Электричество

Поздравление академика В.Ю. Хомича со 145-летием журнала «Электричество»

Редакционная статья — 2025-07-05

Журналу «Электричество» – 145 лет

Павел Анфимович Бутырин — 2025-05-29

Год основания журнала «Электричество» (1880) является также годом как начала всемирной электрификации, так и начала работы электротехнического отдела Императорского Русского технического общества – ядра электротехнического социума России. Статья посвящена роли журнала «Электричество» в коэволюции электротехники как генетической основы современной техногенной цивилизации и российского общества. Журнал рассматривается как летопись электротехники. Анализируются особенности публикаций журнала в периоды всемирной электрификации (1880–1930 гг.), планового развития страны (конец 1920– конец 1980 гг.) и нового времени (с 1990 г.). Приводятся сведения об учредителях, редакторах, научном и общественном признании журнала. Акцентируется внимание на известных авторах журнала – членах Академии наук СССР (РАН), в том числе ее президентах, крупных ученых-электротехниках и руководителях электротехнической и электроэнергетической отраслей страны. Обращается внимание на тематику и авторов публикаций журнала за последние пять лет, на географическое разнообразие авторов, представляющих до полусотни городов ежегодно, в том числе из-за рубежа (Австралия, Азия, Америка, Африка, Европа – до 20 % публикаций). Журнал «Электричество» представляется как научное и культурное достояние России.

Опыт реализации низкоомного резистивного заземления нейтрали в сети 6 кВ мегаполиса

Дмитрий Борисович Гвоздев — 2025-05-29

В статье рассмотрен опыт реализации низкоомного резистивного заземления нейтрали в сети 6 кВ мегаполиса. Приводятся результаты экспериментальной проверки работоспособности резистивного заземления нейтрали на основе проведенного опыта однофазного замыкания на землю на секции 6 кВ подстанции. Показано, что существующие методические указания по резистивному заземлению нейтрали в целом отвечают современным требованиям и требуют лишь незначительной корректировки. Подтверждено, что устройство резистивного заземления нейтрали, изготовленное с активной частью, выполненной из металла, обеспечивает достаточное значение конечного тока для срабатывания релейной защиты. Экспериментально доказано, что за время отключения однофазного замыкания на землю даже резервной защитой сколько-нибудь существенный нагрев металлической активной части резистора невозможен. В статье приведен анализ аварийных осциллограмм реального отключения тока однофазного замыкания на землю на подстанции 110 кВ «Бирюлево» ПАО «Россети Московский регион». Отмечается, что все принятые специалистами электросетевой компании технические решения являются правильными.

Разработка электромагнитной системы токоограничивающего реактора с ВТСП-экраном

Василий Васильевич Зубко — 2025-05-29

Токоограничивающие устройства (ТОУ) – реакторы – используются в энергосистемах для ограничения токов короткого замыкания (КЗ), чтобы предотвратить повреждения электротехнического оборудования и предупредить возникновение аварийных ситуаций. Однако при номинальной работе сети возникает падение напряжения на реакторе (в основном индуктивного характера), что нежелательно. В связи с тем, что поддержание уровней напряжения в допустимых диапазонах – одно из основных требований для обеспечения надежности функционирования и живучести электроэнергетических систем – на сопротивление ТОУ накладываются ограничения. Обычно требуется, чтобы в номинальном режиме работы сети падение напряжения на реакторе не превышало 5 % фазного напряжения. Такое ограничение снижает эффективность защитного действия реактора. В идеале реактор должен иметь сравнительно небольшое реактивное сопротивление в номинальном режиме и повышенное сопротивление в режиме КЗ. Цель работы – предложить пути модернизации традиционных реакторов за счёт экрана, состоящего из короткозамкнутых колец на базе высокотемпературно-сверхпроводниковых (ВТСП) материалов, позволяющих существенно уменьшить индуктивность реактора в номинальном режиме работы, а следовательно, и падение напряжения на нем, при этом эффективность ограничения токов КЗ реактором не снижается. Разработанный реактор с ВТСП-экраном состоит из двух индуктивно связанных концентрических обмоток. Первичная обмотка (традиционная обмотка реактора) остается неизменной, вторичная обмотка – это ВТСП-экран, охлаждаемый до криогенных температур (77 К). В статье представлены численные модели, позволяющие определить индуктивность реактора в номинальном режиме (режим экранирования) и режиме КЗ. Показана разработанная конструкция ВТСП-экрана, состоящая из 71 кольца. Приведены результаты испытаний реактора с ВТСП-экраном.

Оценка поражаемости разрядами молнии сосредоточенных наземных сооружений

Марат Закирзянович Гилязов — 2025-05-29

В статье приведены результаты анализа существующих методов расчета поражаемости разрядами молнии сосредоточенных наземных сооружений. Показано, что рекомендованные в нормативных документах МЭК 62305 формализованные и лишенные физической сущности методы расчета по защитному углу и катящейся сферы приводят к результатам, противоречащим данным натурных наблюдений и не могут служить надежной основой для решения практических задач молниезащиты. В указанных документах высота молниеотвода ограничена 60 м, что не позволяет оценивать поражаемость сверхвысоких объектов. Альтернативой является вероятностный метод расчета, базирующийся на физике разряда в атмосферном воздухе, статистическом характере процесса ориентировки молнии на систему сооружений и выборе элемента внутри системы. Этот метод нашел практическое применение в отечественных нормативных актах. Для количественной оценки результатов лабораторных исследований рассмотрена расчетная схема для момента ориентировки головки нисходящего лидера на заземленный сосредоточенный объект. Показано, что при испытаниях импульсными напряжениями с длительностью фронта в несколько мс результаты испытаний могут служить хорошей основой для их переноса на природную молнию. Предложен упрощенный метод оценки поражаемости разрядами нисходящей и восходящей молниями сосредоточенных наземных сооружений, результаты расчетов по которому хорошо согласуются с опытными данными.

