Визначення показників якості електроенергії в розподільчих мережах промислових підприємств при використанні пускових пристроїв потужних електроприводів

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2026.353162

Ключові слова:

пускові пристрої, якість електроенергії, керований реакторний компенсатор, симуляційне моделювання розподільчої мережі

Анотація

Об’єктом дослідження є процеси електромагнітного перетворення у потужних асинхронних електроприводах в процесі керованого пуску та їх вплив на показники якості електроенергії живлячої мережі. Розглядаються розподільчі мережі промислових підприємств, які мають значні динамічні навантаження під час запуску потужних машин.

Проблема, на вирішення якої направлено дослідження, полягає в забезпеченні належної якості електроенергії в розподільчих мережах промислових підприємств при виконанні керованого пуску потужних асинхронних електроприводів від софтстартерів на базі тиристорного регулятора напруги.

Кількісні показники впливу пускових пристроїв на параметри якості електроенергії розраховано за допомогою комп'ютерного моделювання в середовищі MATLAB/Simulink. Плавний пуск з використанням тиристорного регулятора, хоча й обмежує пусковий струм, але негативно впливає на якість електроенергії в розподільчій мережі. Зростає споживання реактивної потужності, що викликає падіння напруги. Для випадку запуску асинхронного двигуна потужністю 3500 кВт у мережі агломераційної фабрики було виявлено, що прямий пуск викликає падіння напруги близько 350 В. Також з`являються гармонійні спотворення напруги з коефіцієнтом спотворень до 6%. Силові активні фільтри дозволяють підвищити якість електроенергії шляхом введення протифазних струмів, що доведено застосуванням теоретичних методів електротехніки.

Отримані результати застосовні при проектуванні систем електроприводу потужних механізмів під час модернізації енергопостачання промислових підприємств, при розрахунку засобів компенсації реактивної потужності та при розробці стандартів якості енергії. Це значною мірою сприятиме підвищенню надійності технологічного обладнання, зменшенню втрат енергії, а також збільшенню терміну служби електрообладнання на підприємстві.

Біографії авторів

Олексій Андрійович Громовий, Державний університет «Житомирська політехніка»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра робототехніки, електроенергетики та автоматизації ім. проф. Б. Б. Самотокіна

Smail Arailym, NPJSC “Abylkas Saginov Karaganda Technical University”

Doctoral Student

Department of Automation of Manufacturing Processes

Smagulova Karshiga, NPJSC “Abylkas Saginov Karaganda Technical University”

Doctor of Philosophy (PhD), Associate Professor

Department of Automation of Manufacturing Processes

Melikuziev Mirkomil, Tashkent State Technical University named after Islam Karimov

Doctor of Philosophy (PhD), Associate Professor

Department of Electric Supply

Міла Леонідівна Барановська, Криворізький національний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра електромеханіки

Андрій Олегович Романець, Запорізький національний університет

Аспірант

Кафедра електротехніки та кіберфізичних систем

Ігор Валерійович Новицький, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка»

Доктор технічних наук, професор

Кафедра кіберфізичних та інформаційно-вимірювальних систем

Анна Анатоліївна Гуменюк, Державний університет «Житомирська політехніка»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра робототехніки, електроенергетики та автоматизації ім. проф. Б. Б. Самотокіна

Ілля Юрійович Колисниченко, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра кіберфізичних та інформаційно-вимірювальних систем

Дмитро Сергійович Білухін, Український державний університет науки і технологій

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра управління енергетичними та економічними процесами

