omnaОмский научный вестникOmsk Scientific Bulletin1813-82252541-7541Омский государственный технический университет10.25206/1813-8225-2024-190-77-86MARUWQomna-263Research ArticleЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКАENERGY AND ELECTRICAL ENGINEERINGПрименение методологической базы исследования для определения кондуктивной низкочастотной электромагнитной помехи по коэффициенту n-й гармонической составляющей напряженияThe use of the methodological base of the study to determine the conduction of low-frequency electromagnetic interference according to the coefficient of the n-th harmonic component of the voltageРудиД. Ю.RudiD. Yu.

Руди Дмитрий Юрьевич, старший преподаватель кафедры «Электротехника и электрооборудование»

AuthorID (РИНЦ): 830094

г. Омск

Rudi Dmitry Yurievich, Senior Lecturer of Electrical Engineering and Electrical Equipment Department

AuthorID (RSCI): 830094

Omsk

dima_rudi@mail.ruАнтоновА. И.AntonovA. I.

Антонов Александр Игоревич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Электротехника и электрооборудование»

AuthorID (РИНЦ): 842787

г. Омск

Antonov Alexander Igorevich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Electrical Engineering and Electrical Equipment Department

AuthorID (RSCI): 842787

Omsk

aleksandr_antonov_85@mail.ruРуппельА. А.RuppelA. A.

Руппель Александр Александрович, кандидат технических наук, доцент, профессор кафедры «Электротехника и электрооборудование»

AuthorID (РИНЦ): 423886

г. Омск

Ruppel Alexander Aleksandrovich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Professor of Electrical Engineering and Electrical Equipment Department

AuthorID (RSCI): 423886

Omsk

ruppelsan@mail.ruРуппельЕ. Ю.RuppelE. Yu.

Руппель Елена Юрьевна, доцент кафедры «Физика и математика» Сибирского государственного

AuthorID (РИНЦ): 651948

г. Омск

Ruppel Elena Yuryevna, Associate Professor of Physics and Mathematics Department

AuthorID (RSCI): 651948

Omsk

elektrotex@mail.ruШитикТ. В.ShitikT. V.

Шитик Татьяна Вацлавовна, преподаватель специальных дисциплин отделения «Эксплуатация судовых энергетических установок»

AuthorID (РИНЦ): 1202984

г. Омск

Shitik Tatyana Vatslavovna, Lecturer of Special Disciplines of Operation of Ship Power Plants Department

AuthorID (RSCI): 1202984

Omsk

sobolevska-1965@mail.ruОмский институт водного транспорта (филиал) Сибирского государственного университета водного транспортаРоссияOmsk Institute of Water Transport (branch) Siberian State University Water TransportRussian FederationСибирский государственный автомобильно-дорожный университетРоссияSiberian State Automobile and Highway UniversityRussian FederationОмское командное речное училище имени В. И. Евдокимова Омского института водного транспорта — филиала Сибирского государственного университета водного транспортаРоссияOmsk River Command School named after Captain V. I. Evdokimov Omsk Institute of Water Transport (branch) Siberian State University Water TransportRussian Federation2024300620241027786Copyright © Руди Д.Ю., Антонов А.И., Руппель А.А., Руппель Е.Ю., Шитик Т.В., 20242024Руди Д.Ю., Антонов А.И., Руппель А.А., Руппель Е.Ю., Шитик Т.В.Rudi D.Y., Antonov A.I., Ruppel A.A., Ruppel E.Y., Shitik T.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://onv.omgtu.ru/jour/article/view/263

