ro en

Электронный журнал 3(63)2024

"ПРОБЛЕМЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.3-63)"

СОДЕРЖАНИЕ

1	Снижение уровня магнитного поля одноцепных воздушных линий электропередачи в многоэтажных домах средствами активного и пассивного экранирования Авторы: Кузнецов Б.И.1, Куценко А.С.2, Никитина Т.Б.3, Бовдуй И.В.1, Чунихин К.В.1, Волошко Е.В.1 1Институт проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного Национальной академии наук Украины, Харьков, Украина 2 Национальный технический университет «ХПИ», Харьков, Украина 3 Учебно-научный профессионально-педагогический институт Харьковского национального университета им. В.Н. Каразина, Харьков, Украина
	Аннотация: Целью работы является теоретическое и экспериментальное исследование эффективности комбинированного экранирования, включающего активное и пассивное экранирование с помощью сплошного экрана, магнитного поля, генерируемого одноцепными линиями электропередачи с треугольным расположением проводов внутри многоэтажных домов. Для достижения поставленной цели определена структура комбинированного экрана, который состоит из двухконтурной активной и П-образной сплошной пассивной части, и характеризуется повышенной эффективностью снижения уровня магнитного поля промышленной частоты. Проектирование комбинированного экрана сводится к решению задачи минимаксной векторной оптимизации, в которой векторная целевая функция вычисляется на основании решений уравнений Максвелла в квазистационарном приближении с использованием пакета программ COMSOL Multiphysics. Решение задачи минимаксной векторной оптимизации вычисляется на основе алгоритмов оптимизации мультироем частиц из Парето-оптимальных решений с учетом бинарных отношений предпочтения. В ходе проектирования комбинированного экрана вычислены координаты пространственного расположения двух компенсационных обмоток, а также величины токов и их фаз в обмотках системы активного экранирования, а также параметры П-образного сплошного пассивного экрана. Наиболее важными результатами являются рассчитанные, в ходе проектирования комбинированного экрана, значения координат пространственного расположения двух компенсационных обмоток, величины токов и их фаз в этих обмотках системы активного экранирования, а также параметры П-образного сплошного пассивного экрана, позволившие повысить эффективность экранирования магнитного поля, генерируемого одноцепными линиями электропередачи с треугольным расположением проводов внутри многоэтажных домов. Значимость полученных результатов состоит в том, что приводятся практические рекомендации по обоснованному выбору пространственного расположения двух экранирующих обмоток робастной системы активного экранирования и параметров П-образного сплошного пассивного экрана комбинированного экранирования магнитного поля, генерируемого одноцепными воздушными линиями электропередачи внутри многоэтажных домов. Показана возможность снижения уровня индукции исходного магнитного поля до уровня санитарных норм.
	Ключевые слова: одноцепные воздушные линии электропередачи, магнитное поле, комбинированное экранирование, теоретические и экспериментальные исследования. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.3-63.01
2	Гибридная технология очистки воды на основе метода дозирования сорбционного материала для систем водоподготовки тепловых электростанций и водоснабжения Авторы: Филимонова А.А., Власова А.Ю., Чичиров А.А., Камалиева Р.Ф. Казанский государственный энергетический университет, Казань, Российская Федерация
	Аннотация: Работа посвящена проблеме очистки воды в период цветения фитопланктонов, а также во время залповых загрязнений промышленными стоками. Антропогенная нагрузка существенно снижает эффективность очистки по действующей технологии, поэтому для получения очищенной воды требуемого качества необходимо использовать дополнительные методы доочистки. Так метод обработки воды активным углем является перспективным способом доочистки, так как технология проста в эксплуатации и легко комбинируется с действующим способом очистки. Целью данной статьи является обоснование выбора сорбента в рамках рассматриваемой технологии подготовки воды, а также определение оптимальной эффективной дозы его дозирования. Поставленная цель достигается за счет реализации следующих задач: анализ применяемых порошкообразных сорбционных материалов в технологии подготовки воды, подбор эффективной дозы и точки ввода выбранного сорбционного материала на основе экспериментальных исследований, анализ полученных результатов и разработка технических решений организации гибридной установки очистки. Наиболее важными результатами являются: определение оптимальной дозы угольной пульпы и кратность дозирования для поддержания требуемого качества очищенной воды, определение ключевых показателей качества воды, на которые влияет обработка активным углем. Достижение данных результатов позволило определить основные технологические особенности проведения метода доочистки воды и определить возможность комбинирования с другими технологиями очистки. Значимость полученных результатов состоит в том, что предложены новые технические решения повышения эффективности очистки водоподготовительных сооружений в период резких изменений качества воды в водоисточнике. Проведенные исследования позволили расширить знания в области подготовки питьевой воды и определить ключевые показатели качества воды, на которые влияет метод обработки воды активным углем.
