Экспериментальное исследование бесконтактных коммутационных устройств, управляемых на основе нелинейных резистивных элементов
Ключевые слова:
бесконтактные коммутационные устройства, нелинейные резистивные цепи, полупроводниковые элементы, блок управления, электрические цепи, эффективность, вольтодобавочный трансформатор
Аннотация
Статья посвящена определению рабочих характеристик, оценке надежности, эффективности коммутации и возможности применения бесконтактных коммутационных устройств, управляемых с использованием нелинейных резистивных элементов. Рабочие характеристики устройств рассматривались при различных режимных параметрах сети. Результаты исследования подтвердили устойчивую коммутацию устрийств и высокую чувствительность к внешним управляющим сигналам. Рассмотрено применение бесконтактных коммутационных устройств в схемах управления вольтодобавочных трансформаторов. Основное внимание уделено возможности управления коммутационными процессами с применением тиристоров, транзисторов и оптопар, позволяющих создать более надёжные и долговечные электрические цепи. В ходе экспериментальных исследований проанализированы проводимость различных типов нелинейных резистивных элементов и их реакция на внешние воздействия (напряжение, температура и др.). Установлено, что бесконтактные коммутационные устройства с такими элементами обладают высокой скоростью срабатывания, низким энергопотреблением и возможностью работы в различных режимах. Перспективно их применение в системах автоматического управления в реальном времени и защитных схемах.
Литература
1. Государственный стандарт Узбекистана O’zDSt 1050:2004. Установки бесперебойного электропитания на напряжение до 1 кВ. Общие технические условия (протокол № 05-02 от 30 января 2004 г.).
2. Государственный стандарт Узбекистана O’zDSt 1044:2003. Методы измерений и анализа показателей качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения (протокол № 05-19 от 18 июля 2003 г.).
3. ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электроэнергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Стандартинформ, 2014, 16 с.
4. Клевцов А. Бесконтактные коммутационные устройства в системах автоматизации и электропривода. – В записную книжку инженера, 2017, № 4, с. 100–103.
5. Виноградов А.В. и др. Принципы управления конфигурацией электрической сети и задачи по их реализации. – Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики, 2021, т. 23, № 3, с. 34–46.
6. Arsad A.Z. et al. Solid State Switching Control Methods: A Bibliometric Analysis for Future Directions. – Electronics, 2021, vol. 10(16), DOI: 10.3390/electronics10161944.
7. Abduraimov E.Kh. et al. Analysis of Dynamic Circuits of Contactless Switching Devices. – Journal of Physics Conference Series, 2021, vol. 2094, No. 2, DOI: 10.1088/1742-6596/2094/2/022072.
8. Андриянов А.И., Баранчиков М.В. Управление нелинейными динамическими процессами трехфазных рекуперирующих преобразователей с пространственно-векторной модуляцией. – Доклады ТУСУР, 2022, т. 25, № 4, с. 125–133.
9. Махин Д., Морозова Г. Унифицированная серия низковольтных многослойных варисторов. – Электроника, 2020, № 3, с. 136–138.
10. Кротенок В.В., Бохан А.Н. Экспериментальное исследование динамических характеристик нелинейных ограничителей перенапряжений. – Вестник Гомельского государственного технического университета им. П. О. Сухого, 2023, № 2, с. 67–78.
11. Камолов М.М. и др. Экспериментальная оценка качества электрической энергии современных коммунально-бытовых и офисных электроприемников. – Политехнический вестник. Серия: Инженерные исследования, 2019, № 2 (46), с. 26–33.
12. Zidan M.A., Strachan J.P., Lu W.D. The Future of Electronics Based on Memristive Systems. – Nature Electronics, 2018, No. 1, pp. 22–29, DOI: 10.1038/s41928-017-0006-8.
13. Соснина Е.Н. и др. Тиристорный регулятор величины и фазы вольтодобавочного напряжения в распределительных электрических сетях 6-10 кВ. – Актуальные проблемы электроэнергетики: сборник научно-технических статей, 2017, с. 132–136.
14. Асабин А.А. и др. Способы плавного регулирования величины выходного напряжения тиристорного регулятора вольтодобавки. – Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2018, № 4 (123), с. 69–75.
15. Bobojanov M.K. et al. Resistive Time Delay Switches. – European Science Review, 2018, No. 1-2, pp. 210–212.
16. Пат. № IAP 06122. Оптоэлектронное бесконтактное реле напряжения с выдержкой времени. Агентство по интеллектуальной собственности при Министерстве Юстиции Республики Узбекистан / Э.Г. Усманов и др., 28.12.2019.
17. Каримов Р., Бобожанов М. Стабилизаторы напряжения на базе бесконтактных устройств. Монография. Ташкент: ТашГТУ, 2020, 113 с.
