАТ ТЕХНИКА УНИВЕРСИТЕТИ

ХОЛИДДИНОВ ИЛХОМБЕК ХОСИЛЖОНОВИЧ

ПАСТ КУЧЛАНИШЛИ ЭЛЕКТР ТАРМОҚЛАРИДАГИ

НОСИММЕТРИК ҲОЛАТЛАРДА ЭЛЕКТР ЭНЕРГИЯ СИФАТИНИ

ТАЪМИНЛАШ УСУЛЛАРИНИ ИШЛАБ ЧИҚИШ

05.05.02 – Электротехника. Электр энергия станциялари, тизимлари.

Электротехник мажмуалар ва қурилмалар

ТЕХНИКА ФАНЛАРИ БЎЙИЧА ФАЛСАФА ДОКТОРИ (PhD)

ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ

Тошкент – 2017

4

Техника фанлари бўйича фалсафа доктори (PhD) диссертациясининг мавзуси

Ўзбекистон Республикаси Вазирлар Маҳкамаси қошидаги Олий аттестациялаш комиссиясида
B 2017.1.PhD/T92 рақами билан рўйхатга олинган.

Диссертация Ислом Каримов номидаги Тошкент давлат техника университетида бажарилган.

Диссертация автореферати уч тилда (ўзбек, рус, инглиз тилида (резюме)) Илмий кенгаш веб-

саҳифасида (www.tdtu.uz) ва «ZiyoNet» ахборот таълим порталида (www.ziyonet.uz) жойлаштирилган.

Илмий раҳбар: Аллаев Қахрамон Рахимович

техника фанлари доктори, профессор

Расмий оппонентлар:

Бобожонов Мақсуд Қаландарович

техника фанлари доктори, профессор

Соколов Валерий Константинович

техника фанлари доктори, профессор

Етакчи ташкилот:

Тошкент темир йўл муҳандислари институти

Диссертациянинг ҳимояси Тошкент давлат техника университети ва «Илмий-техника

маркази» МЧЖ ҳузуридаги DSc.27.06.2017.Т.03.03 рақамли Илмий кенгашининг 2017 йил «___»
________ соат _____даги мажлисида бўлиб ўтади. Манзил: 100095, Тошкент, Университет кўчаси, 2-
уй. Тел.: (99871) 246-46-00; факс: (99871) 227-10-32; e-mail: tstu_info@tdtu.uz.

Диссертация билан Тошкент давлат техника университетининг Ахборот-ресурс марказида

танишиш мумкин ( __ рақами билан рўйхатга олинган). Манзил: 100095, Тошкент, Университ кўч., 2.
Тел.: (99871) 246-03-41.

Диссертация автореферати 2017 йил «__» __________ да тарқатилган.
(2017 йил «__» __________ даги ___ рақамли реестр баённомаси).

Р.А. Захидов

Илмий даражалар берувчи

илмий кенгаш раиси ўринбосари

ЎзР ФА академиги, т.ф.д., профессор

О.Х. Ишназаров

Илмий даражалар берувчи

илмий кенгаш илмий котиби, т.ф.д.

М.И. Ибадуллаев

Илмий даражалар берувчи

илмий кенгаш қошидаги илмий семинар раиси

т.ф.д., профессор

5

КИРИШ (фалсафа доктори (PhD) диссертацияси аннотацияси)

Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурати.

Бугунги кунда

дунёда истеъмолчиларни узлуксиз ва сифатли электр энергия билан таъмин-
лаш ҳамда электр энергия сифат кўрсаткичларининг бузилишидан келиб
чиқувчи йўқотишларни бартараф этиш муҳим аҳамият касб этмоқда. Шу
жиҳатдан энергетика соҳасида электр энергиясини ишлаб чиқариш, узатиш ва
истеъмол қилиш самарадорлигини оширишга алоҳида эътибор қаратилмоқда.
Ривожланган мамлакатларда «электр энергия йўқотишлари асосан 0,4–10 кВ
кучланишли электр тармоқларига тўғри келади, бу эса йўқотишларнинг умумий
ҳолда 60 % ташкил этади»

1

.

Жаҳонда электр тармоқлардаги электр энергия сифат кўрсаткичларини

ихтисослаштирилган ўлчаш воситаси ёрдамида аниқлашга алоҳида эътибор
қаратилмоқда. Ушбу соҳада, жумладан, электр тармоқларида ўрнатилган
носимметрик ҳолатлар даражасини аниқлаш учун такомиллаштирилган
ҳисоблаш алгоритмларини ишлаб чиқиш, паст кучланишли электр тармоқ-
ларида электр энергия сифат кўрсаткичларини ўлчаш қурилмасини ишлаб
чиқиш, токлар ва кучланишлар носимметриясини пасайтириш учун усуллар ва
техник воситаларни яратиш йўналишларида амалга оширилаётган илмий-
тадқиқот ишлари муҳим вазифалардан бири ҳисобланади.

Республикамиз мустақилликка эришгач иқтисодиётнинг муҳим тармоғи

бўлган энергетика соҳасини сифат жиҳатидан ривожлантириш, замонавий
талаблар асосида соҳанинг техник-технологик даражасини юксалтиришга
алоҳида эътибор қаратилди. Бу борада паст кучланишли электр тармоқларида
электр энергиясини назорат қилишда сезиларли натижаларга эришилиб,
жумладан, электр энергияси ҳисоби назоратини автоматик тизимидан
фойдаланган ҳолда самарали бошқариш тизими йўлга қўйилди. Шу билан бир
қаторда, жумладан, паст кучланишли электр тармоқларида электр энергия
сифатини ошириш ва йўқотишларни камайтириш учун мўлжалланган
қурилмаларни такомиллаштиришни талаб этмоқда. 2017-2021 йилларда
Ўзбекистон Республикасини янада ривожлантириш бўйича Ҳаракатлар
стратегиясида «… янги электр энергия ишлаб чиқариш қувватларини қуриш ва
мавжудларини модернизация қилиш, паст кучланишли электр тармоқлари ва
трансформатор пунктларини янгилаш асосида аҳолини электр энергияси ҳамда
бошқа ёқилғи-энергия ресурслари билан таъминлашни яхшилаш, шунингдек,
қайта тикланадиган энергия манбаларидан фойдаланишни кенгайтириш»

2

бўйича вазифалари белгиланган. Мазкур вазифани амалга оширишда,
жумладан, паст кучланишли электр тармоқлари ва трансформатор пунктларида
носимметрик ҳолатларни аниқловчи ва бартараф этувчи қурилмаларини яратиш
муҳим масалалалардан бири ҳисобланади.

Ўзбекистон Республикаси Президентининг 2017 йил 7 февралдаги

ПФ-4947-сон «Ўзбекистон Республикасини янада ривожлантириш бўйича

1

https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=2833

2

Ўзбекистон Республикаси Президентининг 2017 йил 7 февралдаги ПФ-4947-сон “Ўзбекистон Республикасини

янадаривожлантириш бўйича харакатлар стратегияси тўғрисида”ги Фармони

6

Ҳаракатлар стратегияси тўғрисида»ги Фармони, 2016 йил 23 ноябрдаги
ПҚ-2661-сон «2017-2021 йилларда паст кучланишли электр тармоқларини
янгилаш ва модернизация қилиш дастури тўғрисида”ги Қарори, Ўзбекистон
Республикаси Вазирлар Маҳкамасининг 2010 йил 13 декабрдаги 294-сон
«2011-2015 йиллар учун паст кучланишли электр тармоқларини янгилаш ва
модернизация қилиш дастури тўғрисида»ги Қарори ҳамда мазкур фаолиятга
тегишли бошқа меъёрий-ҳуқуқий ҳужжатларда белгиланган вазифаларни
амалга оширишга ушбу диссертация тадқиқоти муайян даражада хизмат
қилади.

Тадқиқотнинг республика фан ва технологиялари ривожланиши-

нинг устувор йўналишларига мослиги.

Мазкур тадқиқот республика фан ва

технологиялар ривожланишининг II.«Энергетика, энергия ва ресурс-
тежамкорлик» устувор йўналиши доирасида бажарилган.

Муаммонинг ўрганилганлик даражаси.

Паст кучланишли электр

тармоқларининг носимметрик ҳолатларида электр энергия сифат кўрсат-
кичларини таъминлаш алгоритмлари, усуллари ва қурилмаларини ишлаб
чиқишга йўналтирилган илмий изланишлар жаҳоннинг етакчи илмий марказ-
лари ва олий таълим муассасалари, жумладан University of Michigan (АҚШ),
University of Waterloo (Канада),

Technical University of Ilmenau

(Германия),

Tokyo technology institute (Япония), University of Cantabria (Испания), Poly-
technic University of Milan (Италия), University of Canterbury (Янги Зеландия),
Электр динамика институти (Украина), Москва энергетика институти (Россия),
«Илмий-техника маркази» МЧЖ ва «Энергомарказ» МЧЖ да (Ўзбекистон) кенг
қамровли илмий-тадқиқот ишлари олиб борилмоқда.

Паст

кучланишли

электр

тармоқларида

электр

таъминоти

самарадорлигини ошириш, йўқотишларни пасайтириш, электр энергия
сифатини ошириш бўйича илмий муаммоларни ҳал қилишда машҳур олимлар
В.А. Веников, Н.А. Мельников, Л.А. Солдаткина, И.А. Будзко,
И.В. Жежеленко, В.И. Идельчик, С.Ю. Гамазин, Ю.С. Железко,
Т.Б. Лещинская, И.И. Карташев, В.Н. Тульский, шунингдек мамлакатимиз
олимлари Х.Ф. Фозилов, Дж.А. Абдуллаев,Т.Х. Насиров, К.Р. Аллаев,
Т.Ш. Гайибов, А.А. Хошимов, Ф.А. Хошимов, Т.М. Қодиров ўз ҳиссаларини
қўшганлар. Паст кучланишли тақсимлаш тармоқларида электр энергия
сифатини яхшилаш ва электр энергия йўқотишларини камайтириш
муаммоларини ҳал қилишга бағишланган тадқиқотлар, ушбу тармоқлардаги иш
ҳолатини симметриялаш вазифасини ҳал қилишга бевосита боғлиқ.

В.Г. Аввакумов, А.К. Шидловский, В.Г. Кузнецов, Ф.Д. Косоухов,

И.В. Наумов, В.А. Агунов, Т.П. Губенко, Х. Акаги, Дж. Арриллага каби ва
бошқа машҳур муаллифларнинг илмий ишлари носимметрияни баҳолаш
бўйича самарали усулларни тадқиқ қилиш ва ишлаб чиқишга бағишланган.
Сезиларли муваффақиятларга қарамай, 0,4 кВли электр тармоқларида носим-
метрик иш ҳолатларида электр энергия сифатини таъминлаш бўйича ишлаб
чиқилган усулларни такомиллаштириш ва янги усулларни яратиш муаммоси
долзарб бўлиб қолаверади. Мазкур ишда паст кучланишли тақсимловчи электр
тармоқларидаги носимметрик иш ҳолатларида электр энергия сифатини

7

таъминлаш ва қўшимча йўқотишларни ҳисоблаш усулларини ишлаб чиқиш,
шунингдек электр энергия сифат кўрсаткичларини ўлчаш учун мўлжалланган
қурилмани ишлаб чиқиш етарли даражада ўрганилган.

Диссертация тадқиқотининг диссертация бажарилган олий таълим

муассасасининг илмий-тадқиқот ишлари режалари билан боғлиқлиги.