	Ключевые слова: метод обработки активным углем, вода питьевого качества, угольная пульпа, порошкообразный уголь марки ОУ-А. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.3-63.02
3	Развитие теоретического подхода, основанного на теории матриц, для анализа состояния систем защиты информации Авторы: Бобок И.И.1, Кобозева А.А.2 1Национальный университет «Одесская политехника» 2Одесский национальный университет им. И.И.Мечникова Одесса, Украина
	Аннотация: Широкое внедрение информационных технологий во все сферы жизни общества, создание значительного объема конфиденциальных и критически важных данных в цифровом виде приводит к росту приоритета задач информационной безопасности повсеместно, в том числе в сфере энергетики, относящейся к критической инфраструктуре любого государства. Эффективность обеспечения защиты информации ключевым образом зависит от теоретического базиса, который положен в основу используемых методов и алгоритмов. Существующие теоретические подходы не удовлетворяют в полной мере современным вызовам в области информационной безопасности. Хорошо зарекомендовал себя для решения задач защиты информации общий подход к анализу состояния информационных систем, основанный на теории матриц, однако и он не устраняет все теоретические проблемы рассматриваемой области. Целью работы является развитие упомянутого подхода для обеспечения возможности повышения эффективности методов защиты информации, основывающихся на нем. Цель была достигнута путем детального исследования возмущений значений формальных параметров, однозначно определяющих матрицу, которая ставится в соответствие системе защиты информации, в условиях активных атак (возмущающих воздействий) на систему. В качестве таких параметров рассматриваются сингулярные числа и сингулярные векторы матрицы. Наиболее важным результатом работы является обоснование существования и установление взаимосвязанных областей стабилизации возмущений сингулярных чисел и сингулярных векторов матрицы системы, при этом область стабилизации сингулярных чисел отвечает области монотонного убывания их возмущений с ростом номера, тогда как стабилизация сингулярных векторов отвечает области, в которой их возмущения сравнимы с 90 градусами. Показано, что процесс стабилизации обусловлен математическими свойствами рассматриваемых параметров. Значимость полученного результата заключается в возможности его использования для усовершенствования различных систем защиты информации, которые построены или исследуются с применением общего подхода к анализу их состояния, как в теоретическом, так и в практическом плане. В работе приведены примеры такого использования.
	Ключевые слова: система защиты информации, сингулярный вектор, сингулярное число, чувствительность, активная атака. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.3-63.03
4	Влияние коэффициентов горения на основе характеристики угля на его сжигание в топке котла Авторы: Чернов С.Л., Прохоров В.Б., Апаров В.Д., Фоменко М.В. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ»
	Аннотация: В процессе длительной эксплуатации ТЭС возникает необходимость перехода на сжигание непроектного топлива. Выбор пригодного для замены угля является достаточно сложной задачей, которую в настоящее время решают путем опытного сжигания различных непроектных топлив на конкретном энергетическом котле. Целью работы является разработка критериев, оценивающих возможность сжигания непроектного угля в конкретной топке до опытного сжигания. Поставленная цель достигается путем численного моделирования горения различных углей в топке котла на докритических параметрах с усредненным составом по низшей теплоте сгорания. Анализировались результаты расчета топочного режима горения по параметру механического недожога углей России и ближнего зарубежья. Рассмотрены два коэффициента горения топлива: топливный коэффициент и степень выгорания топлива. Первый представляет отношение содержания углерода топлива к величине выхода летучих, на аналитическую массу. Второй рассчитывается по предложенной формуле, в которую вместо содержания горючих в золе уноса входит широко используемое в технических расчетах процентное значение механического недожога. Наиболее важными результатами являются полученные зависимости горения топлив в конкретной топке от топливного коэффициента. Различают зоны горения с допустимой по нормативам степенью выгорания топлива и с ее превышением. Найдена также граница возможного сжигания углей по топливному коэффициенту. Исследуемая топка первоначально проектировалась для сжигания бурого угля, и в ней, как показали исследования, не рекомендуется сжигать тощие и слабоспекающиеся каменные угли, антрацит, а также бурые угли с теплотой сгорания менее 11,5 МДж/кг и/или рабочей влажностью более 40%. Полученные результаты значимы для определения результата сжигания непроектного топлива и сужения круга рассматриваемых топлив, при обязательном учете других последствий перевода котла на непроектное топливо, и прежде всего, вероятности шлакования поверхностей нагрева.