С помощью методологической базы исследования (основ теории вероятности и математической статистики) произведена обработка проведенного эксперимента на объекте исследования. Данным объектом является механический цех ЗАО «СибгазСтройдеталь», который занимается обеспечением нужд газовой, нефтяной и энергетической отраслей промышленности. В данной работе углублённо изучен вопрос об определении кондуктивной низкочастотной электромагнитной помехи по коэффициенту n-й гармонической составляющей напряжения (KU(n)). Гармонические искажения являются постоянным явлением в электрических сетях. Высшие гармоники оказывают негативное влияние на электрическую сеть, в том числе и на электропотребителей (снижение срока службы, производительности и т.д.). Проблема несинусоидальности напряжений изучается довольно давно и результаты, полученные в ходе этих исследований, подтверждают наличие большого количества повреждений у потребителей электроэнергии, которые находятся в эксплуатации. Определена вероятность возникновения кондуктивной низкочастотной электромагнитной помехи по K U (n) на полигоне исследования. В работе проводится анализ результатов, полученных с помощью проведённого исследования. По результатам анализа приведены соответствующие выводы.

With the help of the methodological base of the study (the foundations of probability theory and mathematical statistics), the processing of the experiment conducted at the research object is carried out. This object is the mechanical workshop of CJSC Sibgazstroydetal, which is engaged in providing for the needs of the gas, oil and energy industries. In this paper, the issue of determining the conductive low-frequency electromagnetic interference (EMI) by the coefficient of the n-th harmonic component of the voltage (KU(n)) is studied in detail. Harmonic distortion is a constant phenomenon in electrical networks. Higher harmonics have a negative impact on the electrical network, including on electric consumers (reduced service life, productivity, etc.). The problem of non-sinusoidal voltages has been studied for quite a long time and the results obtained during these studies confirm the presence of a large number of damages to electricity consumers who are in operation. The probability of occurrence of conductive low-frequency EMF by KU(n) at the research site is determined. The paper analyzes the results obtained with the help of the conducted research. According to the results of the analysis, the relevant conclusions are presented.