Диссертация тадқиқоти Тошкент давлат техника университетининг илмий-
тадқиқот ишлари режасининг ИОТ–2013–2–28 «Саноат корхоналарида
энергияни тежовчи реактив қувватнинг автоматик ростлагичларини жорий
қилиш» (2013-2014), №9/15 сон «0,4 кВли тақсимловчи тармоқларда электр
энергия сифат кўрсаткичларини таъминлаш усуллари, алгоритмлари ва
воситаларини ишлаб чиқиш» (2015) мавзуларидаги лойиҳалар доирасида
бажарилган.

Тадқиқотнинг мақсади

паст кучланишли электр тармоқларида

ўрнатилган носимметрик ҳолатларда электр энергия сифат кўрсаткичларини
таъминлаш усуллари ва воситаларини ишлаб чиқишдан иборат.

Тадқиқотнинг вазифалари

:

токлар ва кучланишлар носимметриясини пасайтириш учун техник

воситаларни таҳлил қилиш;

бўйлама ва кўндаланг носимметрияда қўшимча йўқотишларни баҳолаш

усулини ишлаб чиқиш;

энергия тизимида реактив қувват манбаларини аралаш бошқариш тизими

учун уч фазали носимметрик токни кучланишга электр магнитли ўзгартиргич
конструкциясини ишлаб чиқиш;

уч фазали носимметрик токни кучланишга электр магнитли ўзгартиргич

асосида электр энергия сифатини таъминлаш усулини ишлаб чиқиш;

паст кучланишли электр тармоқларида электр энергия сифат

кўрсаткичларини ўлчаш қурилмасини ишлаб чиқиш.

Тадқиқотнинг объекти

сифатида паст кучланишли электр тармоқ-

ларидаги носимметрик иш ҳолатлари олинган.

Тадқиқотнинг предмети

электр энергия сифат кўрсаткичларини ўлчаш

ва таъминлаш воситалари, носимметрик иш ҳолатларида йўқотишларни
аниқлаш усулларини ташкил этади.

Тадқиқотнинг усуллари

. Тадқиқот жараёнида электротехника, электр

занжирлари ва тизимлари назарияси, симметрик ташкил этувчилар усули
қўлланилган.

Тадқиқотнинг илмий янгилиги

қуйидагилардан иборат:

паст кучланишли электр тармоқларида бўйлама ва кўндаланг

носимметрияда қўшимча йўқотишларни баҳолаш усули ишлаб чиқилган;

уч фазали носимметрик токни кучланишга электр магнитли

ўзгартиргичнинг схематик конструкцияси ишлаб чиқилган;

уч фазали носимметрик токни кучланишга электр магнитли

ўзгартиргичидан фойдаланиб электр энергия сифатини таъминлаш усули
ишлаб чиқилган;

паст кучланишли электр тармоқларида электр энергия сифат кўрсат-

кичларини ўлчаш учун мўлжалланган «Malika-01» қурилмаси ишлаб чиқилган.

8

Тадқиқотнинг амалий натижалари

қуйидагилардан иборат:

уч фазали носимметрик токнинг кучланишга электр магнитли

ўзгартиргичдан фойдаланиб электр энергия сифат кўрсаткичларини таъминлаш
усули ишлаб чиқилган;

носимметрик даражасини ҳисоблаш имконини берувчи алгоритм асосида

ишловчи паст кучланишли электр тармоқларида электр энергия сифат
кўрсаткичларини ўлчаш учун мўлжалланган «Malika-01» қурилмаси ишлаб
чиқилган.

Тадқиқот натижаларининг ишончлилиги.

Тадқиқот натижаларининг

ишончлилиги электротехника, электр занжирлари ва тизимлари назариясининг
фундаментал қоидаларига асосланганлиги билан, шунингдек назарий ва
экспериментал натижаларининг мос келиши билан белгиланади.

Тадқиқот натижаларининг илмий ва амалий аҳамияти.

Тадқиқот

натижаларининг илмий аҳамияти, симметрик ташкил этувчилар усулини
ночизиқли ва носимметрик юкламаларга эга бўлган, паст кучланишли электр
тармоқларидаги ўрнатилган носимметрик ҳолатларнинг параметрларини
аниқлаш масалаларини ечишда қўллаш, кўп сонли электр энергия сифат
кўрсаткичлари моҳиятини ўрганиш билан изоҳланади.

Олинган натижаларнинг амалий аҳамияти реактив қувват манбаларини

бошқариш тизимида, электр энергия сифатини таъминлаш усулини ва электр
энергия сифат кўрсаткичларини ўлчаш қурилмасини ишлаб чиқишдан иборат.
Ишлаб чиқилган импорт ўрнини босувчи қурилма паст кучланишли электр
тармоқларида электр энергия сифат кўрсаткичларини ўлчашда, электр энергия
сифатини яхшилашга йўналтирилган тадбирларни ишлаб чиқишда, электр
энергия билан таъминловчи ташкилотлар ва истеъмолчилар ўртасидаги, ўзаро
электр

энергия

ҳисоби

соҳасидаги

тижорат

муносабатларини

такомиллаштиришда кенг кўламда қўлланилиши билан изоҳланади.

Тадқиқот натижаларининг жорий қилиниши.

Паст кучланишли электр

тармоқларидаги носимметрик ҳолатларда электр энергия сифатини таъминлаш
усулларини ишлаб чиқиш илмий натижалар асосида:

уч фазали носимметрик токни кучланишга электр магнитли ўзгартиргич

схемасига Ўзбекистон интеллектуал мулк агентлигининг ихтирога патенти
олинган («Уч фазали ток носимметриялигини кучланишга электр магнитли
ўзгартиргич»; IAP 05383-сон, 2017 й.). Натижа маълумотларни ўзгартириш
аниқлигини икки марта ошириш имконини берган;

паст кучланишли электр тармоқларида носимметрик ҳолатларда

қўшимча йўқотишларни ҳисоблаш усули ҳамда «Malika-01» ўлчаш воситаси
«Ўзбекэнерго» АЖ тизимига кирувчи корхоналарга, жумладан Тошкент
ҳудудий электр тармоқлари корхонасига жорий қилинган («Ўзбекэнерго»
АЖнинг 2016 йил 6 ноябрдаги ДИ-01-21/4103-сон маълумотномаси). Илмий-
тадқиқот натижаларининг қўлланилиши носимметрик ҳолатларда 1,45%
қўшимча йўқотишларни аниқлаш ҳамда ушбу йўқотишларни 1,21 % га
камайтириш имконини берган;

ўрнатилган носимметрик ҳолатларда симметрик ташкил этувчилар

усулидан фойдаланиб, носимметрия даражасини ҳисоблаш имконини берувчи

9

алгоритм асосида ишловчи «Malika-01» ўлчаш воситаси Давлат реестрига
05.13919-2016-сон билан рўйхатга олинган («Ўзстандарт» агентлигининг
2016 йил 26 октябрдаги 1608-сон маълумотномаси).

Тадқиқот натижаларининг апробацияси.

Тадқиқот натижалари 8 та

илмий-амалий анжуманлар, шу жумладан 5 та Халқаро анжуманлар ва 3 та
республика илмий-амалий анжуманларида апробациядан ўтди.

Тадқиқот натижаларининг эълон қилиниши.

Диссертация мавзуси

бўйича жами 24 та илмий иш, хорижий журналларда 2 та мақола, Республика
журналларида 9 та мақола чоп этилган бўлиб, Ўзбекистон Республикасининг
битта ихтиро ва битта фойдали модел учун Патентлари мавжуд.

Диссертациянинг тузилиши ва ҳажми.

Диссертация кириш қисми,

тўртта боб, хулоса қисми, фойдаланилган адабиётлар рўйхати, иловалардан
ташкил топган. Диссертация ҳажми 119 бетни ташкил этади.

ДИССЕРТАЦИЯНИНГ АСОСИЙ МАЗМУНИ

Кириш

қисмида ўтказилган тадқиқотларнинг долзарблиги ва зарурати

асосланган, тадқиқотнинг мақсади ва вазифалари, объект ва предметлари
тавсифланган, республика фан ва технологиялари ривожланишининг устувор
йўналишларига мослиги кўрсатилган, тадқиқотнинг илмий янгилиги ва амалий
натижалари баён қилинган, олинган натижаларнинг илмий ва амалий аҳамияти
очиб берилган, тадқиқот натижаларини амалиётга жорий қилиш, нашр этилган
ишлар ва диссертация тузилиши бўйича маълумотлар келтирилган.

Диссертациянинг

«Электр

энергия

сифатини

таъминлаш

муаммоларининг ҳозирги кундаги ҳолати»

деб номланган биринчи бобида

электр тармоқларидаги (ЭТ) носимметрик ҳолатларни ҳисоблаш усуллари

кўриб чиқилган, мавжуд бўлган электр энергия сифат кўрсаткичларини (ЭСК)
ўлчаш воситаларининг (ЎВ) имкониятлари таҳлил қилинган, 0,4 кВли
тақсимловчи ЭТ иш ҳолатларини симметрияловчи мавжуд техник воситалар
кўриб чиқилган.

Фойдаланилаётган ЭСК ЎВнинг аниқлик синфи 0,3 ва ундан юқори

бўлганда, аниқ ҳисоблаш усулларидан фойдаланиш маъқул эмас, чунки бу
аниқлик бермайди. Шунингдек, аниқлиги юқори бўлган қурилмаларда маълум
бўлган таҳминий усуллардан фойдаланиш, усулий хатолик туфайли мақбул
эмас.

ЭСК таъминловчи воситалар таҳлили хулосасига кўра конденсаторли ва

электр магнитли симметрияловчи қурилмалар (СҚ) энг самарали СҚ эканлиги
аниқланган. Электр магнитли СҚ фақат коммунал-маиший юкламани
таъминлаш, конденсаторли қурилма эса - аралаш (коммунал-маиший ва ишлаб
чиқариш) юкламаларини таъминлаш учун тавсия этилиши мумкин.

Диссертациянинг

«Электр

тармоқларида

кучланиш

носим-

метриясини ўлчаш воситаси ва баҳолаш

усулини ишлаб чиқиш»

деб

10

номланган иккинчи бобида

кучланиш носимметрияси параметрларини

ҳисоблаш алгоритми ва бўйлама ва кўндаланг носимметрияда қўшимча
йўқотишларни баҳолаш усули ЭСК замонавий ЎВни ишлаб чиқишда
фойдаланилганлиги келтирилган.

Аниқ ҳисоблаш усули асосида кучланиш носимметрияси коэффи-

циентини ҳисоблаш алгоритми ишлаб чиқилган, у кучланишнинг тўғри, тес-
кари ва ноль кетма-кетлигини аниқлаш имконини беради, чунки кўп ҳолларда
нафақат симметрик ташкил этувчиларнинг кучланиш қийматини, балки фазалар
орасидаги нисбийликни ҳам баҳолаш зарур. Носимметрик кучланишлар
тизимли тармоқдан таъминланадиган бир қатор электр қурилмалар ишлашида
кузатиладиган жараёнларни янада объектив баҳолаш зарур.

Муаллиф томонидан замонавий микропроцессорли базада бажарилган

янги турдаги қурилма яратилган. Мазкур ўлчаш қурилмаси юқори метрологик
тавсифларга эга ва ГОСТ 32144-2013 талабларига жавоб беради.

