Достижения

В рамках выполнения темы: «Разработка системы мониторинга надежности электроснабжения и отклонения напряжения», защищен дипломный проект студентом кафедры «Электроснабжение» Пряжниковым В.Н. Руководитель темы – д.т.н., профессор кафедры «Электроснабжение» Виноградов А.В.

Система мониторинга отключений и отклонения напряжения (СМНиК) на вводах сельских потребителей используется для мониторинга отключений и отклонения напряжения в распределительных электрических сетях 0,4 кВ и представляет собой иерархическую систему, вверху которой находится центр обработки данных, расположенный в ДЭК, а внизу - комплекс устройств контроля количества и продолжительности отключений и отклонения напряжений (УККПОиОН), расположенных на участках контролируемой сети в зависимости от цели мониторинга.

Информационная сеть системы мониторинга отключений и отклонения напряжения на вводах сельских потребителей должна соответствовать следующим ключевым критериям:

̵         конфиденциальность данных;

̵         подлинность данных;

̵         точность в поддержании связи с конечным устройством;

̵         эффективность затрат;

̵         поддержка будущего расширения системы.

В настоящее время существует достаточно большое количество сетей связи, среди которых можно выделить:

̵         высокочастотную связь по проводам линии электропередач (англ. Narrowband Power Line Communication - NB-PLC);

̵         широкополосную передачу через сеть переменного тока (англ. Broadband Power Line Communication - BB-PLC);

̵         оптоволоконное соединение;

̵         цифровую абонентскую линию (англ. Digital Subscriber Line - DSL);

̵         мобильную сотовую связь (англ. Global System for Mobile Communications - GSM);

̵         спутниковую связь;

̵         технологию широкополосного доступа в микроволновом диапазоне (англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access - WiMax);

̵         Bluetooth-связь;

̵         Zigbee-связь;

̵         энергоэффективную сеть дальнего радиуса действия (англ. Low-power Wide-Area Network - LPWAN).

В рамках выполнения темы: «Автоматическая система диагностики и управления дорожным и уличным освещением», разработанны эскизов, чертежей и схемы студентом кафедры «Электроснабжение» Беспаловым Д.В.. Руководитель темы – старший преподаватель кафедры «Электроснабжение» Псарев А.И.

 

Эскизы печатных плат для устройства автоматической системы диагностики и управления дорожным и уличным освещением

Автоматическая система диагностики и управления дорожным и уличным освещением выполняет следующие функции:

1.                Диагностика сети посредством определения неисправностей, выявления повреждений

2.                Управление дорожным и уличным освещением:

2.1.         По графику

2.2.         В ручном режиме

2.3.         По освещенности

3.                Функция дистанционного уведомления

4.                Ведение регистрации событий

5.                По фазное отключение/включение линий диспетчерским персоналом.

6.                Учет потребления электроэнергии.

7.                Оперативное предоставление диагностической информации о текущем состоянии объекта управления и параметрах сети.

В рамках выполнения темы: «Разработка стенда для проверки влияния качества электроэнергии на электроприемники», разработан и собран стенд студентами кафедры «Электроснабжение» Дугиным В.А. и Буга В. Руководители темы – к.т.н., доцент, заведующий кафедры «Электроснабжение» Бородин М.В. и к.т.н., доцент «Электроснабжение» Беликов Р.П.

 

Разработанный стенд направлен на реализацию следующих основных функций:

• создание искажения напряжения по фазам;

• создание уровня напряжения ниже или выше нормированного значения для нагрузки отдельно подключенной к любой из трех фаз;

• оценка влияния ПКЭ на электродвигатель в момент пуска, в режиме холостого хода, а так же при различной степени нагрузки двигателя;

• определение влияния электрооборудования на электрическую сеть при различных режимах работы;

•  испытание устройств, позволяющих стабилизировать ПКЭ.

Стенд обеспечивает:

• возможность подключения в разные точки анализатора качества электроэнергии;

• возможность подключения к стенду различных электроприемников для последующей их проверки в разных режимах работы и определения их влияния на ПКЭ;

• возможность отслеживать динамику искажения различных ПКЭ при подключении и работе электроприемников;

• возможность полного отключения одной из трех фаз.
• При необходимости вышеуказанный функционал может быть расширен.