	Ключевые слова: топка котла, непроектное топливо, теплотехнические характеристики, коэффициенты горения, топливный коэффициент, степень выгорания топлива, механический недожог. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.3-63.04
5	Формирование систем энергоснабжения особых экономических зон Авторы: Бык Ф.Л., Иванова Е.М., Мышкина Л.С. Новосибирский государственный технический университет Новосибирск, Российская Федерация
	Аннотация: Развитие экономики во многом связано с развитием систем тепло- и электроснабжения, формирующих энергетическую инфраструктуру территорий. Экономическая доступность и бесперебойность электроснабжения важна для резидентов особых экономических зон, определяющих социально-экономического развития стран. При этом применяемые сегодня традиционные решения по формированию систем энергоснабжения зачастую не отвечают указанным требованиям. Целью работы является разработка принципа формирования интегрированных систем энергоснабжения, учитывающих взаимосвязь производства, передачи и потребления тепловой и электрической энергии, а также разработку методики выбора состава и структуры генерирующего оборудования, позволяющей обеспечить доступность и бесперебойности энергоснабжения. Для достижения указанной цели решены следующие задачи: исследованы системы энергоснабжения существующих особых экономических зон и выявлены их недостатки; предложено создание интегрированных систем энергоснабжения территорий на основе когенерационных технологий; разработана методика выбора состава и структуры оборудования мини-ТЭЦ интегрированных систем энергоснабжения. Наиболее важным результатом является комплексная методика выбора состава и структуры оборудования мини-ТЭЦ в интегрированной системе энергоснабжения, обеспечивающая максимальную топливную эффективность производства энергии и энергоэффективность системы энергоснабжения. Выполнение расчетов по разработанной методике на примере территории опережающего развития «СмартСити-Новосибирск» позволило предложить формирование интегрированной системы энергоснабжения. Наиболее важными результатами являются обеспечение энергоэффективности производства энергии, экономической доступности, бесперебойности и экологичность энергоснабжения потребителей. Предлагаемая интегрированная система энергоснабжения позволит создать благоприятные условия для социально-экономического развития, что особенно важно при развитии особых экономических зон. Значимость результатов заключается в том, что предложенная методология формирования системы энергоснабжения, учитывающая взаимосвязь процессов тепло- и электроснабжения и выбора состава оборудования мини-ТЭЦ в интегрированной системе энергоснабжения, позволяет повысить обоснованность принимаемых решений при развитии доступной и надежной энергетической инфраструктуры территорий.
	Ключевые слова: особая экономическая зона, территория опережающего развития, система энергоснабжения, энергоэффективность, доступность, бесперебойность, распределенная энергетика. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.3-63.05
6	Энергоэффективные режимы обезвоживания фруктов в модифицированной атмосфере Авторы: Попеску В.С., Цислинская Т.И., Вишану И.В., Меленчук М.Г., Балан М. М., Вишану В.В. Технический университет Молдовы, Кишинев, Республика Молдова
	Аннотация: Основной целью данной работы является установление энергоэффективных режимов обезвоживания плодов в модифицированной атмосфере. Для достижения поставленной цели исследования была разработана экспериментальная электроустановка, применяющая в технологическом процессе именно метод обезвоживания плодов в модифицированной атмосфере с CO2. В качестве агента в данном случае использовался именно углекислый газ, поскольку это безвредный для пищевых продуктов и с жизненно важной точки зрения для организма человека, в том числе даже детского, газ часто используемый в пищевой промышленности, особенно при газировании различных напитков. Проведенные исследования были сосредоточены на примере обезвоживания плодов местного происхождения, но, в частности, в качестве основного объекта исследований были выбраны персики. Эти плоды были специально исследованы, поскольку они чрезвычайно чувствительны как к процессам хранения, так и к процессам переработки, а применяемые в данном случае существующие технологии обработки имеют низкую эффективность из-за побочных реакций, возникающих в ходе процессов и вызывающих дефекты обработки. В настоящее время существенными проблемами, характерными для процесса обезвоживания персиков, являются окисление поверхностного слоя и потемнение, что значительно снижает качество готовой продукции, а также требует повышенных затрат электроэнергии. В связи с указанными недостатками, эти фрукты используются сезонно и больше потребляются в свежем виде, но и сушеные представляют интерес и пользуются спросом у потребителей в течение круглого года. Основными результатами, полученными при применении разработанной установки, являются: повышение энергоэффективности и качества готовой продукции. Значимость полученных результатов заключается в решении существенных проблем, характерных для процесса обезвоживания плодов, с которыми в настоящее время сталкиваются специализированные предприятия соответствующей области.