Ўлчагич ўзи ва у билан ишлайдиган ходим учун ҳам механик ва электр

ҳимоясини таъминловчи пластмасса корпусга йиғилган ягона қурилма
кўринишида бажарилган (1-расм).

КЗБ – кириш занжирлари блоки,

б- ўлчаш қурилмасининг умумий кўриниши.

БТ – бошқариш тизими,
МП – марказий процессор
а-

ўлчаш қурилмасининг тузилиши;

1-расм. «Malika-01» ўлчаш қурилмаси

Энергияга боғлиқ бўлмаган ўрнатилган ички хотира сўнгги 10 кун

мобайнида олинган ўлчовлар натижаларининг маълумотларни сақланишини
таъминлайди. Маълумотларни «Malika-01» ўлчагичидан компьютерга узатиш
SD карта орқали амалга оширилади. Олинган барча ЭСК натижаларни кўриб
чиқиш, акс эттириш ва таҳлил қилиш учун «Case» дастури ишлаб чиқилган.

1-жадвалда ЭТ тавсия этилган ЭСК, назорат ва таҳлил қилиш учун зарур

б

ў

лган ўлчаш оралиқлари ва хатоликлари келтирилган.

11

1-Жадвал

Ўлчаш параметрлари рўйхати

№

Ўлчанаётган катталиклар номи

Бирлиги

Ўлчаш

оралиғи

Асосий хатоликларнинг

рухсат этилган чегараси





, %



, %

1

Кучланишнинг оғиши,

δ

U

y

%

-2 дан +20 гача

± 0,5

-

-

2

Кучланиш носимметриялигининг
тескари кетма-кетлик коэффициенти,

K

2

U

%

0,1 дан 15 гача

± 0,2

-

-

3

Кучланиш носимметриялигининг ноль
кетма-кетлик коэффициенти,

K

0

U

%

0,1 дан 15 гача

± 0,2

-

-

4

Ток носимметриялигининг тескари
кетма-кетлик коэффициенти,

K

2I

%

0,1 дан 50 гача

5

Ток носимметриялигининг ноль кетма-
кетлик коэффициенти,

K

0I

%

0,1 дан 20 гача

6

Частотанинг оғиши,

Δ

f

Гц

-3 дан +3 гача

± 0,02

-

-

7

Кучланишнинг ҳаддан ташқари
кўпайиш коэффициенти,

K

пер

U

нисб.

бир.

1,1 дан 1,5 гача

-

± 10

-

8

Кучланишнинг ҳаддан ташқари
кўпайишнинг давомийлиги,

Δ

t

пер

U

C

0,01 дан 60 гача ± 0,01

-

-

9

Кучланиш тушувининг чуқурлиги,

δ

U

п

%

10 дан 90 гача

-

± 2

-

10

Кучланиш тушувининг давомийлиги,

Δ

t

п

С

0,01 дан 60 гача ± 0,01

-

-

11

Кучланишнинг қиймати,

U

В

(0,8-1,2)

U

ном

±0,5

12

Токнинг қиймати,

I

А

(0,1-1,2)

I

ном

-

-

± 2

13

Кучланиш ва ток орасидаги фаза

бурчаги, cos

φ

UI

град.

–180 дан

+180 гача

±5

-

-

14

Актив, реактив қувватлар,

P,

Q

кВт,

кВар

(0,1-1,2)

U

ном

I

ном

-

-

± 5

Қўшимча йўқотишларни баҳолаш учун кучланишларнинг носимметрик

коэффициенти аналитик жиҳатдан асослаб берилган. Тескари ва ноль кетма-
кетликлар бўйича ток носимметрияси коэффициентининг катталигини аниқлаб
берувчи, фазалар -



I бўйлаб нобаланс катталиги муҳим ўрин тутади. Бунда

0,4 кВ тармоқдаги қувватларнинг йўқотиш катталиги қуйидаги кўринишда
намоён этилиши мумкин:



P = 3·I

1

2

·R

1

+ 3·I

2

2

·R

2

+3·I

0

2

·R

1

+ (3I

0

)

2

·R

0

[Вт], (1)

бунда R

1

ва R

2

– 0,4 кВ тармоқдаги тескари ва ноль кетма-кетликларнинг актив

қаршиликлари, мазкур ҳолатда улар ўзаро тенг бўлади; R

0

– ўтказичнинг ноль

кетма-кетликдаги токлар учун, актив қаршилиги (фаза-ноль).

Ушбу ҳолатда R

0

=R

1

нисбатни тўғри деб ҳисоблаш мумкин ва бундан

қуйидагини оламиз:



P = 3·I

1

2

·R

1

·

[1 + K

2

2

+ K

0

2

· (1+3R

0

/R

1

)], (2)

K

2

= K

0

= (



I/3)/(I

1

+



I/3) . (3)

12

Тармоқдаги қувватнинг нисбий йўқотиш катталигини (2) ва (3) ни (1)

ифодага қўйиб (фақат тўғри кетма-кетликнинг қувватлар йўқотишига нис-батан



P’=



P/3·(I

1

2

·R

1

)) ўзгартиришлардан сўнг қуйидагини ҳосил қиламиз:



P’ = 1 + 5·K

н

2

/( 3 + Kн )

2

, (4)

бунда K

н

=



I/I

1

- фазалар бўйича юклама токнинг носимметрия

коэффициенти.

2-расм. Фазалар бўйича кучланиш нобалансининг катталигига қараб

0,4 кВ тармоқда электр энергияси йўқотиши нисбий катталигининг ўзгариши

Жадвалдан кўриниб турибдики, (2-расм), K

н

=1.0 бўлса, тармоқдаги

йўқотишлар катталиги 30% дан кўпга ортади ва бу ўзгариш чизиқлига яқин.

Диссертациянинг

«Уч фазали носимметрик токни кучланишга электр

магнитли ўзгартиргичидан фойдаланиб

электр энергия сифатини

таъминлаш»

деб номланган учинчи бобида

уч фазали

носимметрик токни

кучланишга электр магнитли ўзгартиргич ва ушбу ўзгартиргичдан фойдаланиб
электр энергия сифатини таъминлаш усули ишлаб чиқилган.

Тадқиқот натижасида унификацияланган функционал имкониятли уч

фазали носимметрик токнинг кучланишга электр магнит ўзгартиргичи
чиқишида токнинг қиймати 100 мАгача, кучланиши эса 20 В бўлган сигналига
эга ўзгартиргичи ишлаб чиқилган.

Уч фазали носимметрик токни кучланишга электр магнитли ўзгартиргич

учун мўлжалланган қурилманинг конструкцияси ва технологиясини
соддалаштириш вазифаси кўйилган бўлиб, бу магнит ўтказгич ўқи бўйлаб
бирламчи фаза чўлғамларини жойлаштириш учун учта ўйиққа эга бўлган
стерженли қилиб бажарилган, ўйиқлар ўртасида эса ҳаво тирқиши қилинган
бўлиб, уларга ўртадагилари бир бирига кетма-кет ва четларидаги эса қарама-
қарши бирлаштирилган ясси ўлчов ғалтаклари ўрнатилган (3-расм, а).

Ўзгартиргич қуйидаги тарзда ишлайди. ЭТ 8, 9 ва 10 фазаларида ток оқиб

ўтганда, магнит ўтказгичда 7, тирқишлари 1, 2, 3’ ва 3’’ ясси ўлчов
ғалтакларининг ўрамлари Ф

1

, Ф

2

и Ф

3

кесишадиган магнитли оқимлар пайдо

бўлади ва бу кўрсаткич магнит кучланиш қийматини ҳам ифодалайди бунда:

13

а) б)

а–конструкциянинг умумий кўриниши. б–ясси ўлчов ғалтакли изоляцион пластинка

3-расм. Уч фазали носимметрик токни кучланишга электр магнитли ўзгартиргич

μ1

= (

A

·W

б1

) / R

μ1

[В]; (5)

μ2

= (

B

·W

б2

) / R

μ2

[В]; (6)

μ3

= (

C

·W

б3

) / R

μ3

[В]; (7)

бунда

A

,

В

,

С

- уч фазали ЭТ ток ўтказгичлари бўйлаб оқадиган бирламчи

токлар; W

б1

, W

б2

, W

б3

– бирламчи чўлғамларнинг ўрамлари сони (бу ерда

W

б1

=W

б2

=W

б3

=1, яъни ҳар бир бирламчи чўлғам бир ўрам кўринишида

бажарилган ва магнит ўтказгичнинг ўйиқларига жойлашган 7); R

μ1

, R

μ2

, R

μ3

–

мос равишда Ф

1

, Ф

2

ва Ф

3

магнитли оқимлар йўлидаги (магнит ўтказгичнинг ва

ҳаво тирқишларининг) умумий магнитли қаршиликлари;

μ1

,

μ2

,

μ3

– мос

равишдаги Ф

1

, Ф

2

ва Ф

3

магнит оқимларга тенг магнит кучланишлари.

Ҳар бир ясси ўлчов ғалтагининг чиқишидаги

1

,

2

,

3

(бунда

3

=

’

+

) кучланишлар магнит ўтказгич 7 ўйиқларининг ҳаво тирқиш-

ларидаги Ф

1

, Ф

2

и Ф

3

магнитли оқимларнинг ўзаро таъсирига қараб аниқланади

(3-расм, б):

1

= (Ф

1

- Ф

2

)/ 4,44·10

-8

f W

ў

1

= (Ф

1

- Ф

2

)/К

µэ

[В], (8)

2

= (Ф

2

- Ф

3

)/ 4,44·10

-8

f W

ў

2

= (Ф

2

- Ф

3

)/ К

µэ

[В], (9)

3'

=

4,44·10

-8

f W

ў

3’

Ф

1

[В], (10)

3''

=

4,44·10

-8

f W

ў

3’’

Ф

3

[В], (11)

бунда К

µэ

=1/(4,44·10

-8

·f·W

1

) – магнит оқимининг электр кучланишига

ўзгартириш коэффициенти, W

ў1

, W

ў2

, W

ў3’

, W

ў3’’

– ясси ўлчов ғалтаклари 1, 2, 3’

ва 3’’ (ясси ўлчов ғалтаклари ўрамлари W

ў

сони бир хил қилиб бажарилади)

ўрамларининг сони, f – таъминловчи ЭТ частотаси.

Симметрик уч фазали токда, яъни I

A

= I

В

= I

С

, ясси ўлчов ғалтак-ларининг

U

1

, U

2

, U

3

чиқиш кучланишлари (8-11) ифодаларга биноан ампли-тудаси бўйича

бир хил, чунки │Ф

1

-Ф

2

│=│Ф

2

-Ф

3

│, демак

эчиқ.

кучланиш (12) ифодага биноан

нольга тенг:

э.чиқ.

=

1

+

2

+

3

= 0 [В]. (12)

14

(12) ифодадан кўриниб турибдики, кучланиш

э.чиқ.

ясси ўлчов

ғалтакларини 1, 2, 3’ ва 3’’ бир-бирига кетма-кет, 3’ ва 3’’ ўзаро қарама-қарши
қилиб бирлаштириш йўли билан

1

,

2

ва

3

йиғиндиси сифатида аниқланади.

Магнит ўтказгич 7 электр тармоғининг

A

,

В

ва

С

фазалари токлари

билан яратилган Ф

1

, Ф

2

ва Ф

3

магнитли оқимлар, магнитли оқимларнинг

Ф

1

≠ Ф

2

≠ Ф

3

нотенглигида, демак уч фазали ЭТ

A

,

В

ва

С

бирламчи

токларининг нотенглигида ҳам пайдо бўладиган, чиқиш кучланиш

э.чиқ

кўринишидаги ЭТдаги уч фазали токларнинг носимметрияси ҳақидаги
маълумотларни олиш имконини беради.