электромагнитная совместимостьвысшие гармоникикондуктивная помехаматематическая статистика и теория вероятностейкоэффициент n-й гармонической составляющей напряженияquality of electric energyhigher harmonicsconductive interferencemathematical statistics and probability theorythe coefficient of the n-th harmonic component of stressReferencesДанилов Г. А., Денчик Ю. М., Иванов М. Н. [и др.]. Повышение качества функционирования линий электропередачи: моногр. 2-е изд. Москва-Берлин: Директ Медиа, 2015. 558 с. ISBN 978-5-4475-5859-8.Danilov G. A., Denchik Yu. M., Ivanov M. N. [et al.]. Povysheniye kachestva funktsionirovaniya liniy elektroperedachi [Improving the quality of operation of power lines]. 2nd ed. Moscow-Berlin, 2015. 558 p. (In Russ.).Руппель А. А., Иванова Е. В. Кондуктивные электромагнитные помехи в сетях 6–10 кВ. Омск: Омский филиал НГАВТ, 2004. 284 с.Ruppel’ A. A., Ivanova E. V. Konduktivnyye elektromagnitnyye pomekhi v setyakh 6–10 kV [Conducted electromagnetic interference in 6–10 kV networks]. Omsk, 2004. 284 p. (In Russ.).Иванова Е. В., Куликов С. Г. Определение кондуктивной электромагнитной помехи по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения в сети общего назначения // Транспортное дело России. 2006. № 11–1. С. 42–44. EDN: KVTODH.Ivanova E. V., Kulikov S. G. Opredeleniye konduktivnoy elektromagnitnoy pomekhi po koeffitsiyentu iskazheniya sinusoidal’nosti krivoy napryazheniya v seti obshchego naznacheniya [Determination of conducted electromagnetic interference by the distortion factor of the sinusoidal voltage curve in a general-purpose network] // Transportnoye delo Rossii. Transport Business of Russia. 2006. No. 11–1. P. 42–44. (In Russ.).Иванова Ю. М. Гармоническое воздействие на электромеханические преобразователи в электроэнергетической системе // Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт: тр. 3-й Междунар. науч.-техн. конф., Омск, 5–7 июня 2007 г. В 2-х ч. Омск: Омский филиал НГАВТ, 2007. Ч. 2. С. 109–113. ISBN 978-5-8119-0296-5.Ivanova Yu. M. Garmonicheskoye vozdeystviye na elektromekhanicheskiye preobrazovateli v elektroenergeticheskoy sisteme [Harmonic influence on electromechanical converters in the electric power system] // Energetika, ekologiya, energosberezheniye, transport. Energy, Ecology, Energy Saving. In 2 parts. Omsk, 2007. Part 2. P. 109–113. (In Russ.).Вишнягов М. Г., Иванова Ю. М., Клеутин В. И. [и др.]. Анализ гармонического воздействия помех на электрические сети береговых объектов водного транспорта Западной Сибири // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2009. № 1. С. 331–334. EDN: KXMDKV.Vishnyagov M. G., Ivanova Yu. M., Kleutin V. I. [et al.]. Analiz garmonicheskogo vozdeystviya pomekh na elektricheskiye seti beregovykh ob”yektov vodnogo transporta Zapadnoy Sibiri [Analyses by harmonic influences into electricity supply of coast objects water transport West Siberian] // Nauchnyye problemy transporta Sibiri i Dal’nego Vostoka. Scientific Problems of Transport of Siberia and the Far East. 2009. No. 1. P. 331–334. (In Russ.).ГОСТ 32144–2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Введ. 2014–07–01. Москва: Стандартинформ, 2014. 19 с.GOST 32144–2013. Elektricheskaya energiya. Sovmestimost’ tekhnicheskikh sredstv elektromagnitnaya. Normy kachestva elektricheskoy energii v sistemakh elektrosnabzheniya obshchego naznacheniya [Electric energy. Electromagnetic compatibility of technical equipment. Power quality limits in the public power supply systems]. Moscow, 2014. 19 p. (In Russ.).Руди Д. Ю., Антонов А. И., Вишнягов М. Г. [и др.]. Исследование высших гармоник в электрических сетях низкого напряжения // Омский научный вестник. 2018. № 6 (162). С. 119–125. DOI: 10.25206/1813-8225-2018-162-119-125. EDN: VQNFZY.Rudi D. Yu., Antonov A. I., Vishnyagov M. G. [et al.]. Issledovaniye vysshikh garmonik v elektricheskikh setyakh nizkogo napryazheniya [Study of higher harmonics in low voltage electrical networks] // Omskiy nauchnyy vestnik. Omsk Scientific Bulletin. 2018. No. 6 (162). P. 119–125. DOI: 10.25206/1813-8225-2018-162-119-125. EDN: VQNFZY. (In Russ.).