	Ключевые слова: электроустановка, способ переработки, энергоэффективные режимы, обезвоживание плодов, модифицированная атмосфера, углекислый газ. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.3-63.06
7	Многоступенчатый электродинамический дегидратор с тепловыми насосами Авторы: Бурдо О.Г.1, Терзиев С.Г.2, Сиротюк И.В.1, Славинская В.А.1, Шит М.Л.3 1 Одесский национальный технологический университет, Одесса, Украина 2ЧАО «ENNI FOODS», г. Одесса, Украина 3Институт энергетики Технического Университета Молдовы, г. Кишинев, Республика Молдова
	Аннотация: Целью работы является утилизация энергии вторичного пара путем его термотрансформации в разработанных авторами электродинамических дегидраторах. Для достижения поставленной цели предлагается использование тепловых насосов. Сформулирована гипотеза, что применение электромагнитных источников энергии в процессе удаления влаги из пищевых растворов, с последующей трансформацией энергии вторичного пара позволит сформировать реверсные потоки энергии. Приведена методика расчета энергетической эффективности при наличии прямых и реверсных потоков. Анализируются многоступенчатые дегидраторы, у которых на последней ступени используются электродинамические системы, а тепловые насосы — на предыдущих ступенях. Разработана программа расчета и оптимизации многоступенчатых дегидраторов с тепловыми насосами. Приведены результаты вычислительного эксперимента с двухступенчатым и четырехступенчатым дегидраторами. Показано, что за счет формирования реверсных потоков значительно повышается итоговый энергетический КПД. Обсуждаются вопросы оптимизации систем с реверсными потоками. Использование на последней ступени электродинамического аппарата решает проблемы получения высококонцентрированного качественного раствора. Применение на остальных ступенях тепловых насосов позволяет эффективно использовать энергию вторичного пара. Наиболее существенным результатом являются схемы согласования тепловых насосов с дегидратором и окружающей средой. Значимость работы заключается в том, что обосновано и дано подтверждение высокой энергетической эффективности организации реверсных потоков энергии, предложена установка с комбинированными системами — электродинамическими и теплонасосными. Установлены режимы эксплуатации таких установок и их оптимизации. Обоснованы режимы работы двухступенчатых и четырехступенчатых комбинированных электродинамических и теплонаcосных систем. Определены пути повышения энергетической эффективности. Расчетным путем установлены режимы, при которых для двухступенчатых аппаратов с тепловыми насосами итоговый КПД можно повысить с 0,4 до 0,6, а для четырехступенчатых дегидраторов с 0,4 до 0,8.