Ўқ бўйлаб жойлашган учта ўйиқли бажарилган магнит ўтказгич ва

ўртадагилари бир-бирига кетма-кет ва четдагилари ўзаро қарама-қарши қилиб
бирлаштирилган ясси ўлчов ғалтаклари ўрнатилган ўйиқлар ўртасида пайдо
бўлган ҳаво тирқишларининг мавжудлиги, қўшимча ўзакнинг йўқлиги ҳисобига
конструкциясини сезиларли даражада соддалаштиради, шунингдек штампли
технологияни кенг қўллаш имконияти асосида магнит ўтказгични тайёрлаш
технологиклигини оширади.

Носимметрия қийматини билган ҳолда, муаллиф томонидан ишлаб

чиқилган Штейнметц схемаси асосида бажарилган, бошқариладиган СҚдан
фойдаланиш мумкин. (4-расм). Ушбу қурилманинг бошқарилмайдиган
қурилмалардан фарқи кондесатор батареялар қуввати микропроцессорлик
бошқариш блоки (МПББ) асосида параллел уланган конденсаторлар
секциялари қисмини ёқиш ва ўчириш орқали бошқарилади. МПББ уч фазали
носимметрик токлар ва кучланишлар ҳақида сигнални носимметрик токни
кучланишга электр магнитли ўзгартиргич асосида қабул қилади. Электр юклама
Z

н

ва симметрияловчи индуктив элементи L зарур бўлган реактив қувватни

манба – статик конденсатор батареяларидан С

к

олади.

4-расм. Бошқариладиган симметрияловчи қурилманинг схемаси

Магнитли пускателларнинг (КМ

1

-КМ

n

) куч контактларини бошқариш

асосида, конденсатор қурилмалари С

1

–С

n

сиғимларини бошқариш ва электр

таъминоти тизимининг кучланишларини симметриялаш таъминланади. Реактив
қувват манбаларини аралаш бошқаришда уч фазали бирламчи токни иккиламчи
кучланишга электр магнитли ўзгартиргичлар конструкцияларини энергия
тизими ЭТларига жорий қилиш, уч фазали ЭТларни, токлар қиймати ва фазаси
бўйича назорат қилиш ва бошқаришда носимметрияни инобатга олишни

15

имконини беради.

Шундай қилиб, реактив қувват манбаларини аралаш бошқариш усули ва

элементи ишлаб чиқилди. Тадқиқодлар натижалари реактив қувват
манбаларини автоматик бошқариш схемаларида жорий қилинди.

Диссертациянинг

«Электр энергия сифат кўрсаткичларини ўлчаш ва

таъминлаш қурилмаларини иқтисодий асослаш»

деб номланган тўр-тинчи

бобида амалдаги 0,4 кВли ЭТларда носимметрик шароитда ўлчаш
қурилмасидан фойдаланган ҳолда ҳисобий, тажрибавий тадқиқотлар ўтказилган
ва СҚ қўллашнинг иқтисодий самарадорлиги ҳисобланган.

Тадқиқотнинг амалий қисми сифатида Тошкент ҳудудий электр тар-

моқлари корхонасининг Зангиота туманидаги 399 – сон трансформатор пунк-ти
(ТП) танлаб олинган. 5-7–расмларда ТП паст кучланишли томонининг
бошланишида олинган ЭСК параметрларининг етти кунлик ўзгариш
осциллограммалари (барча чиқувчи тармоқлар йиғиндиси) тақдим этилган.

5-расм. Фаза кучланишлари осциллограммалари

6-расм. Фаза актив қувватлари осциллограммалари

7-расм. Ноль (K

0I

) ва тескари (K

2I

) кетма-кетликлар бўйича

ток носимметрияси коэффициентлари осциллограммалари

16

Осциллограммалар шуни кўрсатадики, носимметрия параметрлари ГОСТ

32144-2013 талабларига мос келмайди. Батафсил ўрганиш учун ҳар бир электр
узатиш тармоғида кунлик алоҳидадан ўлчовлар ўтказилган. Мисол тариқасида
3–тармоқ танлаб олинган. Тадқиқот қилинаётган вақт мобайнида ўртача ток 3–
тармоқнинг «А» фазасида – 20,6 А, «В» – 8,4, «С» – 11,1 А тенглиги
аниқланган. Юкламанинг тенг тақсимланмаганлиги тескари ва ноль кетма-
кетликлар бўйича толар носимметрияси коэффициентларининг юзага келишига
олиб келган (8-расм), уларнинг ўртача қиймати

К

2i

– 0,303,

К

0i

– 0,33. Бунинг

оқибатида қўшимча йўқотишлар коэффициенти ўртача қиймати

К

р

=1,45 га тенг

бўлган ортишига олиб келган.

а) кучланиш носимметрияси коэффициентининг

тескари кетма-кетлиги

ў

згаришлари К

2U

в) ток носимметрияси коэффициентининг

тескари кетма-кетлиги

ў

згариши К

2I

б) кучланиш носимметрияси коэффициентининг нол

кетма-кетлиги

ў

згаришлари К

0U

г) ток носимметрияси коэффициентининг нол

кетма-кетлиги

ў

згариши К

0I

8-расм. Тескари ва нол кетма-кетликлар бўйича кучланиш ва токлар

носимметрияси коэффициентларини ўзгаришларининг графиглари

Кўриб чиқилаётган электр узатиш тармоғида коэффициентлар СҚ бўл-

маганда энг катта қийматларга эга: K

2I

=30 %, K

0I

=33 %, K

Р

=1,45 (8-расм, в, г).

Тармоқнинг бутун узунлиги бўйича ТПдан энг узоқ жойлашган тугунгача
таҳлил қилинаётган коэффициентлар ошиши кузатилган. СҚ уланганда
биринчи тугунда, СҚ қўйилмаган иш ҳолатига нисбатан, K

2I

=15 %, K

0I

=17 %,

K

Р

–1,12гача

камайиши

кузатилган.

Бошқа

юкламалар

тугунларида

СҚ уланганда кўриб чиқилаётган коэффициентлар қуйидагича ўзгарган:

СҚ тармоқнинг ўртасига уланганда (иккинчи тугун): K

2I

18 % гача ошган;

K

0I

22 % гача камайган; K

Р

– 1,23 гача камайган;

СҚ тармоқнинг охирига уланганда (учинчи тугун): K

2I

23 % гача ошган;

K

0I

19 % гача камайган; K

Р

–1,35 гача камайган;

17

0,4 кВли тармоқнинг узунлиги бўйлаб СҚнинг уланиш нуқтасига боғлиқ

ҳолда, K

2I

, K

0I

ва K

P

коэффициентларнинг ўзгаришлари келтирилган

(9-12 расм).

Шундай қилиб, СҚни биринчи тугунга уланганда энг юқори

симметриялаш эффекти кузатилган, шунга асосан кучланиш носимметрияси
коэффициентининг ноль кетма-кетлиги рухсат этилган қийматларда ушлаб
туришга хизмат қилган.

S

H

- носимметрик юклама қуввати;

Ss – симметрик юклама қуввати;

S

СУ

– СҚнинг куввати.

9-расм. Электр тармогига юклама ва СҚ

уланиш схемаси

10-расм. 0,4 кВли тармоқнинг узунлиги

бўйлаб қувват йўқолишини коэффи-

циенти ўзгаришининг графиги

11-расм. 0,4 кВли тармоқнинг узунлиги

бўйлаб кучланишнинг тескари кетма-

кетлик коэффициенти ўзгаришининг

графиги

12-расм. 0,4 кВли тармоқнинг узунлиги

бўйлаб токнинг ноль кетма-кетлик ко-

эффициенти ўзгаришининг графиги

СҚ

жорий

қилиш

натижасида,

0,4

кВли

тармоқларда

ва

трансформаторларда кучланишлар носимметрияси ва улардаги электр энергия
йўқолишини камайтирган, шунингдек электр қурилмалардаги кучланиш
сифатини оширишга хизмат қилган.

18

ХУЛОСА

«Паст кучланишли электр тармоқларидаги носимметрик ҳолатларида

электр энергия сифатини таъминлаш усулларини ишлаб чиқиш» техника
фанлари бўйича фалсафа доктори (PhD) диссертацияси мавзуси бўйича
ўтказилган тадқиқот натижалари асосида қуйидаги хулоса тақдим этилган:

1. Фазалар бўйича бир фазали юкламаларнинг тенг тақсимланмаганлиги

ва улар ишлашининг тасодифий характери оқибатида, 0,4 кВ паст кучланишли
тақсимловчи

электр

тармоқларида

токлар

ва

кучланишларнинг

носимметриклик ҳолатларини юзага келтиради, бу эса электр энергия сифат
кўрсаткичларининг сезиларли ёмонлашувидан қўшимча йўқотишларни
аниқлаш имконини беради.

2. Носимметрик юкламали паст кучланишли тармоқлардаги сифат

кўрсаткичларини таъминлаш ва йўқотишларни бартараф этишга имкон
берадиган усуллар ва техник воситаларни қўллаш таҳлил қилинди. Ушбу
тармоқларда токлар носимметриясини камайтириш учун автоматик қувват
ростлагичига эга бўлган махсус симметрияловчи қурилмалар энг самарали
техник восита бўлиб хизмат қилади.

3. Бўйлама ва кўндаланг носимметрияда қўшимча йўқотишларни баҳолаш

усули ишлаб чиқилди. Фазалар бўйича юклама токини носимметрия
коэффициенти K

н

=1.0 га тенг бўлганда, тармоқдаги йўқотишлар қиймати 30%

тенг бўлиб ва бу боғлиқлик чизиқлига яқин равишда ошиб бориши исботланди.

4. Реактив қувват компенсациясини бошқаришнинг аралаш усули учун

уч фазали носимметрик токни кучланишга электр магнитли ўзгартиргичи
ишлаб чиқилди ва унинг конструкциясига ихтиро учун IAP 05383–сонли
патенти олинди. Ушбу ўзгартиргич мавжудларига нисбатан икки баробар
юқори аниқликдаги маълумотларни ўзгартириш имконини беради.

5. Уч фазали носимметрик токни кучланишга электр магнитли

ўзгартиргичидан фойдаланиб тайёрланган электр энергия сифатини таъминлаш
имконини берувчи симметрияловчи қурилма биринчи тугунга уланганда,
симметрияловчи қурилма қўйилмаган иш ҳолатига нисбатан, K

2I

=15 %, K

0I

=17

%, K

Р

–1,12 гача камайиши аниқланди. Симметрияловчи қурилмани биринчи

тугунга улашниши энг юқори симметриялаш эффектини кузатиш имконини
беради.

6. Паст кучланишли электр тармоқларида электр энергия сифат

кўрсаткичларини ўлчаш учун мўлжалланган «Malika-01» ўлчаш воситаси
яратилди ва фойдали модел учун FAP 01166–сонли патенти олинди. Давлат
реестрга 05.13919-2016–сони билан рўйхатга киритилди.