Посилання

  1. Soft Starter Market (2024–2030). Available at: https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/soft-starter-market-report
  2. Harumwidiah, A., Kurniawan, A. (2016). Modeling and analysis of ac-ac soft starter for induction motor based on thyristor and IGBT. ASEAN Journal of Systems Engineering, 3 (2), 60–64. https://doi.org/10.22146/ajse.v3i2.17161
  3. Thanyaphirak, V., Kinnares, V., Kunakorn, A. (2017). Comparison of Starting Current Characteristics for Three-Phase Induction Motor Due to Phase-control Soft Starter and Asynchronous PWM AC Chopper. Journal of Electrical Engineering and Technology, 12 (3), 1090–1100. https://doi.org/10.5370/jeet.2017.12.3.1090
  4. Yu, M., Tian, C., Chen, B. (2006). A Novel Induction Motor Soft Starter Based on Magnetically Controlled Reactor. 2006 1ST IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications. Singapore 1–6. https://doi.org/10.1109/iciea.2006.257361
  5. Wang, Y., Yin, K., Yuan, Y., Chen, J. (2019). Current-Limiting Soft Starting Method for a High-Voltage and High-Power Motor. Energies, 12 (16), 3068. https://doi.org/10.3390/en12163068
  6. Zhou, J., Sun, X., Sirat, A. P., Mu, Q., Wang, Y., Zhao, T. (2024). Optimized Soft Starting of SiC MOSFET-Based Soft Starter with Constant Transient Current for Motor Control Center Applications. IECON 2024 – 50th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. Chicago, 1–6. https://doi.org/10.1109/iecon55916.2024.10905667
  7. Osita, O., Obi, P. I., Onwuka, I. K. (2017). Induction Motor Starting Analysis and Start Aided Device Comparison using ETAP. European Journal of Engineering and Technology Research, 2 (7), 1–7. https://doi.org/10.24018/ejeng.2017.2.7.348
  8. Sundareswaran, K., Jos, B. M. (2005). Development and analysis of novel soft-starter/energy-saver topology for delta-connected induction motors. IEE Proceedings – Electric Power Applications, 152 (4), 922–932. https://doi.org/10.1049/ip-epa:20050091
  9. Deraz, S. A., Azazi, H. Z. (2017). Current limiting soft starter for three phase induction motor drive system using PWM AC chopper. IET Power Electronics, 10 (11), 1298–1306. https://doi.org/10.1049/iet-pel.2016.0762
  10. Dems, M., Majer, K., Komeza, K. (2025). Optimization of Induction Motor Control to Limit the Maximum Current and Torque During Voltage Start-Up Using FEM and Analytical Simulation. Energies, 19 (1), 240. https://doi.org/10.3390/en19010240
  11. Softstarter Handbook (1SFC132060M0201) (2010). Västerås: ABB AB, Cewe-Control. Available at: https://library.e.abb.com/public/6b4e1a3530814df0c12579bb0030e58b/1SFC132060M0201.pdf
  12. Gudiño-Ochoa, A., Jalomo-Cuevas, J., Molinar-Solís, J. E., Ochoa-Ornelas, R. (2023). Analysis of Interharmonics Generation in Induction Motors Driven by Variable Frequency Drives and AC Choppers. Energies, 16 (14), 5538. https://doi.org/10.3390/en16145538
  13. Habyarimana, M., Dorrell, D. G., Musumpuka, R. (2022). Reduction of Starting Current in Large Induction Motors. Energies, 15 (10), 3848. https://doi.org/10.3390/en15103848
  14. Antonino-Daviu, J. A., Corral-Hernandez, J., Resina-Munoz, E., Climente-Alarcon, V. (2015). A study of the harmonics introduced by soft-starters in the induction motor starting current using continuous time-frequency transforms. 2015 IEEE 13th International Conference on Industrial Informatics (INDIN), 777–781. https://doi.org/10.1109/indin.2015.7281835
  15. Jiang, F., Tu, C., Guo, Q., Wu, Z., Li, Y. (2019). Adaptive soft starter for a three‐phase induction‐motor driving device using a multifunctional series compensator. IET Electric Power Applications, 13 (7), 977–983. https://doi.org/10.1049/iet-epa.2018.5079
  16. Kucuk, S., Ajder, A. (2022). Analytical voltage drop calculations during direct on line motor starting: Solutions for industrial plants. Ain Shams Engineering Journal, 13 (4), 101671. https://doi.org/10.1016/j.asej.2021.101671