	Ключевые слова: электродинамические системы, тепловые насосы, энергоэффективность, реверсные потоки энергии. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.3-63.07
8	Селекция объекта привязки на текущем изображении, формируемом системой технического зрения, с помощью структурных и геометрических признаков Авторы: Сотников А.М.1, Сивак В.А,2 Павлов Я.В.3, Гашенко С.В.4, Борисенко Т.И.5, Торяник Д.А.5 1Харьковский национальный университет Воздушных Сил имени Ивана Кожедуба, Харьков, Украина 2 Государственный научно-исследовательский институт испытаний и сертификации вооружения и военной техники, Черкассы, Украина 3Национальная академия Национальной гвардии Украины, Харьков, Украина 4Военно-юридический институт Национального юридического университета имени Ярослава Мудрого, Харьков, Украина 5Харьковский национальный университет радиоэлектроники, Харьков, Украина
	Аннотация: Целью статьи является исследование и обоснование возможности селекции объектов на изображении, формируемом системой технического зрения в процессе навигации беспилотного летательного аппарата, путем использования структурных и геометрических признаков. Поставленная цель достигается на основе анализа распределения фрактальной размерности, характеризующей структурные свойства изображений с учетом объектового наполнения, и размеров площади объекта селекции. Решение первой задачи основано на формировании гистограмм фрактальной размерности в зависимости от числа объектов на изображении и выявлении признаков, по которым осуществляется селекция объекта. Решение второй задачи основано на разработке подхода к снижению объектового наполнения изображений путем его зашумления. Для чего оценивается объектовая насыщенность изображения и принимается решение об окрашивании шумом. Далее определяются характеристики шума и диапазон значений фрактальной размерности для осуществления селекции объекта. Приведено решающее правило селекции объекта по фрактальной размерности. На основе разработанного алгоритма выполнено моделирование селекции объекта привязки по фрактальной размерности в зависимости от свойств шума. Определены параметры шума, при которых на гистограммах распределения фрактальных размерностей появляются признаки селекции объекта. Определен диапазон фрактальной размерности - . Решение третьей задачи основано на уточнении объекта селекции по его площади. Наиболее существенным результатом являются выявленные значения диапазонов фрактальной размерности в зависимости от объектового наполнения изображения, а также экспериментально установленные параметры шума для выявления необходимых признаков на гистограммах фрактальных размерностей. Значимость работы заключается в решении задачи селекции объекта привязки на разнородных по объектовому составу изображениях и разработке алгоритма формирования сегментированного изображения с использованием структурных свойств объектов. Это позволило значительно сократить вычислительную сложность селекции объектов по сравнению с использованием классического корреляционного алгоритма, являющегося базовым для формирования ошибки местоопределения беспилотного летательного аппарата.
	Ключевые слова: текущее изображение, селекция объекта, беспилотный летательный аппарат, структурные свойства, фрактальная размерность, объектовая насыщенность. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.3-63.08
9	Применение технических газов и их семейств в современных промышленных технологиях: обзор Авторы: 1Симоненко Ю.М., 1Грудка Б.Г., 2Чигрин А.А., 1Костенко Е.В. 1Одесский национальный технологический университет, Одесса, Украина; 2ООО «Криоин Европа», Комуна Вама, Румыния
	Аннотация: Цель работы – рассмотрение сферы использования газовых продуктов природного и синтетического происхождения и дальнейшие перспективы их применения. Для достижения поставленной цели был при-веден и проанализирован ряд наукоемких технологий. Представлены параметры фазового равновесия инертных и фторсодержащих газов и показаны температурные интервалы, в которых возможно приме-нение отдельных хладагентов. Даны примеры схем охладителей для обеспечения процессов ректифика-ции при 28 и 210 К. Показаны процессы рефрижераторных циклов в T-s диаграммах неона и R116 (гекс-афторэтана). Рассмотрены схемы гелиевых систем для отвода тепла на уровне 5…28 К. Отражены обла-сти применения Хе, Kr, Ne и Не в современных технология, в частности, лазерной технике, космонавтике, ламповой промышленности и медицине. Наиболее существенным результатом работы является опреде-ление важного значения изотопных компонентов инертных газов для энергетики будущего, функцио-нальной диагностики, метрологии и других сферах. В производстве полупроводников используется множество инертных газов в качестве защитных сред и рабочих тел при ионно-плазменном и ионно-лучевом травлении в вакуумных камерах. При плазмохимической обработке поверхностей в качестве активных газов выступают вещества, содержащие один или более атомов галогенов. Значимость до-стигнутых результатов проявляется том, что в условиях глобального дефицита технических газов акту-альным становится развитие ресурсосберегающих технологий. Среди них наиболее перспективен ре-циклинг газовых продуктов, при котором из отработанных смесей получают газовые концентраты, обо-гащают их и подвергают глубокой очистке с целью вторичного использования целевых продуктов.