19

НАУЧНЫЙ СОВЕТ ПО ПРИСУЖДЕНИЮ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ

ДОКТОРА НАУК DSc.27.06.2017.Т.03.03 ПРИ ТАШКЕНТСКОМ

ГОСУДАРСТВЕННОМ ТЕХНИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ и

ООО «НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР»

ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

ХОЛИДДИНОВ ИЛХОМБЕК ХОСИЛЖОНОВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

ПРИ НЕСИММЕТРИЧНЫХ РЕЖИМАХ

В НИЗКОВОЛЬТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ

05.05.02 – Электротехника. Электроэнергетические станции, системы.

Электротехнические комплексы и установки

АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ ДОКТОРА ФИЛОСОФИИ (PhD)

ПО ТЕХНИЧЕСКИМ НАУКАМ

Ташкент – 2017

20

Тема диссертации доктора философии (PhD) по техническим наукам зарегистрирована в

Высшей аттестационной комиссии при Кабинете Министров Республики Узбекистан за
№ B 2017.1.PhD/T92.

Докторская диссертация выполнена в Ташкентском государственном техническом универси-

тете имени Ислама Каримова.

Автореферат диссертации на трех языках (узбекский, русский, английский (резюме)) разме-

щен на веб-странице Научного совета (

www.tdtu.uz

) и Информационно-образовательном портале

«ZiyoNet» (

www.ziyonet.uz

).

Научный руководитель:

Аллаев Кахрамон Рахимович

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты:

Бобожонов Максуд Каландарович

доктор технических наук, профессор

Соколов Валерий Константинович

доктор технических наук, профессор

Ведущая организация:

Ташкентский институт инженеров

железнодорожного транспорта

Защита диссертации состоится «___» _______2017 г. в _____ часов на заседании Научного со-

вета DSc 27.06.2017.Т.03.03 при Ташкентском государственном техническом университете и
ООО «Научно-технический центр». (Адрес: 100095, г Ташкент, ул. Университетская, 2. Тел.: (99871)
246-46-00; факс: (99871) 227-10-32; e-mail: tstu_info@tdtu.uz.

С диссертацией можно ознакомиться в Информационно-ресурсном центре Ташкентского государ-

ственного технического университета (регистрационный номер - ____). (Адрес: 100095, Ташкент, ул. Уни-
верситетская, 2. Тел.: (99871) 246-03-41.

Автореферат диссертации разослан «____» _________

2017 года.

(протокол рассылки № «___» от «____» _________

2017 г.).

Р.А. Захидов

Заместитель председателя научного совета

по присуждению учёных степеней,

д.т.н., профессор, академик АН РУз

О.Х. Ишназаров

Ученый секретарь научного совета

по присуждению учёных степеней, д.т.н.

М.И. Ибадуллаев

председатель научного семинара

при научном совете по присуждению

учёных степеней, д.т.н., профессор.

21

Введение (аннотация диссертации доктора философии (PhD))

Актуальность и востребованность темы диссертации.

На сегодняшний

день в мировой практике особое значение уделяется снабжению потребителей
бесперебойной качественной электроэнергией и снижению потерь, возникаю-
щих вследствие ухудшения качества электроэнергии. В этом отношении в сфе-
ре энергетики пристальное внимание уделяется повышению эффективности
генерации, передачи и потребления электроэнергии. В развитых странах мира
«потери электроэнергии сосредоточены в основном в сетях 0,4–10 кВ, общая
доля потерь в них, от суммарных, в целом составляет около 60 %»

1

.

3

В мире особое внимание придаётся определению показателей качества

электроэнергии с помощью специализированных средств измерений. В этой
сфере осуществление направленных научно-исследовательских работ, в том
числе направленных на разработку усовершенствованных алгоритмов расчета
для определения уровня установившегося несимметричного режима в электри-
ческих сетях, создание методов и технических средств снижения несимметрии
токов и напряжений, разработка средств измерения показателей качества
электроэнергии в низковольтных электрических сетях являются одними из
важнейших задач.

С приобретением независимости республике особое внимание было уде-

лено качественному развитию энергетики, являющейся одной из важнейших
отраслей экономки, способствующих повышению её технико-технологического
уровня на основе современных требований. В этой связи при учете
электроэнергии

в низковольтных электрических сетях были достигнуты

определенные успехи, в том числе создано эффективное управление с
использованием автоматизированной системы контроля и учета электроэнер-
гии. Вместе с этим необходимо совершенствование, в том числе устройств
повышения качества и снижения потерь электроэнергии в низковольтных
электрических сетях. В Стратегии действий по дальнейшему развитию
Республики Узбекистан в 2017-2021 годах отмечены задачи «… улучшение
обеспечения населения электрической энергией на основе строительства новых
и модернизации действующих электрогенерирующих мощностей, обновления
низковольтных электрических сетей и трансформаторных пунктов, а также
реализация мер по улучшению обеспечения населения другими топливно-
энергетическими ресурсами и расширение использования возобновляемых
источников энергии»

2

.

4

Осуществление этой задачи, в том числе создание

устройств определения и устранения несимметричных режимов низковольтных
электрических сетей и трансформаторных пунктов является одним из важней-
ших вопросов.

Данное диссертационное исследование в определённой степени служит

выполнению задач, предусмотренных в

Указе Президента Республики

Узбекистан №УП-4947 от 7 февраля 2017 года «О Стратегии действий по

1

3

https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=2833

2

Указ Президента Республики Узбекистан №УП-4947 от 7 февраля 2017 года «О Стратегии действий по

дальнейшему развитию Республики Узбекистан».

22

дальнейшему развитию Республики Узбекистан», Постановлении Президента
№ПП-2661 от 23 ноября 2016 года

«О Программе по дальнейшей модернизации

и обновлению низковольтных электрических сетей на период 2017-2021 годы»
и Постановлении Кабинета Министров Республики Узбекистан №294 от
13 декабря 2010 года

«

О программе модернизации и обновления низковольт-

ных электрических сетей на 2011-2015 годы

»

,

а также в других нормативно-

правовых документах, принятых в этой сфере.

Соответствие исследования с приоритетными направлениями

развития науки и технологий в республике

. Данное исследование выполнено

в соответствии с приоритетным направлением развития науки и технологий
республики II.«Энергетика, энерго- и ресурсосбережение».

Степень изученности проблемы.

Научные исследования, направленные

на разработку устройства, алгоритмов и методов обеспечения показателей
качества электроэнерии при несимметричных режимах в низковольтных
электрических сетях, осуществляются в ведущих научных центрах и высших
образовательных учреждениях мира, в том числе в University of Michigan
(США), University of Waterloo (Канада),

Technical University of Ilmenau

(Германия), Tokyo technology institute (Япония), University of Cantabria
(Испания), Polytechnic University of Milan (Италия), University of Canterbury
(Новая Зеландия), Институте

э

лектродинамики (Украина), НИУ «Московский

энергетический институт» (Россия), ООО «Научно-технический центр» и ООО
«Энергоцентр» (Узбекистан).

Большой вклад в решение научных проблем повышения эффектив-ности

электроснабжения низковольтных сетей, снижения потерь, повышения качества
электроэнергии внесли известные ученые В.А. Веников, Н.А. Мельников,
Л.А. Солдаткина, И.А. Будзко, И.В. Жежеленко, В.И. Идельчик, С.Ю. Гамазин,
Ю.С. Железко, Т.Б. Лещинская, И.И. Карташев, В.Н. Тульский, а также
отечественные ученые Х.Ф. Фазылов, Дж.А. Абдуллаев, Т.Х. Насиров,
К.Р. Аллаев, А.А. Хошимов, Ф. Хошимов, Т.М. Кодиров и др. Исследования,
посвящённые проблеме улучшения качества и снижения потерь электроэнергии
в низковольтных распределительных сетях 0,4 кВ, непосредственно связаны с
решением задачи симметрирования режимов работы этих сетей.

Исследованию и разработке эффективных методов оценки несимметрии

посвящены научные работы известных авторов, таких как: В.Г. Аввакумов,
А.К. Шидловский, В.Г. Кузнецов, Ф.Д. Косоухов, И.В. Наумов, В.А. Агунов,
Т.П. Губенко, Х. Акаги, Дж. Арриллага и др. Несмотря на значительные дости-
жения, актуальной остается проблема совершенствования разработанных и со-
здания новых методов обеспечения качества электроэнергии при несимметрич-
ных режимах. В настоящей работе в достаточной степени изучена разработка
методов обеспечения качества электроэнергии и расчет дополнительных потерь
при несимметричных режимах, а также разработка устройства для измерения
показателей качества электроэнергии в низковольтных распределительных
электрических сетях.

23

Связь диссертационного исследования с планами научно-исследо-

вательских работ высшего образовательного учреждения, где выполнена
диссертация.

Диссертационное исследование выполнено в рамках плана

научно-технических исследовательских работ Ташкентского государственного
технического университета ИОТ–2013–2–28 «Внедрение в промышленных
предприятиях энергосберегающих автоматических регуляторов реактивной
мощности» (2013-2014), научно-технического исследования № 9/15 «Разработ-
ка методов, программных и аппаратных средств обеспечения качества электри-
ческой энергии в распределительных сетях 0,4 кВ» (2015).

Целью исследования

является разработка методов и средств обеспече-

ния показателей качества электроэнергии при установившихся несимметрич-
ных режимах в низковольтных электрических сетях.

Задачи исследования:

анализ технических средств устранения несимметричных режимов в

электрических сетях;

разработка методики оценки потерь при продольной и поперечной

несимметрии;

разработка конструкции электромагнитного преобразователя несимметрии

трехфазного тока в напряжение для систем комбинированного управления реак-
тивной мощностью энергосистем;

разработка методики обеспечения качества электроэнергии на основе

электромагнитного преобразователя несимметрии трехфазного тока в напряже-
ние;

разработка устройства измерения показателей качества электроэнергии в

низковольтных электрических сетях.

Объектом исследования

являются несимметричные режимы работы

низковольтных электрических сетей.

Предмет исследования

составляют технические средства обеспечения

и средства измерения показателей качества электроэнергии, методы
уменьшения потерь при несимметричных режимах работы.

Методы исследований.

В процессе исследований использованы

электротехника, теория электрических цепей и систем, методы
симметричных составляющих.

Научная новизна исследования

заключается в следующем:

разработка методики оценки потерь при продольной и поперечной

несимметрии в низковольтных электрических сетях;

разработана схематическая конструкция электромагнитного преобразова-

теля несимметрии трехфазного тока в напряжение;

разработана метод обеспечения качества электроэнергии с использова-

нием электромагнитного преобразователя несимметрии трехфазного тока в
напряжение;

разработано устройство «Malika-01», предназначенное для измерения

показателей качества электроэнергии в низковольтных электрических сетях.

24

Практические результаты исследования

заключаются в следующем:

разработана метод обеспечения качества электроэнергии с использовани-

ем электромагнитного преобразователя несимметрии трехфазного тока в
напряжение;

разработано устройство «Malika-01», предназначенное для измерения

показателей качества электроэнергии в низковольтных электрических сетях,
которое работает на основе алгоритма расчета уровня несимметрии.

Достоверность полученных результатов исследования.

Достоверность

результатов исследования базируется на фундаментальных законах электротех-
ники, теории электрических сетей и систем, а также подтверждается совпаде-
нием теоретических и экспериментальных результатов.

Научная и практическая значимость результатов исследования.

Научная значимость результатов исследования характеризуется изучением
сущности многочисленных

показателей

качества

электроэнергии,

с

применением метода симметричных составляющих для решения задач по
определению параметров установившихся несимметричных режимов в
низковольтных электрических сетях, содержащих нелинейные и несимметрич-
ные нагрузки.