18. Усманов Э.Г., Хусанов Б.М. Устройство для автоматического изменения коэффициента трансформации у трансформаторов 6-10/0,4 кВ. – Проблемы энерго- и ресурсосбережения, 2021, специальный выпуск, с. 115–118.
19. Камолов М.М. и др. Учёт несинусоидального/несимметричного режима работы электрической сети коммунально-бытового назначения при расчете уровня тока нулевого проводника. – Электричество, 2020, № 1, с. 35–43.
#
1. Gosudarstvennyy standart Uzbekistana O’zDSt 1050:2004. Ustanovki bespereboynogo elektropitaniya na napryazhenie do 1 kV. Obshchie tekhnicheskie usloviya (protokol No. 05-02 ot 30 yanvarya 2004 g.) (The State Standard of Uzbekistan O'zDSt 1050:2004. Installation of Uninterruptible Power Supply for Voltage Up to 1 KV. General Technical Conditions (Protocol No. 05-02 dated January 30, 2004)).
2. Gosudarstvennyy standart Uzbekistana O’zDSt 1044:2003. Metody izmereniy i analiza pokazateley kachestva elektricheskoy energii v sistemah elektrosnabzheniya obshchego naznacheniya (protokol No. 05-19 ot 18 iyulya 2003 g.) (The State Standard of Uzbekistan O'zDSt 1044:2003. Methods of Measuring and Analyzing Electrical Energy Quality Indicators in General-Purpose Power Supply Systems (Protocol No. 05-19 of July 18, 2003)).
3. GOST 32144-2013. Elektricheskaya energiya. Sovmestimost’ tekhnicheskih sredstv elektromagnitnaya. Normy kachestva elektro-energii v sistemah elektrosnabzheniya obshchego naznacheniya (Elec-trical Energy. Electromagnetic Compatibility of Technical Means. Electricity Quality Standards in General Purpose Power Supply Systems). M.: Standartinform, 2014, 16 p.
4. Klevtsov A. V zapisnuyu knizhku inzhenera – in Russ. (In the Engineer's Notebook), 2017, No. 4, pp. 100–103.
5. Vinogradov A.V. et al. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Problemy energetiki – in Russ. (News of Higher Educational Institutions. Energy Problems), 2021, vol. 23, No. 3, pp. 34–46.
6. Arsad A.Z. et al. Solid State Switching Control Methods: A Bibliometric Analysis for Future Directions. – Electronics, 2021, vol. 10(16), DOI: 10.3390/electronics10161944.
7. Abduraimov E.Kh. et al. Analysis of Dynamic Circuits of Contactless Switching Devices. – Journal of Physics Conference Series, 2021, vol. 2094, No. 2, DOI: 10.1088/1742-6596/2094/2/022072.
8. Andriyanov A.I., Baranchikov M.V. Doklady TUSUR – in Russ. (TUSUR Reports), 2022, vol. 25, No. 4, pp. 125–133.
9. Mahin D., Morozova G. Elektronika – in Russ. (Electronics), 2020, No. 3, pp. 136–138.
10. Krotenok V.V., Bohan A.N. Vestnik Gomel’skogo gosudarstven-nogo tekhnicheskogo universiteta im. P.O. Suhogo – in Russ. (Bulletin of Gomel State Technical University n.a. P.O. Sukhoi), 2023, No. 2, pp. 67–78.
11. Kamolov M.M. et al. Politekhnicheskiy vestnik. Seriya: Inzhenernye issledovaniya – in Russ. (Polytechnic Bulletin. Series: Engineering Research), 2019, No. 2 (46), pp. 26–33.
12. Zidan M.A., Strachan J.P., Lu W.D. The Future of Electronics Based on Memristive Systems. – Nature Electronics, 2018, No. 1, pp. 22–29, DOI: 10.1038/s41928-017-0006-8.
13. Sosnina E.N. et al. Aktual’nye problemy elektroenergetiki: sbornik nauchno-tekhnicheskih statey – in Russ. (Actual Problems of the Electric Power Industry: Collection of Scientific and Technical Articles), 2017, pp. 132–136.
14. Asabin A.A. et al. Trudy NGTU im. R.E. Alekseeva – in Russ. (Proceedings of NNSTU a.n. R.E. Alekseev), 2018, No. 4 (123), pp. 69–75.
15. Bobojanov M.K. et al. Resistive Time Delay Switches. – European Science Review, 2018, No. 1-2, pp. 210–212.
16. Pat. No. IAP 06122. Optoelektronnoe beskontaktnoe rele napryazheniya s vyderzhkoy vremeni. Agentstvo po intellektual’noy sobstvennosti pri Ministerstve Yustitsii Respubliki Uzbekistan (Opto-electronic Contactless Voltage Relay with Time Delay. Agency for Intellectual Property under the Ministry of Justice of the Republic of Uzbekistan) / E.G. Usmanov et al., 28.12.2019.