	Ключевые слова: технические газы, хладоны, холодильный цикл, рефрижератор, ионный двигатель, стабильные изотопы, ионное травление полупроводников, плазмохимический процесс. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.3-63.09
10	Определение режима холостого хода последних ступеней мощных паровых турбин для области влажного пара Авторы: Сенецкая Д.О., Сенецкий А.В. Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт» Москва, Российская Федерация
	Аннотация: Все большее распространение получают электрогенерирующие установки малой мощности на возобновляемых источниках энергии. Они вносят дисбаланс в энергетическую систему. Регулирование частоты осуществляется с использованием мощных паровых турбин. Для обеспечения надежной и эффективной работы мощных паровых турбин важно представлять процессы, протекающие в последних ступенях цилиндра низкого давления. В определенный момент (наступление режима холостого хода) последние ступени цилиндра низкого давления переходят от выработки механической мощности (турбинный режим) к ее потреблению (малорасходный режим). Малорасходный режим может сопровождаться значительным повышением температуры лопаточного аппарата для теплофикационных турбин и повышенным износом для турбин конденсационного типа. В настоящее время подход к определению режима холостого хода (момент перехода от выработки механической мощности к ее потреблению) для ступеней большой веерности цилиндра низкого давления отсутствует. Целью работы является разработка и предложение подхода для оценки относительного объемного расхода пара применительно к ступеням большой веерности, который дает возможность определять наступление режима холостого хода. Поставленная цель достигается путем разработки зависимости для определения характеристики холостого хода для ступеней большой веерности при номинальном режиме работы в сжимаемой среде при использовании результатов экспериментального исследования модельных ступеней для турбин большой мощности. Наиболее существенным результатом является разработанный и предложенный метод определения режима холостого хода для ступеней большой веерности, верифицированный с имеющимися результатами натурных испытаний последней ступени турбины Т-250/300-240. Значимость полученных результатов состоит в том, что предлагаемый подход позволяет быстро и достаточно точно определять режим холостого хода ступеней цилиндра низкого давления паровых турбин при эксплуатации и проектировании, что дает возможность повысить экономичность и надежность работы энергоблоков в целом.
	Ключевые слова: режим холостого хода, паровая турбина, веерность ступени, сжимаемая среда, относительный объемный расход. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.3-63.10
11	Разработка виртуальной среды контроля подводных электрических кабелей автономным подводным аппаратом на основе нечетких клеточных автоматов Авторы: Тимочко А.И.1, Сотников А.М.2, Дудченко С.В.3, Макарчук Д.В.3, Зазирный А.А.4, Колодяжный А.И.2 1Летная академия Национального авиационного университета, Кропивницкий, Украина 2Харьковский национальный университет Воздушных Сил имени Ивана Кожедуба, Харьков, Украина 3Херсонская Морская государственная академия, Херсон, Украина 4Государственный университет инфраструктуры и технологий, Киев, Украина
	Аннотация: Объект исследования – планирование минимального времени мониторинга подводных электрических и оптических кабелей на заданном участке морского дна автономным подводным аппаратом при минимальных эксплуатационных расходах. Цель работы – повышение оперативности и снижение расхода топлива автономными подводными аппаратами в процессе мониторинга подводных электрических и оптических кабелей на основе нечетких клеточных автоматов в условиях неопределенности. Для достижения цели исследования использованы нечеткие клеточные аппараты, сочетающие преимущества, заложенные в традиционных клеточных автоматах и предоставляемые возможностями нечетких множеств и нечеткой логики. Неопределенность местоположении кабеля вызвана возможными землетрясениями, турбулентными течениями, случайными воздействиями якорей или орудий лова, обрастанием кабелей морской растительностью и террористическими атаками. Разработанный подход позволяет синтезировать Парето-оптимальный маршрут движения аппарата вдоль предполагаемых координат залегания объекта исследования, обеспечивающий минимальный расход топлива за минимальное время контроля кабеля и удовлетворяющий заданной системе ограничений. Формальные модели базируются на использовании нечетких клеточных автоматов, с помощью которых описываются трехмерная модель среды функционирования, зоны и объекты, затрудняющие или ограничивающие перемещение, поведение подводного аппарата. Наиболее существенными результатами является формальное описание пространства решения задачи, и метод моделирования маршрута автономного подводного аппарата в пространстве для повышения оперативности и качества решения задачи мониторинга состояния объекта интереса. Значимость полученных результатов состоит в возможности решения сложной задачи многокритериальной оптимизации по нахождению маршрута передвижения автономного подводного аппарата для мониторинга кабельной системы в трехмерном пространстве. Таким образом, исследование свидетельствует об эффективности использования нечетких клеточных автоматов для построения маршрутов в процессе мониторинга подводных электрических и оптических кабелей в различных условиях, что позволит создать эффективную систему мониторинга за состоянием объектов наблюдения.