Практическая значимость результатов работы заключается в разработке

методики обеспечения качества электроэнергии в системе управления
источниками реактивной мощности и устройства измерения показателей
качества электроэнергии. Разработанное импортозамещающее устройство
найдет широкое применение при совершенствовании коммерческих взаимоот-
ношений в области учета электроэнергии, расчетах между энергоснаб-
жающими организациями и потребителями, а также при разработке мероприя-
тий, нацеленных на улучшение качества электроэнергии.

Внедрение результатов исследования.

На основе научных результатов

разработки методов обеспечения качества электроэнергии при несимметричных
режимах в низковольтных электрических сетях:

получен патент на конструкцию электромагнитного преобразователя

несимметрии трехфазного тока в напряжение в системе управления
источниками реактивной мощности, от Агентства интеллектуальной собствен-
ности Узбекистана («Электромагнитный преобразователь несимметричности
трехфазного тока в напряжение», IAP №05383 – 2017 г.). В результате создана
возможность повышения точности преобразования информации в два раза;

методика оценки потерь при несимметричных режимах в низковольтных

электрических сетях и средство измерений «Malika-01» внедрены на

предприя-

тиях АО «Узбекэнерго», в том числе на Ташкентском территориальном пред-
приятии электрических сетей (справка АО «Узбекэнерго» от 6 ноября 2016 года
№ДИ–01–21/4103). Результаты научно-исследовательских работ позволили
определить дополнительные потери в 1,45%, обусловленные несимметрично-
стью режимов и снизить потери электроэнергии до 1,21%;

средство измерения «Malika-01» внесено в Государственный реестр с

№05.13919-2016 Агентства «Узстандарт» работающий на основе алгоритма
расчета уровня несимметрии при использовании метода симметричных состав-

25

ляющих в установивщихся несимметричных режимах (справка Агентства
«Узстандарт» от 24 октября 2016 года №1608).

Апробация результатов исследования.

Результаты данного исследова-

ния прошли апробацию на 8 научно-практических конференциях, в том числе
на 5-х международных конференциях и 3-х Республиканских научно-
практических конференциях.

Публикация результатов исследования.

По теме диссертации опубли-

ковано 24 научные работы, 2 статьи в иностранном журнале, 9 - в республикан-
ских журналах, вместе с тем имеется 2 Патента Республики Узбекистан на
изобретение и полезную модель.

Структура и объём диссертации.

Диссертация состоит из введения, че-

тырех глав, заключения, списка литературы, приложений. Объем диссертации
составляет 119 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении

обосновываются актуальность и востребованность

проведенного исследования, цель и задачи исследования, характеризуются
объект и предмет, показано соответствие исследования приоритетным направ-
лениям развития науки и технологий республики, излагаются научная новизна
и практические результаты исследования, раскрываются научная и
практическая значимость полученных результатов, внедрение в практику ре-
зультатов исследования, сведения по опубликованным работам и структуре
диссертации.

Первая глава диссертации

«Современное состояние проблемы

обеспечения качества электроэнергии»

посвящена методам расчета несим-

метричных режимов электрических сетей (ЭС), анализируются возможности
существующих средств измерений показателей качества электроэнергии
(СИ ПКЭ), а также рассмотрены существующие технические средства симмет-
рирования режимов работы распределительных ЭС 0,4 кВ.

Когда класс точности используемого прибора равен 0,3 или более,

использование точных методов нецелесообразно, так как это практически не
дает уточнения. Также нецелесообразно применение высокоточных приборов с
существующими приближенными методами из-за неизбежной методической
погрешности.

Наиболее эффективными симметрирующими устройствами (СУ) являют-

ся конденсаторное и электромагнитное СУ. Причем электромагнитное СУ мо-
жет быть рекомендовано для ЭС, питающих только коммунально-бытовую
нагрузку, а конденсаторное устройство – для питания смешанной (коммуналь-
но-бытовой и производственной) нагрузок.

26

Во второй главе диссертации

«Разработка методики и средства изме-

рения несимметрии напряжений в электрических сетях»

представлены

алгоритм расчета коэффициента несимметрии напряжений и методика оценки
потерь при продольной и поперечной несимметрии, которые использованы при
разработке современного средства измерения показателей качества электро-
энергии.

Разработан алгоритм расчета коэффициента несимметрии напряжений на

основе точного метода расчета, позволяющий определять напряжения прямой,
обратной и нулевой последовательностей, так как во многих случаях необхо-
димо оценивать не только величину напряжений симметричных составляющих,
но и фазное соотношение между ними. Это позволяет более объективно оце-
нить процессы, протекающие при работе ряда электроприемников, питающихся
от сети с несимметричной системой напряжений.

Автором создано инновационное устройство, выполненное на современ-

ной микропроцессорной базе. Данное устройство измерения обладает высоки-
ми

метрологическими

характеристиками

и

отвечает

требованиям

ГОСТ 32144-2013.

Измеритель выполнен в виде единого устройства, собранного в пластмас-

совом корпусе (рис. 1), обеспечивающем механическую и электрическую
защиту как самому измерителю, так и работающему с ним персоналу.

БВЦ – блок входных цепей, СУ – система

управления (клавиатура), ЦП- централь-ный

процессор;

а- структура устройства

измерения;

б- общий вид устройства измерения.

Рис. 1. Измерительное устройство «Malika-01»

Встроенная энергонезависимая память обеспечивает сохранение данных

полученных результатов в течение последних 10 суток измерений. Передача
данных с измерителя «Malika-01» на компьютер производится посредством
SD–карт. Для анализа и просмотра полученных результатов измерений ПКЭ
разработана программа «Case», отображающая все параметры.

Рекомендуемые ПКЭ диапазоны измерений параметров и погрешности

СИ, необходимые для контроля и анализа ЭС, приведены в табл. 1.

27

Таблица 1

Перечень измеряемых параметров

№

п

ун

кта

Наименование измеряемой величины

Р

аз

м

ер

-

нос

ть

Диапазон из-

мерения

Пределы допускае-

мой основной по-

грешности





, %



, %

1

Отклонение напряжения, δ

U

y

%

от -2 до +20

± 0,5

-

-

2

Коэффициент несимметрии напряжений
обратной последовательности,

K

2

U

%

от 0,1 до 15

± 0,2

-

-

3

Коэффициент несимметрии напряжений
нулевой последовательности,

K

0

U

%

от 0,1 до 15

± 0,2

-

-

4

Коэффициент несимметрии тока обрат-
ной последовательности,

K

2I

%

от 0,1 до 50

5

Коэффициент несимметрии тока нуле-
вой последовательности,

K

0I

%

от 0,1 до 20

6

Отклонение частоты, Δ

f

Гц

от -3 до +3

± 0,02

-

-

7

Коэффициент временного перенапряже-
ния,

K

пер

U

отн.

ед.

от 1,1 до 1,5

-

± 10

-

8

Длительность временного перенапряже-
ния, Δ

t

пер

U

c

от 0,01 до 60 ± 0,01

-

-

9

Глубина провала напряжения, δ

U

п

%

от 10 до 90

-

± 2

-

10 Длительность провала напряжения, Δ

t

п

с

от 0,01 до 60 ± 0,01

-

-

11 Значение напряжения,

U

В

(0,8-1,2)

U

ном

±0,5

12 Значение тока,

I

А

(0,1-1,2)

I

ном

-

-

± 2

13

Фазовый угол сдвига между напряже-

нием и током сos

φ

UI

град. –180… +180

±5

-

-

14 Активная, реактивная мощности,

P,

Q

кВт,

кВар

(0,1-1,2)

U

ном

I

ном

-

-

± 5

Аналитически обоснован коэффициент неравномерности нагрузки для

оценки дополнительных потерь. Основную роль играет величина небаланса
тока по фазам -



I, которая и определяет величину коэффициента несимметрии

тока по обратной и нулевой последовательностям. При этом величина потерь
мощности в сети 0,4 кВ может быть представлена в следующем виде:



P = 3·I

1

2

·R

1

+ 3·I

2

2

·R

2

+3·I

0

2

·R

1

+ (3I

0

)

2

·R

0

[Вт]; (1)

где R

1

и R

2

– активные сопротивления прямой и обратной последо-вательности

сети 0,4 кВ, в данном случае они равны между собой; R

0

– активное сопротив-

ление нулевого провода для токов 0-й последовательности (петля фаза-ноль).

В данном случае можно считать справедливым соотношение R

0

=R

1

и по-

лучим:



P = 3·I

1

2

·R

1

·

[1 + K

2

2

+ K

0

2

· (1+3R

0

/R

1

)], [Вт]; (2)

28

K

2

= K

0

= (



I/3)/(I

1

+



I/3) . (3)

Подставляя (2) и (3) в (1), и перейдя к вычислению относительной вели-

чины потерь мощности в сети (относительно потерь мощности прямой после-
довательности



P’=



P / 3·(I

1

2

·R

1

),

после преобразований получим:

K = 1 + 5·K

н

2

/( 3 + K

н

)

2

, (4)

где K

н

=



I / I

1

- коэффициент несимметрии токовой нагрузки по фазам.

Рис. 2. Изменение относительной величины потерь электроэнергии в сети 0,4 кВ в за-

висимости от величины K

н

нагрузки по фазам

Как видно из графика (рис. 2), при K

н

= 1.0, величина потерь в сети уве-

личивается более, чем на 30%, и эта зависимость близка к линейной.

В третьей главе

диссертации

«Обеспечение качества электроэнергии с

использованием

электромагнитного

преобразователя

несимметрии

трехфазного тока в напряжение»

разработан электромагнитный преобразова-

тель несимметрии трехфазного тока в напряжение и приведена методика обес-
печения качества электроэнергии с использованием данного преобразователя.

В результате исследования были разработаны электромагнитные преоб-

разователи несимметрии трехфазного тока в напряжение с унифицированными
функциональными возможностями и выходным сигналом: ток - до 100 мА,
напряжение - до 20 В.

Была поставлена задача упростить конструкцию и технологию изготов-

ления устройства для преобразования несимметрии трехфазного тока в напря-
жение, которая решается тем, что магнитопровод выполнен стержневым, вдоль
оси которого имеются три выемки для расположения первичных фазных
обмоток, сделаны воздушные зазоры, в которых установлены плоские
измерительные катушки, соединенные средние последовательно и крайние-
встречно (рис. 3, а).

Преобразователь работает следующим образом. При протекании тока в

фазах ЭС 8, 9 и 10, в магнитопроводе 7 появляются магнитные потоки Ф

1

, Ф

2

и

Ф

3

, соответственно, равны значениям магнитных напряжений, которые в зазо-

рах пересекают витки плоских измерительных катушек 1, 2, 3’ и 3’’, при этом:

29

а) б)

а – общий вид конструкции; б – изоляционная пластинка с плоскими измерительными ка-

тушками.

Рис. 3. Электромагнитный преобразователь несимметрии трехфазного тока

в напряжение

μ1

= (

A

·W

п1

) / R

μ1

[ В], (5)

μ2

= (

B

·W

п2

) / R

μ2

[ В], (6)

μ3

= (

C

·W

п3

) / R

μ3

[ В], (7)

где

A

,

В

,

С

- первичные токи, протекающие по токопроводам трехфазной

электрической сети; W

п1

, W

п2

, W

п3

– число витков первичных обмоток (здесь

W

п1

=W

п2

=W

п3

=1, т.е. каждая первичная обмотка выполнена в виде одного витка

и расположена в выемках магнитопровода 7); R

μ1

, R

μ2

, R

μ3

– соответственно,

суммарные магнитные сопротивления (магнитопровода и воздушных зазоров)
на пути магнитных потоков Ф

1

, Ф

2

и Ф

3

;

μ1

,

μ2

,

μ3

– соответственно, магнит-

ные напряжения.