Руди Д. Ю. Электромагнитная совместимость в системе электроснабжения механического цеха ЭАО «Сибгазстройдеталь» с электроустановками индукционного нагрева // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2021. № 10. С. 35–43. EDN: UFCKMB.Rudi D. Yu. Elektromagnitnaya sovmestimost’ v sisteme elektrosnabzheniya mekhanicheskogo tsekha EAO «Sibgazstroydetal’» s elektroustanovkami induktsionnogo nagreva [Electromagnetic compatibility in the power supply system of the mechanical shop of CJSC Sibgazstroydetal with induction heating electrical installations] // Elektrooborudovaniye: ekspluatatsiya i remont. Electrical Equipment: Operation and Repair. 2021. No. 10. P. 35–43. (In Russ.).Руди Д. Ю., Горелов С. В., Антонов А. И. [и др.]. Анализ несинусоидальности напряжения в системах электроснабжения с электроустановками индукционного нагрева // Вестник Чувашского университета. 2021. № 1. С. 122–133. DOI: 10.47026/1810-1909-2021-1-122-133. EDN: DBZXOF.Rudi D. Yu., Gorelov S. V., Antonov A. I. [et al.]. Analiz nesinusoidal’nosti napryazheniya v sistemakh elektrosnabzheniya s elektroustanovkami induktsionnogo nagreva [Analysis of nonsinusoidal voltage in power supply systems with induction heating electrical installations] // Vestnik Chuvashskogo universiteta. Bulletin of the Chuvash University. 2021. No. 1. P. 122–133. DOI: 10.47026/1810-1909-2021-1-122-133. EDN: DBZXOF. (In Russ.).Володина Н. А., Карякин Р. Н., Куликов Л. В. [и др.]. Основы электромагнитной совместимости. Барнаул: ОАО Алтайский полиграфический комбинат, 2007. 480 с. ISBN 978-5-903387-07-6.Volodina N. A., Karyakin R. N., Kulikov L. V. [et al.]. Osnovy elektromagnitnoy sovmestimosti [Fundamentals of electromagnetic compatibility: textbook. for universities]. Barnaul, 2007. 480 p. ISBN 978-5-903387-07-6. (In Russ.).Гужов Н. П., Ольховский В. Я., Павлюченко Д. А. Системы электроснабжения. Ростов-на-Дону: Феникс, 2011. 382 с. ISBN 978-5-222-17730-3.Guzhov N. P., Ol’khovskiy V. Ya., Pavlyuchenko D. A. Sistemy elektrosnabzheniya [Power supply systems]. Rostov-onDon, 2011. 382 p. ISBN 978-5-222-17730-3. (In Russ.).Сальникoв В. Г., Иванова Е. В., Иванов М. Н. Справочник электроэнергетика предприятий цветной металлургии. Москва: Металлургия, 1991. 384 с. ISBN 5-229-00253-0.Sal’nikov V. G., Ivanova E. V., Ivanov M. N. Spravochnik elektroenergetika predpriyatiy tsvetnoy metallurgii [Directory of electric power industry of non-ferrous metallurgy enterprises]. Moscow, 1991. 384 p. ISBN 5-229-00253-0. (In Russ.).Дрехслер Р. Измерение и оценка качества электроэнергии при несимметричной и нелинейной нагрузке. Москва: Энергоатомиздат, 1985. 112 с.Drekhsler R. Izmereniye i otsenka kachestva elektroenergii pri nesimmetrichnoy i nelineynoy nagruzke [Measurement and assessment of power quality under asymmetrical and nonlinear loads]. Moscow, 1985. 112 p. (In Russ.).Сальников В. Г. Руководство по выбору структуры и параметров системы электроснабжения предприятия с мощными сериями электролизёров цветных металлов. Москва: Металлургия, 1985. 78 с.Sal’nikov V. G. Rukovodstvo po vyboru struktury i parametrov sistemy elektrocnabzheniya predpriyatiya s moshchnymi seriyami elektrolizerov tsvetnykh metallov [Guide to choosing the structure and parameters of the power supply system for an enterprise with a powerful series of non-ferrous metal electrolyzers]. Moscow, 1985. 78 p. (In Russ.).ГОСТ 30804.4.30-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Методы измерений показателей качества электроэнергии. Введ. 2014– 01–01. Москва: Стандартинформ, 2014. 57 с.GOST 30804.4.30-2013. Elektricheskaya energiya. Sovmestimost’ tekhnicheskikh sredstv elektromagnitnaya. Metody izmereniy pokazateley kachestva elektroenergii [Electric energy. Electromagnetic compatibility of technical equipment. Power quality measurement methods]. Moscow, 2014. 57 p. (In Russ.).Руди Д. Ю., Шитик Т. В. Оценка показателей качества электроэнергии с помощью прибора-анализатора «РесурсПКЭ-1.7» // Проблемы электроэнергетики и телекоммуникаций Севера России: сб. тр. IV Междунар. науч.