	Ключевые слова: электрический кабель, автономный подводный аппарат, нечеткий клеточный автомат, Парето-оптимальность, маршрут, расход топлива, минимальное время. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.3-63.11
12	Регулировочный трансформатор с расширенным диапазоном управления Авторы: Зайцев Д., Голуб И., Тыршу М., Калошин Д. Технический Университет Молдовы, Институт Энергетики, Кишинев, Республика Молдова
	Аннотация: Объектом исследования является вольтодобавочный трансформатор, который можно отнести к семейству “Sen”, обладающий расширенным диапазоном и более высокой точностью регулирования. Целью работы является исследование режимных и энергетических характеристик трансформаторного устройства, реализующего принцип продольно–поперечного регулирования выходного напряжения относительно входного и управляемого средствами силовой электроники. Поставленная цель достигается посредством создания в среде Simulink/Matlab структурно–имитационной модели объекта исследования и проведении на основе SPS- моделей расчетных экспериментов, имитирующих работу вольтодобавочного трансформатора при различных стратегиях управления. Наиболее существенными результатами являются новое схемное решение, вариант секционирования обмоток управления и закон регулирования ими. Результаты расчётных экспериментов, полученные на основе построенных структурно-имитационных моделей объекта исследования, показали эффективность предложенного схемного варианта устройства и стратегии его управления. с точки зрения существенного расширения диапазона выходного напряжения как по модулю, так и по фазе. Показано, что предложенное техническое решение обеспечивает более широкие возможности регулирования напряжения по фазе (относительно UPFC и “Sen” – трансформатора) при тех же ограничениях продольной и поперечной составляющих вольтодобавочного напряжения. Построены векторные диаграммы и получены выражения, характеризующие режимные параметры исследуемого устройства. Получены и проанализированы характеристики изменения параметров устройства на холостом ходу и в режиме нагрузки. Рассчитана типовая мощность элементов вольтодобавочного трансформатора с прямоугольной зоной регулирования. Значимость полученных результатов состоит в том, что предложенное техническое решение способно обеспечить те же управляющие воздействия в виде регулируемого добавочного напряжения, что и FACTS контроллеры типа UPFC и “Sen” – трансформатор, но на более простой и доступной к практической реализации основе.
	Ключевые слова: вольтодобавочный трансформатор, активная и реактивная мощность, регулирование напряжения, типовая мощность. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.3-63.12
13	Пятиступенчатое зарядное устройство на базе PID – регулятора дробного порядка для Li-ion гибридных перезаряжаемых электрических автомобилей Авторы: Маникандан М.1, Мохамед Шуайб Ю.2 1Институт технологий и науки Джйотишмати, Каримнагар, Телангана, Индия 2Б.С. Институт науки и технологий Абдура Рахмана Кресент, Вандалур, Индия
	Аннотация: Целью исследования является решение проблемы недостаточного использования электрических машин на транспорте, несмотря на их многочисленные преимущества перед обычными двигателями внутреннего сгорания (ДВС), такие как снижение выбросов, снижение затрат на топливо, а также улучшение управления и эксплуатации. Для достижения этой цели в исследовании рассматриваются современные источники энергии, накопительные устройства, преобразователи энергии и стратегии управления, используемые в электромобилях (EV). Особое внимание уделяется реализации пятиуровневой схемы зарядки литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов, которые считаются перспективным решением для хранения энергии электромобилей. Важными результатами этой работы являются преимущества пятиуровневой схемы зарядки литий-ионного аккумулятора емкостью 1 Ач, напряжением 3.7 В по сравнению с традиционными методами зарядки, а именно: превосходный КПД (97.16%), меньший рост температуры (1.5 градуса Цельсия), более быстрое время зарядки (около 40-43 минут) и увеличенный срок службы батареи. Значимость этих результатов заключается в их потенциале для устранения ключевых недостатков, препятствующих широкому внедрению гибридных электромобилей (PH EV), предлагая практическое решение для более быстрой, эффективной и безопасной зарядки аккумуляторов. Изолируя батарею во время зарядки и оптимизируя процесс зарядки, предлагаемая система не только повышает производительность электромобилей, но и способствует продлению срока службы батареи, тем самым способствуя экологичности транспорта. Кроме того, экспериментальная проверка с использованием MATLAB Simulink подчеркивает практическую осуществимость предлагаемой системы зарядки, внося ценный вклад в область технологий электромобилей.