17. Karimov R., Bobozhanov M. Stabilizatory napryazheniya na baze beskontaktnyh ustroystv. (Voltage Stabilizers Based on Contactless Devices). Tashkent: TashGTU, 2020, 113 p.
18. Usmanov E.G., Husanov B.M. Problemy energo- i resur-sosberezheniya – in Russ. (Problems of Energy and Resource Con-servation), 2021, spetsial’nyy vypusk, pp. 115–118.
19. Kamolov M.M. et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2020, No. 1, pp. 35–43
2. Государственный стандарт Узбекистана O’zDSt 1044:2003. Методы измерений и анализа показателей качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения (протокол № 05-19 от 18 июля 2003 г.).
3. ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электроэнергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Стандартинформ, 2014, 16 с.
4. Клевцов А. Бесконтактные коммутационные устройства в системах автоматизации и электропривода. – В записную книжку инженера, 2017, № 4, с. 100–103.
5. Виноградов А.В. и др. Принципы управления конфигурацией электрической сети и задачи по их реализации. – Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики, 2021, т. 23, № 3, с. 34–46.
6. Arsad A.Z. et al. Solid State Switching Control Methods: A Bibliometric Analysis for Future Directions. – Electronics, 2021, vol. 10(16), DOI: 10.3390/electronics10161944.
7. Abduraimov E.Kh. et al. Analysis of Dynamic Circuits of Contactless Switching Devices. – Journal of Physics Conference Series, 2021, vol. 2094, No. 2, DOI: 10.1088/1742-6596/2094/2/022072.
8. Андриянов А.И., Баранчиков М.В. Управление нелинейными динамическими процессами трехфазных рекуперирующих преобразователей с пространственно-векторной модуляцией. – Доклады ТУСУР, 2022, т. 25, № 4, с. 125–133.
9. Махин Д., Морозова Г. Унифицированная серия низковольтных многослойных варисторов. – Электроника, 2020, № 3, с. 136–138.
10. Кротенок В.В., Бохан А.Н. Экспериментальное исследование динамических характеристик нелинейных ограничителей перенапряжений. – Вестник Гомельского государственного технического университета им. П. О. Сухого, 2023, № 2, с. 67–78.
11. Камолов М.М. и др. Экспериментальная оценка качества электрической энергии современных коммунально-бытовых и офисных электроприемников. – Политехнический вестник. Серия: Инженерные исследования, 2019, № 2 (46), с. 26–33.
12. Zidan M.A., Strachan J.P., Lu W.D. The Future of Electronics Based on Memristive Systems. – Nature Electronics, 2018, No. 1, pp. 22–29, DOI: 10.1038/s41928-017-0006-8.
13. Соснина Е.Н. и др. Тиристорный регулятор величины и фазы вольтодобавочного напряжения в распределительных электрических сетях 6-10 кВ. – Актуальные проблемы электроэнергетики: сборник научно-технических статей, 2017, с. 132–136.
14. Асабин А.А. и др. Способы плавного регулирования величины выходного напряжения тиристорного регулятора вольтодобавки. – Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2018, № 4 (123), с. 69–75.
15. Bobojanov M.K. et al. Resistive Time Delay Switches. – European Science Review, 2018, No. 1-2, pp. 210–212.
16. Пат. № IAP 06122. Оптоэлектронное бесконтактное реле напряжения с выдержкой времени. Агентство по интеллектуальной собственности при Министерстве Юстиции Республики Узбекистан / Э.Г. Усманов и др., 28.12.2019.
17. Каримов Р., Бобожанов М. Стабилизаторы напряжения на базе бесконтактных устройств. Монография. Ташкент: ТашГТУ, 2020, 113 с.
18. Усманов Э.Г., Хусанов Б.М. Устройство для автоматического изменения коэффициента трансформации у трансформаторов 6-10/0,4 кВ. – Проблемы энерго- и ресурсосбережения, 2021, специальный выпуск, с. 115–118.
19. Камолов М.М. и др. Учёт несинусоидального/несимметричного режима работы электрической сети коммунально-бытового назначения при расчете уровня тока нулевого проводника. – Электричество, 2020, № 1, с. 35–43.