  17. Bhuvaneswari, G., Charles, S., Nair, M. G. (2008). Power quality studies on a Soft-start for an induction motor. 2008 IEEE/PES Transmission and Distribution Conference and Exposition. Chicago, 1–6. https://doi.org/10.1109/tdc.2008.4517215
  18. Zhuk, O., Zhuk, D., Kryvoruchko, D., D’yakonov, O. (2018). Control of Improved Hybrid Power Line Conditioner. 2018 IEEE 38th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO). Kyiv, 605–610. https://doi.org/10.1109/elnano.2018.8477453
  19. Tytiuk, V., Chornyi, O., Zachepa, Y., Kuznetsov, V., Tryputen, M. (2020). Control of the start of high-powered electric drives with the optimization in terms of energy efficiency. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 5, 101–108. https://doi.org/10.33271/nvngu/2020-5/101
  20. Tryputen, M., Kuznetsov, V., Kuznetsova, A., Tryputen, M., Kuznetsova, Y., Serdiuk, T. (2020). Improving the Reliability of Simulating the Operation of an Induction Motor in Solving the Technical and Economic Problem. Advances in Computer Science for Engineering and Education III, 143–152. https://doi.org/10.1007/978-3-030-55506-1_13
  21. Tryputen, M., Kuznetsov, V., Kovzel, M., Kovalenko, V., Artemchuk, V., Nadtochyi, V. (2021). Minimization of the Description of Images in the Problem of Adaptive Control of Static Technological Objects. 2021 IEEE International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES), 1–4. https://doi.org/10.1109/mees52427.2021.9598651
  22. Yevheniia, K., Vitaliy, K., Mykola, T., Alisa, K., Maksym, T., Mykola, B. (2019). Development and Verification of Dynamic Electromagnetic Model of Asynchronous Motor Operating in Terms of Poor-Quality Electric Power. 2019 IEEE International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES), 350–353. https://doi.org/10.1109/mees.2019.8896598
  23. Kuznetsov, V. V., Nykolenko, A. V. (2015). Models of operating asynchronous engines at poor-quality electricity. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (8 (73)), 37–42. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.36755
  24. Chenchevoi, V., Kuznetsov, V., Kuznetsov, V., Chencheva, O., Zachepa, I., Chornyi, O. et al. (2021). Development of mathematical models of energy conversion processes in an induction motor supplied from an autonomous induction generator with parametric non-symmetry. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (8 (112)), 67–82. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.239146
  25. Akagi, H., Kanazawa, Y., Fujita, K., Nabae, A. (1983). Generalized theory of instantaneous reactive power and its application. Electrical Engineering in Japan, 103 (4), 58–66. https://doi.org/10.1002/eej.4391030409
  26. Bobrow, L. S. (1985). Fundamentals of Electrical Engineering. Holt, Rinehart, and Winston, 926.
Визначення показників якості електроенергії в розподільчих мережах промислових підприємств при використанні пускових пристроїв потужних електроприводів

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-02-28

Як цитувати

Громовий, О. А., Arailym, S., Karshiga, S. ., Mirkomil, M., Барановська, М. Л., Романець, А. О., Новицький, І. В., Гуменюк, А. А., Колисниченко, І. Ю., & Білухін, Д. С. (2026). Визначення показників якості електроенергії в розподільчих мережах промислових підприємств при використанні пускових пристроїв потужних електроприводів. Technology Audit and Production Reserves, 1(1(87), 57–64. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2026.353162

Номер

Том 1 № 1(87) (2026): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Електротехніка та промислова електроніка

Ліцензія

Авторське право (c) 2026 Oleksiy Gromovyy, Smail Arailym, Smagulova Karshiga, Melikuziev Mirkomil, Mila Baranovska, Andrii Romanets, Ihor Novitsky, Anna Humeniuk, Ilya Kolysnychenko, Dmytro Bilukhin

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.