POOR POWER QUALITY IN THE ELECTRICAL NETWORK SUPPLYING THE PUMPING STATIONS OF A HEAT SUPPLY ENTERPRISE
Abstract
This article investigates the influence of electric power quality on the operational reliability and efficiency of asynchronous motors used in pumping equipment at district heating enterprises in Ukraine. The research is conducted in the context of significant aging of power infrastructure, where more than 70% of equipment–such as power transformers, distribution substations, and cable lines–has exceeded its normative service life, leading to frequent technical failures and increased maintenance costs. The consequences of wartime challenges, including limited access to spare parts, irregular maintenance schedules, and disruptions in the energy supply chain, have further exacerbated these issues.A detailed analysis of how poor power quality affects the performance of asynchronous motors is presented.These motors serve as the main drives for pumps responsible for circulating thermal fluids in centralized heating systems. The article highlights the motors’ sensitivity to a wide range of power quality deviations, including voltage sags and swells, phase imbalance, frequency fluctuations, harmonic distortions, and transient overvoltages. These factors contribute to increased thermal stress, rotor vibration, premature bearing wear, and eventual breakdown of control and protection systems.The study includes empirical data from field measurements performed at several operating heating plants. Real- time indicators of voltage, current, frequency, and total harmonic distortion (THD) are compared against national and international standards. The analysis reveals significant deviations from acceptable thresholds, confirming the urgent need for systematic diagnostics and technical interventions.Finally, the article proposes a set of preventive and compensatory measures, such as the deployment of voltage stabilizers, harmonic filters, and online monitoring tools. Recommendations for modernization priorities are provided to ensure the stable and energy-efficient operation of heating networks under current and future conditions.
References
2. Постанова Кабінету Міністрів України № 687 «Про затвердження Порядку проведення технічного огляду, випробування та експертного обстеження (технічного діагностування) машин, механізмів, устаткування підвищеної небезпеки».
3. ДСТУ-Н Б В.1.2-18:2016 «Настанова щодо обстеження будівель і споруд для визначення та оцінки їх технічного стану» (діє з 01.04.2017). Київ, 2019.
4. Хмара Д. (2015). Експлуатація ядерних енергоблоків у понадпроєктний термін. Світова практика і особливості процесу в Україні. URL: http://necu.org.ua/lifetime-extension201012
5. Список гідроелектростанцій України. URL: https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B8 %D1%81%D0%BE%D0%BA_%D0%B3%D1%96%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BB%D0%B5% D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D1%96%D0%B9_%D0 %A3%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%97%D0%BD%D0%B8 (дата звернення: 24.04.2025).
6. Звіт «Розвиток відновлюваних джерел енергії в Україні». URL: http://www.minregion.gov.ua/wp-content/uploads/2017/03/Rozvitok-VDE-v-Ukrai--ni.pdf
7. Позиція WWF щодо розвитку гідроенергетики в Україні. URL: http://wwf.panda.org/uk/?285130/hydropower-Ukraine
8. Динамічні ряди показників енергетичних балансів за 1990–2018 роки (тестова версія). URL: https://ukrstat.org/uk/operativ/operativ2019/energ/drpeb/dr_u.htm (дата звернення: 05.02.2019).
9. План розвитку системи розподілу АТ «Харківобленерго» на 2020–2024 роки. URL: https://www.oblenergo.kharkov.ua/sites/default/files/pdf/plan_rozvytku_2020-2024_.pdf
10. Аналітичний центр досліджень енергетики. URL: http://eircenter.com/
11. Анализ и оценка экономических ущербов от низкого качества электрической энергии : монография / В.А. Онищенко и др. ; под ред. В.А. Онищенко. Харьков : Граф-Ікс, 2013. 329 с.
12. Попова І.О. Контроль режимів роботи асинхронних двигунів при несиметрії напруг мережі : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.09.16. Мелітополь, 2003. 20 с.
13. Качан Ю.Г., Николенко А.В., Кузнецов В.В. О технико-экономической целесообразности работы асинхронных двигателей в сетях с некачественной электроэнергией. Гірнича електромеханіка та автоматика. 2008. Вип. 80. С. 58–62.
14. Качество электрической энергии в системах электроснабжения / А.Г. Баталов и др. Харьков : ХНАГХ, 2006. 272 с.
15. Качество электрической энергии. Т. 2. / О.Г. Грибидр. ; под ред. О.Г. Гриба. Харьков : Граф-Ікс, 2014. 244 с.
16. Карпалюк І.Т., Бондаренко М.О., Дегтяр Я.Д., Пишний О.В. Втрати електричної енергії з причини її низької якості на насосних станціях підприємств теплових мереж. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія «Гідравлічні машини та гідроагрегати». 2024. № 1. С. 88–94.
17. Гриб О.Р., Сендерович Р.А., Щербакова П.Р. Особливості використання параметрів режиму мережі визначення участі суб'єктів у спотворенні синусоїдальності кривої напруг. Східноєвропейський журнал передових технологій. 2007. № 5/4(29). С. 73–76.
18. Гриб О.Г., Сендерович Г.А., Щербакова П.Г. Актуальні задачі визначення дольової участі у відповідальності за порушення якості з електричної енергії.
19. Ковальов В.М. Про визначення відповідального за несинусоїдальний струм в електромережі. Комунальне господарство міст. 2012. Вип. 105. С. 365–369.
20. ДСТУ EN 50160:2014. Характеристики напруги електропостачання в електричних мережах загальної призначеності (EN 50160 2010, IDT). [Чинний від 2014-10-01]. Київ : Мінекономрозвитку України, 2014. 27 с.