Оценка кажущегося заряда по измеренному сигналу частичного разряда

Николай Владимирович Киншт — 2025-05-29

Измерение интенсивности частичных разрядов (ЧР) по значениям кажущегося заряда является важным этапом в оценке состояния внутренней изоляции высоковольтного оборудования. Методики испытаний с измерениями интенсивности ЧР нового оборудования в заводских условиях закреплены в международных и отечественных стандартах. Однако применять их в условиях эксплуатации практически невозможно по ряду причин. Для эксплуатационного контроля действующего оборудования используются высокочастотные измерительные устройства, например высокочастотные трансформаторы тока, позволяющие обнаружить ЧР и по характерным признакам установить их природу и место возникновения в обследуемом оборудовании. Однако имеющаяся теория оценки кажущегося заряда методами интегрирования сигналов ЧР и градуировки не позволяет получать надежные оценки кажущегося заряда. В статье критически анализируются применяемые методы и схемы измерений ЧР. Рассматриваются теоретические возможности и методика применения прямого и обратного преобразований Фурье для устранения методической ошибки измерений ЧР, вносимой высокочастотным трансформатором тока, расчетного получения уточненного образа измеряемого тока ЧР и оценки кажущегося заряда регистрируемого ЧР.

Мониторинг состояния электродвигателей на основе сверточной нейронной сети

Александр Леонидович Шестаков — 2025-05-29

Асинхронные электродвигатели относятся к категории наиболее критичного электрооборудования в производственных процессах, выход из строя которого приводит к существенным экономическим потерям. В статье рассматривается неисправность стержней короткозамкнутого ротора двигателя, обсуждаются существующие методы ее диагностики по сигналам тока статора и их ограничения. Основной трудностью является отсутствие данных с неисправного двигателя во всех возможных режимах работы для обучения нейросетевой модели. Предложены информативные признаки обрыва стержней ротора и изучен характер их изменения при нестационарном режиме работы двигателя. На основе этого разработан метод аугментации, позволяющий сгенерировать искусственные сигналы тока, имитирующие работу двигателя в нестационарных условиях. Для этого в спектр предобработанных сигналов тока вносятся необходимые искажения, далее применяется обратное преобразование Фурье и по реальным и синтетическим сигналам тока строятся входные изображения для сверточной нейронной сети. Используются три типа изображений временных рядов: график повторяемости, Марковские переходные поля, Грамианово угловое поле. На экспериментальных данных проведены сравнение трех методов получения изображений временных рядов и оценка эффективности метода аугментации. Наилучший прирост точности за счет аугментации демонстрирует модель, обученная на графиках повторяемости.

Сила взаимодействия половинок однородно поляризованного диэлектрика эллипсоидальной формы

Олег Петрович Поляков — 2025-05-29

Статья посвящена теоретическому исследованию пондеромоторной силы сцепления частей однородно поляризованных диэлектрических тел эллипсоидальной формы. Найдено новое аналитическое решение задачи взаимодействия двух половинок однородно поляризованного диэлектрического эллипсоида вращения. В частном случае однородно поляризованного шара полученное решение совпадает с известным решением Ландау для силы притяжения половинок поляризованного шара. Построена зависимость силы взаимодействия половинок поляризованного эллипсоида от отношения его полуосей. В рамках метода тензора натяжения Максвелла показано, что основной вклад в силу сцепления вносит натяжение силовых линий электрического поля в виртуальной щели между половинками эллипсоида. При учете только натяжения силовых линий электрического поля отклонение от точного значения силы взаимодействия составляет не более 20 %. Также найдена зависимость силы притяжения половинок поляризованного эллипсоида фиксированного объема от отношения его полуосей. Установлено, что эта сила имеет максимальное значение для случая эллипсоида шарообразной формы. Показано, что при стремлении отношения полуосей к бесконечно большому значению, что соответствует вытянутому эллипсоиду, сила взаимодействия его половинок стремится к нулю. Такое же значение силы взаимодействия достигается и в случае бесконечного малого отношения полуосей, т.е. для эллипсоида, имеющего сплющенную форму.

Режимы работы двухблочной станции быстрой зарядки электромобилей

Мин ПУ — 2025-05-29

Создание разветвлённой сети эффективных электрических зарядных станций является необходимым условием для развития электромобилей как в России, так и за рубежом. Существующая инфраструктура накладывает ограничения по потребляемой мощности и на возможные места установки. Исследована электрическая зарядная станция, содержащая два силовых блока. С учетом выявленных ограничений и токовых возможностей силовых блоков предложены режимы функционирования электрической станции быстрой зарядки, которые обеспечивают одновременный подзаряд двух электромобилей при минимальном времени простоя. Данные режимы были проверены с помощью компьютерного моделирования в MATLAB/Simulink и были экспериментально апробированы на станции быстрой зарядки типа EV DUAL60. По сравнению с существующими режимами предложенное решение позволяет сократить время одновременного подзаряда двух электромобилей до 23 % при заданном ограничении тока потребления из трехфазной сети и с учетом допустимого максимального выходного тока силовых модулей. Представленный материал предназначен для разработчиков электрических зарядных станций с повышенной пропускной способностью подзаряда электромобилей.

Виктор Болеславович Демидович (к 75-летию со дня рождения)

Редакционная статья — 2025-07-05

Эдуард Петрович Волков (некролог)

Редакционная статья — 2025-07-05