Напряжения на выходе каждой плоской измерительной катушки

1

,

2

,

3

(где

3

=

+

) определяются в зависимости от взаимовлияния магнит-

ных потоков Ф

1

, Ф

2

и Ф

3

в воздушных зазорах выемок магнитопровода 7 (рис.

3, б):

1

= (Ф

1

- Ф

2

)/ 4,44·10

-8

f W

в1

= (Ф

1

- Ф

2

)/К

µэ

[В], (8)

2

= (Ф

2

- Ф

3

)/ 4,44·10

-8

f W

в2

= (Ф

2

- Ф

3

)/ К

µэ

[В], (9)

3'

=

4,44·10

-8

f W

в1

Ф

1

[В], (10)

3''

=

4,44·10

-8

f W

в4

Ф

3

[В], (11)

где К

µэ

=1/(4.44·10

-8

·f·W

1

) – коэффициент преобразования магнитного потока в

электрическое напряжение, W

в1

, W

в2

, W

в3’

, W

в3''

– число витков плоских измери-

тельных катушек 1, 2, 3’и 3'' (плоские измерительные катушки выполняются с
одинаковым числом витков W

в

), f – частота напряжения сети.

При симметричном трехфазном токе, т.е.

A

=

В

=

С

, выходные напряже-

ния плоских измерительных катушек

1

,

2

, и

3

,

согласно формулам (8-11),

одинаковы по амплитуде, т.к. │Ф

1

-Ф

2

│=│Ф

2

-Ф

3

│и, следовательно, напряжение

U

эвых.

, равно нулю:

эвых.

=

1

+

2

+

3

= 0 [В]. (12)

30

Как видно из формулы (12), напряжение

эвых.

определяется как сумма

напряжений

1

,

2

, и

3

плоских измерительных катушек 1, 2, 3’ и 3’’, путем их

последовательного соединения средних и встречного крайних.

Магнитные потоки Ф

1

, Ф

2

и Ф

3

магнитопровода 7, созданные токами фаз

A

,

В

и

С

при их несимметрии, позволяют получить информацию о несиммет-

рии трехфазных токов ЭС в виде выходного напряжения

эвых.

, которое появля-

ется при неравенстве магнитных потоков Ф

1

≠ Ф

2

≠ Ф

3

, следовательно, пер-

вичных токов

A

,

В

и

С

трехфазной ЭС.

Выполненный магнитопровод с тремя выемками, расположенными вдоль

оси и наличие воздушных зазоров, в которых установлены плоские измери-
тельные катушки, соединенные средние последовательно и крайние встречно,
существенно упрощают конструкцию за счет отсутствия дополнительного сер-
дечника, а также повышают технологичность изготовления магнитопровода на
основе возможности применения штамповочной технологии.

Зная величину несимметрии, можно использовать управляемое симмет-

рирующие устройство, разработанное автором данной работы, которое выпол-
нено на основе схемы Штейнметца (рис. 4). Такое устройство отличается от не-
управляемых тем, что мощность конденсаторной батареи регулируется вклю-
чением и отключением части секций параллельно включенных конденсаторов
на основе микропроцессорного блока управления (МПБУ). МПБУ получает
сигнал о несимметрии трехфазных токов и напряжений на основе электромаг-
нитного преобразователя первичного тока во вторичное напряжение. Электри-
ческая нагрузка Z

н

и индуктивный элемент симметрирования L получает необ-

ходимую реактивную мощность от источника – батареи статических конденса-
т

о

ров С

к

.

Рис. 4. Схема устройства симметрирования с управляемыми емкостями

На основе управления силовыми контактами магнитных пускателей

(КМ

1

-КМ

n

) обеспечивается регулирование емкостей конденсаторных установок

С

1

-С

n

и обеспечивается симметрирование токов и напряжений системы элек-

троснабжения. Внедрение конструкций электромагнитных преобразователей
трехфазного первичного тока во вторичное напряжение в ЭС энергосистем, при
комбинированном управлении источниками реактивной мощности, позволяет
учитывать несимметрию при контроле и управлении по величине и фазе токов
трехфазной ЭС.

31

Таким образом, разработаны

метод и

элемент комбинированного

управления источниками реактивной мощности. Результаты работы реализова-
ны в схемах автоматического управления источниками реактивной мощности.

В четвертой главе диссертации

«Экономическое обоснование устройств

обеспечения и измерения показателей качества электроэнергии»

проведены

расчетные, экспериментальные исследования в действующих сетях 0,4 кВ, при-
водится анализ произведенных измерений параметров, обусловленных несим-
метрией в сети и представлена экономическая эффективность применения СУ.

Для прикладной части исследования выбран трансформаторный пункт

(ТП) № 399 Зангиатинского района, Ташкентского территориального предприя-
тия электрических сетей. На рис. 5-7 представлены семисуточные осцилло-
граммы изменения параметров ПКЭ, полученные в начале низковольтной сто-
роны ТП-399 (суммы всех отходящих линий).

Рис. 5. Осциллограммы фазных напряжений

Рис. 6. Осциллограммы фазных активных мощностей

Рис. 7. Осциллограммы коэффициентов несимметрии, нулевой (K

0I

) и обратной (K

2I

) последова-

тельностей

32

Из представленных осциллограмм

можно сказать, что параметры

несимметрии токов не соответствуют требованиям ГОСТ 32144-2013. Для
детального изучения были проведены измерения на каждой линии
электропередачи отдельно в течение суток. В качестве приводимого примера
была выбрана линия 3. Определены средние значение токов на фазе «А» – 20,6
А, «В» – 8,4, «С» – 11,1 А линии 3 в течении исследуемого периода. В данной
линии фаза «А» получила прегрузку. Неравномерное распределение нагрузки
являться источником

появления коэффициента несимметрии токов по обратной

и нулевой последовательностям (рис. 8), средние значения которых равны

К

2i

–

0,303,

К

0i

– 0,33. В следствии этого увеличивается значение коэффициента

дополнительных потерь, в среднем равный

К

р

, = 1,45.

а) изменения коэффициента несимметрии напряже-

ний обратной последовательности К

2U

в) изменение коэффициента несимметрии тока

обратной последовательности К

2I

б) изменения коэффициента несимметрии напряже-

ний нулевой последовательности К

0U

г) изменение коэффициента несимметрии тока

нулевой последовательности К

0I

Рис. 8. Суточные графики изменения коэффициентов несимметрии напряжений и

токов обратной и нулевой последовательностей

Наибольшие значения в конце рассматриваемой ЛЭП коэффициенты

имеют при отсутствии СУ: K

2I

=30 %, K

0I

=33 %, K

Р

=1,45 (рис. 8, в, г). По всей

протяженности линии от ТП к наиболее удаленному узлу нагрузки происходит
увеличение анализируемых коэффициентов. При включении СУ в первом узле
происходит уменьшение K

2I

=15 %, K

0I

=17 %, K

Р

до 1,12, по сравнению с режи-

мом работы сети без СУ.

При включении СУ в других узлах нагрузки рассматриваемые коэффици-

енты изменились следующим образом:

СУ включено в середине линии (второй узел): K

2I

увеличивалось до 18%;

K

0I

– уменьшалось до 22 %; K

Р

– уменьшалось до 1,23;

33

СУ включено в конце линии (третий узел): K

2I

увеличивалось до 23 %; K

0I

– уменьшалось 19 %; K

Р

– уменьшалось до 1,35.

На рис. 9-12 представлены изменения коэффициентов K

2I

, K

0I

и K

P

по

длине линии в зависимости от места включения СУ в сети 0,4 кВ.

Таким образом, наибольший симметрирующий эффект наблюдался при

включении СУ в первом узле нагрузок, в связи с этим коэффициент несиммет-
рии напряжений по нулевой последовательности придерживался допустимого
значения.

S

H

- мощность несимметричной нагрузки;

Ss – мощность симметричной нагрузки;

S

СУ

– мощность СУ.

Рис. 9. Схема включений нагрузок и СУ ЭС

Рис. 10. График изменения коэффициен-

та потерь мощности по длине линии 0,4

кВ

Рис. 11. График изменения коэффициента

обратной последовательности тока по длине

линии 0,4 кВ

Рис. 12. График изменения коэффициен-

та нулевой последовательности тока по

длине линии 0,4 кВ

Внедрение СУ снижает несимметрию токов и напряжений в линиях

0,4 кВ и в трансформаторах, уменьшая тем самым потери электроэнергии в них,
а также существенно улучшает качество напряжения на зажимах ЭП.

34

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе результатов исследований, проведённых по теме «Разработка

методов обеспечения качества электроэнергии

при несимметричных режимах в

низковольтных электрических сетях» диссертации доктора философии (PhD) по
техническим наукам, представлено следующее заключение:

1. Низковольтные распределительные сети напряжением 0,4 кВ работают

в условиях значительной несимметрии токов и напряжений, обусловленных не-
равномерностью распределения однофазных нагрузок по фазам сети и случай-
ным характером их работы, а также это приводит к значительному ухудшению
показателей качества и даст возможность определения сопутствующим им до-
полнительным потерям электроэнергии.

2. Сделан анализ способов и технических средств, позволяющих обеспе-

чить качество электроэнергии и снизить дополнительные потери в низковольт-
ных сетях с несимметричными нагрузками. Обосновано, что наиболее эффек-
тивным техническим средством снижения несимметрии токов служат специ-
альные симметрирующие устройства с автоматическим регулированием мощ-
ности по фазам.

3. Разработана методика оценки дополнительных потерь при продольной

и поперечной несимметрии. Доказано, что при коэффициенте несимметрии то-
ковой нагрузки по фазам K

н

= 1.0 величина потерь в сети увеличивается более,

чем на 30%, и эта зависимость близка к линейной.

4. Для комбинированного способа управления компенсацией реактивной

мощности разработан электромагнитный преобразователь несимметрии трех-
фазного тока в напряжение, на конструкцию которого получен патент на изоб-
ретение IAP № 05383. Этот преобразователь даст возможность преобразования
информации точнее по сравнению существующими в два раза выше.

5. При включении симметрирующего устройства определено, что в пер-

вом узле происходит уменьшение K

2I

15 %, K

0I

17 %, K

Р

до 1,12, по сравнению с

режимом работы сети без симметрирующего устройства. Таким образом, даст
возможность наблюдения наибольшего симметрирующего эффекта при вклю-
чении симметрирующего устройства в первом узле нагрузок.

6. Разработано устройство «Malika-01», которое предназначено для изме-

рения показателей качества электроэнергии в низковольтных электрических се-
тях и получен патент РУз на полезную модель FAP № 01166. Внесен в
Государственный реестр №05.13919-2016.

35

TASHKENT STATE TECHNICAL UNIVERSITY

AND LLC «SIENTIFIC TECHNICAL CENTER»

SCIENTIFIC COUNCIL FOR AWARDING

SCIENTIFIC DEGREES DSc.27.06.2017.T.03.03

TASHKENT STATE TECHNICAL UNIVERSITY

ILKHOMBEK KHOSILZHONOVICH KHOLIDDINOV

DEVELOPMENT OF METHODS FOR ENSURING THE QUALITY OF

ELECTRICITY WITH ASYMMETRIC MODES IN LOW-VOLTAGE

ELECTRICAL NETWORKS

05.05.02 - Electrical engineering. Electric power stations, systems. Electrical systems and in-

stallations.