Программный продукт «Единая информационная система цифровизации и визуализации трансформаторных подстанций»

В рамках реализации гранта УМНИК организованный Фондом содействия инновациям студентом Коренковым Н.В. под руководством заведующего кафедрой «Электроснабжения» Бородина М.В. разработан программный продукт «Единая информационная система цифровизации и визуализации трансформаторных подстанций».

Разработанный программный продукт позволяет обеспечить цифровизацию процесса оформления документации при обслуживании и ремонте электрических сетей, сбор различных данных, актуализировать базу данных SAP, отображать существующую электрическую схему КТП, визуализацию оборудования КТП 10(6)/0,4 кВ.

 

Программный продукт «Единая информационная система цифровизации и визуализации трансформаторных подстанций» используется в учебном процессе при проведении лекций и практических занятий по дисциплинам «Электроснабжение», «Электробезопасность» и т.д.

Разработанный программный продукт может быть реализован в рамках проекта «Цифровой электромонтер», реализуемого ПАО «Россети». Проект цифровизации заполнения наряд-допуска, бланка переключений и обновления электрических схем подстанций 10(6)/0,4 кВ был отобран ПАО «Россети» как перспективный проект.

 

В рамках выполнения темы: «Повышение надежности электроснабжения и качества электроэнергии в сельских электрических сетях путем использования средств секционирования и возобновляемых источников энергии» разработан микропроцессорный блок управления мультиконтактной коммутационной системой (пункт секционирования) до 1 кВ, имеющий независимое управление двумя силовыми контактными группами (МКС-2-3В) студентом кафедры «Электроснабжение» Лансбергом А.А. Руководитель темы – д.т.н., профессор кафедры «Электроснабжение» Виноградов А.В.

 

Микропроцессорный блок управления мультиконтактной коммутационной системой (пункт секционирования) до 1 кВ, имеющий независимое управление двумя силовыми контактными группами (МКС-2-3В)                   

Рисунок 1- а) внешний вид микропроцессорного блока управления МКС-2-3В. б) мультиконтактная коммутационная система (пункт секционирования) до 1 кВ, имеющая независимое управление двумя силовыми контактными группами.

Микропроцессорный блок управления МКС-2-3В разработан в ФГБОУ ВО Орловский ГАУ на кафедре Электроснабжение при сотрудничестве с ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, данный микропроцессорный блок управления предназначен для управления коммутацией в электрических сетях 0,4 кВ,   а также осуществления защиты электрической сети 0,4 кВ, а также мониторинга основных параметров электрической сети 0,4 кВс возможностью передачи информации диспетчеру.

Функциональные возможности МБУ МКС-2-3В:

- управление коммутационными аппаратами;

- защита электрической сети от аварийных режимов работы;

- мониторинг основных параметров работы электрической сети 0,4 кВ (напряжение, ток);

- передача диспетчеру информации основных параметров работы электрической сети 0,4 кВ, а также о работе защит электрической сети, посредством применения цифровых каналов связи GSM/GPRS.

Данный микропроцессорный блок используется в учебном процессе для освоения образовательной программы 35.03.06 «Агроинженерия» направленность подготовки «Электрооборудование и электротехнологии»на дисциплине «Основы микропроцессорной техники»,обучающееся изучают структуру микроконтроллеров и построение программ для цифровой обработки сигналов, а также ее передачи по цифровым каналам связи.

 

Рисунок 2 – Работа с микропроцессорным блоком управления МКС-2-3В

Применение беспилотных летательных аппаратов

Применение в обучении беспилотных летательных аппаратов используется при проведении лабораторных и практических занятий по дисциплинам «Эксплуатация электрооборудования и средств автоматики», «Автоматизированные системы управления в электроэнергетике».