-прак. конф., Сургут, 20–21 апреля 2023 г. Москва: Знание-М, 2023. С. 339–348.Rudi D. Yu., Shitik T. V. Otsenka pokazateley kachestva elektroenergii s pomoshch’yu pribora-analizatora «ResursPK∙E-1.7» [Assessment of power quality indicators using the analyzer device «Resurs-PKE-1.7»] // Problemy elektroenergetiki i telekommunikatsiy Severa Rossii. Problems of Electric Power Industry and Telecommunications of the Russian North. Moscow, 2023. P. 339–348. (In Russ.).Пугачёв B. C. Теория вероятностей и математической статистики. Москва: Наука, 1979. 496 с.Pugachev V. S. Teoriya veroyatnostey i matematicheskoy statistiki [Theory of probability and mathematical statistics]. Moscow, 1979. 478 p. (In Russ.).Смирнов Н. В., Дунин-Барковский И. В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. 3-е изд. Москва: Наука, 1969. 511 с.Smirnov N. V., Dunin-Barkovskiy I. V. Kurs teorii veroyatnostey i matematicheskoy statistiki dlya tekhnicheskikh prilozheniy [Course on probability theory and mathematical statistics for technical applications]. 3rd ed. Moscow, 1965. 511 p. (In Russ.).Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. Москва: Наука, 1981. 721 с.Bronshteyn I. N., Semendyayev K. A. Spravochnik po matematike dlya inzhenerov i uchashchikhsya vuzov [Handbook of mathematics for engineers and university students]. Moscow, 1981. 721 p. (In Russ.).Rudi D. Y., Gorelov S. V., Khatsevskiy K. V. Algorithm for determining the conductive low-frequency electromagnetic interference in electrical networks // Journal of Physics: Conference Series. 5. Series. «V Int. Scientific and Technical Conference «Mechanical Science and Technology Update»», MSTU 2021. Omsk, 2021. Vol. 1901. P. 012077. DOI: 10.1088/1742-6596/1901/1/012077. EDN: SRUWQI.Rudi D. Y., Gorelov S. V., Khatsevskiy K. V. Algorithm for determining the conductive low-frequency electromagnetic interference in electrical networks // Journal of Physics: Conference Series. 5. Series. «V Int. Scientific and Technical Conference «Mechanical Science and Technology Update»», MSTU 2021. Omsk, 2021. Vol. 1901. P. 012077. DOI: 10.1088/1742-6596/1901/1/012077. EDN: SRUWQI. (In Engl.).Руди Д. Ю., Горелов С. В., Зубанов Д. А., Антонов А. И. Разработка программы для ЭВМ для обработки результатов экспериментальных исследований по коэффициенту n-й гармонической составляющей напряжения средствами среды графического программирования labview // Молодежь и XXI век-2021: материалы XI Междунар. молодежной науч. конф., Курск, 18–19 февраля 2021 г., В 6-ти томах. Курск: Изд-во ЮЗГУ, 2021. Т. 6. С. 213–220. EDN: XMOVCN.Rudi D. Yu., Gorelov S. V., Zubanov D. A., Antonov A. I. Razrabotka programmy dlya EVM dlya obrabotki rezul’tatov eksperimental’nykh issledovaniy po koeffitsiyentu n-y garmonicheskoy sostavlyayushchey napryazheniya sredstvami sredy graficheskogo programmirovaniya labview [Development of a computer program for processing the results of experimental studies on the coefficient of the nth harmonic component of voltage using the graphic programming environment labview] // Molodezh’ i XXI vek-2021. Youth and the 21st Сentury – 2021. In 6 vols. Kursk, 2021. Vol. 6. P. 213 – 220. EDN: XMOVCN. (In Russ.).Руди Д. Ю., Вишнягов М. Г., Руппель А. А. Компьютерная программа для определения кондуктивной низкочастотной электромагнитной помехи по коэффициенту n-й гармонической составляющей напряжения // Международный технико-экономический журнал. 2021. № 1. С. 65–78. DOI: 10.34286/1995-4646-2021-76-1-65-78. EDN: ITCMBE.Rudi D. Yu., Vishnyagov M. G., Ruppel’ A. A. Komp’yuternaya programma dlya opredeleniya konduktivnoy nizkochastotnoy elektromagnitnoy pomekhi po koeffitsiyentu n-y garmonicheskoy sostavlyayushchey napryazheniya [Computer program for determining the conductive lowfrequency electromagnetic interference by the coefficient of the nth harmonic component of the voltage] // Mezhdunarodnyy tekhniko-ekonomicheskiy zhurnal. International Technical and Economic Journal. 2021. No. 1. P. 65–78. DOI: 10.34286/1995-4646-2021-76-1-65-78. EDN: ITCMBE. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.