#
1. Gosudarstvennyy standart Uzbekistana O’zDSt 1050:2004. Ustanovki bespereboynogo elektropitaniya na napryazhenie do 1 kV. Obshchie tekhnicheskie usloviya (protokol No. 05-02 ot 30 yanvarya 2004 g.) (The State Standard of Uzbekistan O'zDSt 1050:2004. Installation of Uninterruptible Power Supply for Voltage Up to 1 KV. General Technical Conditions (Protocol No. 05-02 dated January 30, 2004)).
2. Gosudarstvennyy standart Uzbekistana O’zDSt 1044:2003. Metody izmereniy i analiza pokazateley kachestva elektricheskoy energii v sistemah elektrosnabzheniya obshchego naznacheniya (protokol No. 05-19 ot 18 iyulya 2003 g.) (The State Standard of Uzbekistan O'zDSt 1044:2003. Methods of Measuring and Analyzing Electrical Energy Quality Indicators in General-Purpose Power Supply Systems (Protocol No. 05-19 of July 18, 2003)).
3. GOST 32144-2013. Elektricheskaya energiya. Sovmestimost’ tekhnicheskih sredstv elektromagnitnaya. Normy kachestva elektro-energii v sistemah elektrosnabzheniya obshchego naznacheniya (Elec-trical Energy. Electromagnetic Compatibility of Technical Means. Electricity Quality Standards in General Purpose Power Supply Systems). M.: Standartinform, 2014, 16 p.
4. Klevtsov A. V zapisnuyu knizhku inzhenera – in Russ. (In the Engineer's Notebook), 2017, No. 4, pp. 100–103.
5. Vinogradov A.V. et al. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Problemy energetiki – in Russ. (News of Higher Educational Institutions. Energy Problems), 2021, vol. 23, No. 3, pp. 34–46.
6. Arsad A.Z. et al. Solid State Switching Control Methods: A Bibliometric Analysis for Future Directions. – Electronics, 2021, vol. 10(16), DOI: 10.3390/electronics10161944.
7. Abduraimov E.Kh. et al. Analysis of Dynamic Circuits of Contactless Switching Devices. – Journal of Physics Conference Series, 2021, vol. 2094, No. 2, DOI: 10.1088/1742-6596/2094/2/022072.
8. Andriyanov A.I., Baranchikov M.V. Doklady TUSUR – in Russ. (TUSUR Reports), 2022, vol. 25, No. 4, pp. 125–133.
9. Mahin D., Morozova G. Elektronika – in Russ. (Electronics), 2020, No. 3, pp. 136–138.
10. Krotenok V.V., Bohan A.N. Vestnik Gomel’skogo gosudarstven-nogo tekhnicheskogo universiteta im. P.O. Suhogo – in Russ. (Bulletin of Gomel State Technical University n.a. P.O. Sukhoi), 2023, No. 2, pp. 67–78.
11. Kamolov M.M. et al. Politekhnicheskiy vestnik. Seriya: Inzhenernye issledovaniya – in Russ. (Polytechnic Bulletin. Series: Engineering Research), 2019, No. 2 (46), pp. 26–33.
12. Zidan M.A., Strachan J.P., Lu W.D. The Future of Electronics Based on Memristive Systems. – Nature Electronics, 2018, No. 1, pp. 22–29, DOI: 10.1038/s41928-017-0006-8.
13. Sosnina E.N. et al. Aktual’nye problemy elektroenergetiki: sbornik nauchno-tekhnicheskih statey – in Russ. (Actual Problems of the Electric Power Industry: Collection of Scientific and Technical Articles), 2017, pp. 132–136.
14. Asabin A.A. et al. Trudy NGTU im. R.E. Alekseeva – in Russ. (Proceedings of NNSTU a.n. R.E. Alekseev), 2018, No. 4 (123), pp. 69–75.
15. Bobojanov M.K. et al. Resistive Time Delay Switches. – European Science Review, 2018, No. 1-2, pp. 210–212.
16. Pat. No. IAP 06122. Optoelektronnoe beskontaktnoe rele napryazheniya s vyderzhkoy vremeni. Agentstvo po intellektual’noy sobstvennosti pri Ministerstve Yustitsii Respubliki Uzbekistan (Opto-electronic Contactless Voltage Relay with Time Delay. Agency for Intellectual Property under the Ministry of Justice of the Republic of Uzbekistan) / E.G. Usmanov et al., 28.12.2019.
17. Karimov R., Bobozhanov M. Stabilizatory napryazheniya na baze beskontaktnyh ustroystv. (Voltage Stabilizers Based on Contactless Devices). Tashkent: TashGTU, 2020, 113 p.
18. Usmanov E.G., Husanov B.M. Problemy energo- i resur-sosberezheniya – in Russ. (Problems of Energy and Resource Con-servation), 2021, spetsial’nyy vypusk, pp. 115–118.
19. Kamolov M.M. et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2020, No. 1, pp. 35–43