Для проведения практических и лабораторных занятий разработан оригинальных способ «Способ мониторинга технического состояния ЛЭП» (рисунок 4)

1 – распределительное устройство; 2 – воздушная линия электропередачи (ВЛЭП); 3 – беспилотный летательный аппарат (БПЛА); 4 – траектория полета; 5 – область визуального приема информации; 6 – устройство (приема) передачи сигнала (УПС); 7 – устройство формирующее для БПЛА аппаратную информацию; 8 - диспетчерский пункт.

Рисунок 4 - Способ мониторинга технического состояния ЛЭП

Так же с применением беспилотных летательных аппаратов был проведен конкурс «АгроКоптеры» — направление научно-творческого конкурса АгроНТИ. В котором приняли участие более 15 школьников из разных регионов ЦФО

   

Интеллектуальные низковольтные электрические сети с возобновляемыми источниками энергии на основе мультиконтактных коммутационных систем

 

На кафедре «Электроснабжение» ФГБОУ ВО Орловский ГАУ совместно с ФГБНУ ФНАЦ ВИМ разрабатывается концепция построения интеллектуальных низковольтных электрических сетей 0,4 кВ с возобновляемыми источниками энергии на основе мультиконтактных коммутационных систем, которые представляют собой устройства секционирования линий электропередачи; то есть при возникновении различных видов повреждений, в том числе и коротких замыканий, в электрической сети устройства позволяют отключить ее часть, а не всю полностью, что позволит предотвратить отключение всех потребителей и, соответственно, снизить ущерб от недоотпуска электроэнергии.

Разрабатываемые мультиконтактные коммутационные системы оснащаются системами контроля, мониторинга, учета, дистанционного управления, дистанционного управления, что позволяет передавать данные диспетчеру в центр управления электрическими сетями о текущих режимах работы сети, а также дистанционно отправлять команды на включение и отключение коммутационных групп устройств и осуществлять переключения в электрической сети для подключения потребителей к разным источникам питания и повышения качества электроэнергии путем оптимизации потоков мощности в сети в зависимости от уровня действующего напряжения и других показателей в разных точках электрической сети.

На основании проделанных теоретических исследований на моделях электрических сетей было выявлено, что использование устройств в среднем позволит снизить время перерывов в электроснабжении сельских потребителей в 1,5-3 раза, то есть с 70-100 часов в год до 20-35 часов в год в результате чего удастся добиться сокращения ущербов от недовыпуска продукции сельскохозяйственными предприятиями на 15-25%, что обеспечивает повышение комфортности проживания жителей в сельских территориях и возможность цифровизации технологического процесса распределения электрической энергии.

В рамках исследований был разработан демонстрационно-лабораторный стенд, позволяющий моделировать нормальные и аварийные режимы работы электрической сети с возобновляемыми источниками энергии и мультиконтактными коммутационными системами и оценить их влияние на современное электрооборудование, используемое в устройствах автоматизации электрических сетей. Разработанный стенд был внедрен в учебный процесс Орловского государственного аграрного университета.

Данный стенд используется не только в научных целях, а так же при проведении лабораторных и практических занятий по дисциплинам «Проектирование систем электроснабжения», «Традиционная и альтернативная электроэнергетика», «Системы электроснабжения городов, предприятий и сельских территорий», «Проектирование систем электрофикации» и т.д.

По теме исследований студент 4 курса Александр Лансберг опубликовал более 30 научных публикаций в журналах и сборниках материалов конференций, входящих в базы данных РИНЦ, Scopus, WOS, перечень ВАК РФ, а также принял участие в конкурсах регионального и всероссийского уровня, по результатам которых становился победителем и лауреатом. Среди значимых достижений студента, следует отметить, получение медали Российской академии наук в 2019 году, а также получение премии министра тракторного и сельскохозяйственного машиностроения СССР Ежевского Александра Александровича в 2020 году.

 

В рамках выполнения темы: «Разработка системы мониторинга остаточного ресурса коллекторно-щеточного узла машин постоянного тока», разработано и создано устройство студентом кафедры «Электроснабжение» Зубовым А.А. Руководитель темы – д.т.н., профессор кафедры «Электроснабжение» Виноградов А.В.