DISSERTATION ABSTRACT OF THE DOCTOR OF PHILOSOPHY (PhD)

ON TECHNICAL SCIENCES

Tashkent – 2017

36

The theme of the dissertation of doctor of philosophy (PhD) on technical sciences was

registered at the Supreme Attestation Commission at the Cabinet of Ministers of the Republic
of Uzbekistan under

№ B2017.1.PhD/T92.

The dissertation has been prepared at Tashkent State Technical University named after Islam

Karimov.

The abstract of the dissertation is posted in three languages (Uzbek, Russian, English (resume)) on

the website of the Scientific Council (

www.tdtu.uz

) and on the web site of «ZiyoNet» Information and edu-

cation portal (

www.ziyonet.uz

).

Scientific supervisor:

Kakhramon Rakhimovich Allayev

Doctor of Technical Sciences, Professor

Official opponents: Maksud Kalandarovich Bobojonov

Doctor of Technical Sciences, Professor

Valeriy Konstantinovich Sokolov

Doctor of Technical Sciences, Professor

Leading organization:

Tashkent Institute of Railway Transport Engineers

The defense will be take place «___» ________ 2017 at _____ at the meeting of Scientific Council

at the Scientific Council DSc 27.06.2017.T.03.03 Tashkent State Technical University and
LLC «Scientific technical Center». Address: 2, Talabalar str., Tashkent 100095, Uzbekistan.
Phone: (+998 71) 246-03-41, fax: (99871) 227-10-32, e-mail: tstu_info@tdtu.uz.)

The doctoral (PhD) dissertation can be reviewed at the Information–Resource Center of the Tashkent

State Technical University (Registration number –___). (Address: 2, Talabalar str., Tashkent 100095, Uz-
bekistan. Phone: (+998 71) 246-03-41)

Abstract of dissertation was distributed on «___» ______________2017 year.

(mailing record № ________ on «______» _______________2017 year)

R.A. Zakhidov

Chairman of Scientific Council on awarding scientific degrees,

Doctor of technical sciences, Professor,

Academician of the AS RUz

О.Kh. Ishnazarov

Scientific secretary of the Scientific Council

on awarding scientific degrees,

Doctor of technical sciences

М.I. Ibadullaev

Chairman of the scientific seminar under scientific council

on awarding scientific degrees,

Doctor of technical sciences, Professor.

37

INTRODUCTION

(

annotation of (PhD) thesis)

The aim of the research

is working out methods and facilities for providing in-

dicators of electricity quality at steady-state asymmetric modes in low-voltage
electrical power grids

Tasks of the research:

analysis of technical facilities for improving the level of current and voltage

asymmetry;

working out the method for evaluation of additional losses at longitudinal and

cross asymmetry;

development of construction of electromagnet converters three phase asymmet-

rical current into voltage for systems with combined control of reactive power in
Electrical Power Systems;

development method for providing quality of electricity on the base of electro-

magnet converters three phase asymmetrical current into voltage;

development of equipment for measuring indicators of electricity quality in in

low-voltage electrical power grids.

Object of the research

is asymmetrical modes in low voltage electrical power

grids.

Scientific novelty of the research

is as following:

development of a method for estimating additional losses in the case of longi-

tudinal and cross asymmetry in low-voltage electrical networks;

there has been worked out the construction of electromagnetic converter of

three-phase asymmetrical current into voltage;

there has been worked out the method for providing quality of electricity with

the use of electromagnetic converter of three-phase asymmetrical current into volt-
age;

there has been designed a device “Malika-01” assigned for measuring indica-

tors of electricity quality in low voltage electrical power grids has been designed.

The structure and volume of the research work

. The dissertation consists of

introduction, four chapters, conclusion, a list of references and appendixes. The text
of the thesis is presented on 119 pages.

.

38

ЭЪЛОН ҚИЛИНГАН ИШЛАР РЎЙХАТИ

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

LIST OF PUBLISHED WORKS

I бўлим; (I часть; I part)

1.

Холиддинов И.Х. Внедрение в промышленных предприятиях энергосберега-
ющих автоматических регуляторов реактивной мощности. // Вестник
ТашГТУ, 2014. – № 3. – C. 90-94. (05.00.00; № 16).

2.

Холиддинов И.Х., и др. Управление батареей конденсаторов с применением
современных элементов автоматики. // Проблемы энерго- и ресурсосбереже-
ния, 2014.– № 3. – C. 70-79. (05.00.00; № 21).

3.

Kholiddinov I. Kh. The application of an information and measurement device for
the calculation of level nonsymmetry of voltages and current in low-voltage
networks. European Applied Sciences, Stuttgart, Germany, №7-2015 p. 55-59.
(05.00.00; № 3).

4.

Аллаев К.Р., Сиддиков И.Х., Холиддинов И.Х. Внедрение электромагнитных
преобразователей тока в напряжение с плоскими измерительными обмотками
в системах управления источниками реактивной мощности ЭС. // Вестник
ТашГТУ, 2015. – № 1. – C. 61-66. (05.00.00; № 21).

5.

Холиддинов И.Х. Разработка и дальнейшее использование измерителя кон-
троля качества электроэнергии класса S. // Вестник ТашГТУ, 2015. (спец.
выпуск) – С. 51-56. (05.00.00; № 16).

6.

Холиддинов И.Х

.

О компенсации реактивной мощности на предприятиях.

//

Проблемы энерго- и ресурсосбережения, 2015. – № 1-2. – С. 82-88.
(05.00.00:№ 21).

7.

Холиддинов И.Х., Пономаренко О.И. Об электромагнитной совместимости и
основных показателях качества электрической энергии. // Проблемы энерго-
и ресурсосбережения, 2015. – № 1-2. – С.47-55. (05.00.00; № 21).

8.

Аллаев К.Р., Холиддинов И.Х. Анализ показателей качества электрической
энергии в распределительных сетях 6-10/0,4 кВ. // Проблемы энергетики и
информатики, 2015.–№6. – С.61-65. (05.00.00; № 5).

9.

Kholiddinov I. Kh. Electric power quality analysis 6-10/0.4 kV distribution net-

works. Journal Energy and Power Engineering (EPE) 2016 y. USA.
(05.00.00; № 8).

10.

Холиддинов И.Х. Влияние несимметрии токов и напряжений на характери-

стики электрооборудования. // Научно-технический журнал ФерПИ, 2016. –
№ 3. – С.90-96. (05.00.00; № 20).

11.

Холиддинов И.Х. Метод расчета параметров симметрирующего устройства

в низковольтных электрических сетях. // Проблемы энерго- и ресурсосбере-
жения, 2016. – № 1-2. – С.36-42. (05.00.00; № 21).

12.

Патент UZ IAP № 05383. Электромагнитный преобразователь

несимметричности трехфазного тока в напряжение. /Аллаев К.Р., Азимов
Р.К., Сиддиков И.Х., Холиддинов И.Х., Хасанов М.Ю., Ахмедов Н.Ж. //
Расмий ахборотнома. –2017, – № 1. – С. 36.

39

II бўлим; (II часть; II part)

13.

Патент UZ FAP №01166. Устройство для регистрации дополнительных

потерь электроэнергии при несимметрии нагрузок в низковольтных электри-
ческих сетях./Аллаев К.Р., Шаисматов С.Э., Холиддинов И.Х.// Расмий
ахборотнома. –2016, – № 12. – С. 36.

22.05.2015.

14.

Kholiddinov I. Kh. Monitoring of the electric power quality characteristics in

the low-voltage power girds. Austrian Journal of Technical and Natural Sciences
№ 9-10, Vienna 2015, p. 90-96.

15.

Холиддинов И.Х., Пономаренко О.И. Влияние несимметричных режимов

на величину потерь мощности в электрических сетях распределительных си-
стем электроснабжения. // Энергетик, 2015. –№ 12. – С. 6-8.

16.

Kholiddinov I. Kh., Akhmedov N. J., Musinova G.K. Information-measuring

system for electric power quality analysis 0.38 kV distribution networks

VI

Международной научной конференции Theoretical and Applied Sciences in the
USA, New York 26 October, 2015. p. 31-38.

17.

Холиддинов И.Х., Пономаренко О.И. Обеспечение приборной базы

системы контроля качества электроэнергии в современных системах электро-
снабжения // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2016. –
№8(29). –С. 66-70.

7universum.com/ru/tech/archive/item/3527

18.

Сиддиков И.Х., Холиддинов И.Х. и др. Основы структурного проектиро-

вания электромагнитных преобразователей первичного тока во вторичное
напряжение на основе плоской измерительной обмотки. // Актуальные во-
просы современной техники и технологии: Тез. докл. XIV Межд. конф. 24
января. – Липецк, Россия, - 2014. – C. 44-51.

19.

Аллаев К.Р., Сиддиков И.Х., Холиддинов И.Х. Комбинированное управ-

ление реактивной мощностью энергосистем. // Молодежная наука и АПК:
проблемы и перспективы: Материалы VII всероссийской научно-технической
конференции молодых ученых. 22 декабря. – Уфа, Башкирский ГАУ, 2014. –
С. 94-98.

20.

Сиддиков И.Х., Холиддинов И.Х. Несимметрия токов и напряжения в

трехфазных электрических сетях. // Энергетика: управление, качество и эф-
фективность использования энергоресурсов: Международная научно-
техническая конференция 27 – 29 мая. – Благовещенск, Амурская область.
2015. – С. 191-195.

21.

Холиддинов И.Х. Алгоритм определения уровня несимметрии напряже-

ний. // Энергетика: управление, качество и эффективность использования
энергоресурсов: Международная научно-техническая конференция 27–29
мая. – Благовещенск, Амурская область. 2015. – С. 196-201.

22.

Сиддиков И.Х., Холиддинов И.Х., Хасанов М.Ю. Причины возникнове-

ния несимметричных режимов в электрических сетях. // Замонавий ишлаб
чиқаришни энергия таъминоти илмий муаммолари: Республика илмий-
амалий анжумани 26-28 ноябрь. – Бухоро. 2014 йил. – С. 128-130.

23.

Холиддинов И.Х. Разработка измерительного устройства для определения

дополнительных потерь электроэнергии при несимметрии нагрузок. // Ёш

40

олим ва талабаларнинг “XXI аср – интелектуал авлод асри” шиори остидаги
илмий амалий конференция, –Тошкент, 2015.–С. 314-319.

24.

Холиддинов И.Х., Шаисматов С.Э. Контроль качества электроэнергии в

системах электроснабжения и их приборное обеспечение. // Республика
илмий амалий анжумани “Энергия тежамкорлиги, электр энергетикаси
таъминоти

узлуксизлигини

таъминлаш

концепциясининг

долзарб

муаммолари

ҳамда

унинг

ечимлари

самарадорлигини

ошириш”.

– Фарғона 2016. – С. 158-160.

41

42

Автореферат «ТошДТУ хабарлари» журнали таҳририятида таҳрирдан

ўтказилди (28.10.2017 йил).

________________________________________

Босишга рухсат этилди: 21.11. 2017 й.

Қоғоз ўлчами 60х84-1/16

Ҳажми: 4,5 б.т., 100 нусха. Буюртма № …..

«ТошДТУ» босмахонасида босилди.

Тошкент шаҳри, Университет кўчаси, 2-уй.

43

44