	Ключевые слова: литий-ионные аккумуляторы, ПИД-регуляторы дробного порядка, устройство пятиуровневой зарядки, гибридные электромобили. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.3-63.13
14	Расчет необходимой мощности электродвигателей механизмов движения мостовых кранов статистическим методом Авторы: Коваленко В., Журавель О., Стрижак В., Иглин С., Стрижак М. Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт» Харьков, Украина
	Аннотация: Целью исследования является определение функциональной зависимости для расчёта мощности электродвигателя механизма передвижения мостового крана от грузоподъёмности и пролёта. Поставленная цель достигается за счёт решения таких задач: анализ уравнения для расчёта мощности электродвигателя механизма передвижения мостового крана по традиционной методике; выделение констант, известных из исходных данных и переменных, требующих дополнительного расчёта; сбор и упорядочивание статистических данных – значений переменных для мостовых кранов разных пролётов и грузоподъемностей; определение уравнений регрессии на основании статистических данных – функций двух переменных от грузоподъемности и пролёта; подстановка уравнений регрессии в исходное уравнение вместо переменных. В процессе решения поставленных задач было установлено, что наибольшую сложность вызывает определение статического сопротивления и массы крана. Традиционный расчёт этих параметров требует использования дополнительных справочных данных и принятия конструкторских решений высокой ответственности. При поиске уравнений регрессии использована кубическая модель, которая обеспечивает высокую точность и не перегружает уравнение слагаемыми. Наиболее существенным результатом является получение итогового выражения для определения мощности электродвигателя как функции двух переменных – грузоподъемности и пролёта. Значимость полученных результатов состоит в том, что предложенный метод расчёта значительно сокращает время на выбор электродвигателя при проектировании нового крана, поскольку нет необходимости рассчитывать или выбирать дополнительные параметры, которые входят в традиционный расчёт. Предложенную закономерность проще интегрировать в системы автоматизированного проектирования. Поскольку расчёт опирается на статистические данные изготовленных и успешно действующих кранов вероятность ошибочного расчёта практически исключается.
	Ключевые слова: мостовой кран, механизм передвижения, автоматизация, расчёт, мощность двигателя. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.3-63.14
15	Минимизация теплопотерь сетей централизованного теплоснабжения путем оптимизации их конфигурации Авторы: Скочко В.И. 1, Солонников В.Г. 2, Погосов А.Г. 1, Габа К.А. 1, Кулинко Е.А. 1, Козячина Б.И. 1 1Киевский национальный университет строительства и архитектуры 2Национальный университет обороны Украины Киев, Украина
	Аннотация: Целью работы является освещение математических основ оптимизации конфигурации сетей систем централизованного теплоснабжения. В качестве целевой функции процесса оптимизации предложено принимать суммарные теплопотери, происходящие на всей протяженности исследуемого участка теплотрассы от источника теплоснабжения и до каждого из потребителей. Были проанализированы существующие и наиболее эффективные подходы к оптимизации тепловых сетей на основе минимизации теплопотерь, а также предложены принципы и соответствующие математические инструменты учета объективных технических ограничений, налагаемых на эти централизованные сети теплоснабжения нормативными требованиями, как на технологическом, так и градостроительном уровнях. Поставленная цель достигается за счет решения задач моделирования координат узлов и длин участков тепловых сетей с применением инструментальных средств для определения наиболее рациональных положений узлов их разветвления в части их координат с целью идентификации целесообразных с экономической точки зрения направлений прокладки каждого из фрагментов соответствующих сетей. Для того чтобы предложенный подход к оптимизации теплосетей было удобно применять на практике, следует вводить дополнительные математические инструменты, которые делают возможным учет специфических градостроительных условий и ограничений, налагаемых на системы теплоснабжения и должны быть обязательно учтены в процессе проектирования. Наиболее важными результатами являются полученная математическая модель сети централизованного теплоснабжения, которая позволяет учитывать фактические технические условия присоединения к сетям и градостроительные условия и ограничения. Значимость полученных результатов состоит в том, что применение разработанного алгоритма позволяет не только уменьшить суммарные теплопотери при транспортировке теплоносителя от источников теплоты к потребителям, но и, как следствие, повысить уровень энергоэффективности всей системы теплоснабжения, уменьшить расходы первичной энергии и выбросы парниковых газов.
	Ключевые слова: оптимизация конфигурации сети, сети теплоснабжения, минимизация теплопотерь, градостроительные условия и ограничения. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2024.3-63.15