ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНА МОДЕЛЬ КАПІТАЛЬНОГО РЕМОНТУ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА ІЗ ЗАМІНОЮ ОБМОТОК
Ключові слова:
багатокритеріальна оптимізація, техніко-економічні показники, ремонт, обмотки трансформатора, комп’ютерні технології
Анотація
Запропоновано вдосконалення оптимізаційної моделі визначення технічних характеристик силового трансформатора під час капітального ремонту із заміною обмоток шляхом виявлення найбільш впливових чинників на результат оптимізації. Розроблено техніко-економічну модель капітального ремонту силового трансформатора із заміною обмоток на основі багатокритеріальної оптимізації, а саме з групами цільових функцій: за конструктивними критеріями; за технічними критеріями (втратами неробочого ходу та короткого замикання); за економічними критеріями, зокрема з використанням строку окупності інвестицій.Приведено приклад апробації запропонованої техніко-економічної моделі капітального ремонту силового трансформатора із заміною обмоток із використанням комп’ютерних технологій.
Посилання
1. Redko K., Borychenko O., Chernyavskyi A., Sayenko V., Dudnikov S. Comparative analysis of innovative development strategies of the fuel and energy complex of Ukraine and EU countries: international experience. International Journal of Energy Economics and Policy. 2023. 13(2). 301–308. https://doi.org/10.32479/ijeep.14035
2. Korchevoi Y. State and prospects of solid fuel energy development of Ukraine. Heat energy – new challenges of the time. Lviv: Ukrainian Technologies Fund. 2009. 29–35.
3. Fialko. N. Environmental aspects of heat recovery systems of boiler plants. E3S Web of Conf. 2019. 10010. art. 00015. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910000015.
4. Миколюк О., Желавська І., Ляховець В. Формування ключових векторів забезпечення енергетич- ної безпеки крізь призму інноваційного розвитку альтернативних джерел енергії. Вісник Хмельниць кого національного університету. Економічні науки. 2018. 3(1). С. 199–204. http://elar.khnu.km.ua/jspui/handle/123456789/6698
5. Al Issa H.A., et al. Databases Case Study in Substantiation of Reconstruction of Power Distribution Networks Objects. 2021 IEEE International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES), Kremenchuk, Ukraine. 2021. 1–6. https://doi.org/10.1109/MEES52427.2021.9598684
6. Trunova I., Miroshnyk O., Moroz O., Savchenko O., Pazyi V., Sereda A., Halko S., Buinyi R. The Substantiation of Reconstruction of Power Distribution Networks Objects. 2021 IEEE KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), Kharkiv, Ukraine. 2021. 126–131. https://doi.org/10.1109/KhPIWeek53812.2021.9570107
7. Al-Issa H.A., Qawaqzeh M., Kurashkin S., Halko S., Kvitka S., Vovk O., Miroshnyk O. Monitoring of power transformers using thermal model and permission time of overload. International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE). 2022. 12(3). 2323–2334. https://doi.org/10.11591/ijece.v12i3.pp2323-2334
8. Krasnozhon A.V., Buinyi R.O., Dihtyaruk I.V., Kvytsynskyi A.O. The investigation of distribution of the magnetic flux density of operating two-circuit power line 110 kV «CHTPP-Chernihiv-330» in the residential area and methods of its decreasing to a safe level. Electrical Engineering & Electromechanics. 2020. 6. 55–62. https://doi.org/10.20998/2074-272X.2020.6.08
9. Zamulko A., Chernetska Y. Benchmarking method for anallyzing the efficiency of the electricity distribution system operators. Power engineering: economics, technique, ecology. 2018. 3. 35–44. https://doi.org/10.20535/1 813-5420.3.2018.164264
10. Ikonnikova S., Schlüter A., Brandner B. The Rising Role of Prosumers in the Energy System/ 2022. 255–269. https://doi.org/10.3139/9783446471757.018
11. Medveď D., Kolcun M., Pavlik M., Bena L., Mester M. Analysis of Prosumer Behavior in the Electrical Network. Energies. 2021. 14. https://doi.org/10.3390/10.3390/en14248212
12. Josep Franklin Sihite. Failure Analysis of Power Transformer Based on Fault Tree Analysis. Kyoto University. 2013. https://doi.org/10.14989/DOCTOR.K17885
13. Matukhno V., Baidak Yu., Tomlein P. Thermal subsystem of voltage distribution transformer. Refrigeration Engineering and Technology, 2016. 52(6). 58–64.
14. Dwarakesh K., Jeyasekar C. Design and Implementation of Low-cost Remote Monitoring of Distribution Transformer with Consumer wise Energy recording, Load control & Power theft detection using Internet of Things. IJAREE, July 2018, 1(1). 71–79.
15. Трунова І.М., Дишлевський А.В., Куліш Л.О. Вдосконалення методики обґрунтування реконструкції об’єктів розподільних мереж. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія «Енергетика, надійність та енергоефективність». 2020. № 1(1). 84–88. https://doi.org/10.20998/2224-0349.2020.01.12
16. Al-Quraan T.M.A., Vovk O., Halko S., Kvitka S., Suprun O., Miroshnyk O., Nitsenko V., Zayed N.M., Islam A. Energy-Saving Load Control of Induction Electric Motors for Drives of Working Machines to Reduce Thermal Wear. Inventions. 2022. 7. 92. https://doi.org/10.3390/inventions7040092
17. Методичні вказівки з обліку та аналізу в енергосистемах технічного стану розподільних мереж напру- гою 0,38–20 кВ з повітряними лініями електропередачі: СОУ-Н МПЕ 40.1.20.576:2005. Київ : ГРІФРЕ, 2005. 67 с.
18. Красножон А.В., Буйний Р.О., Пентегов І.В. Розрахунок втрат активної потужності в заземлювальному проводі повітряних ліній електропередачі. Технічна електродинаміка. 2016. № 4(2016). С. 23–25. https://doi.org/10.15407/techned2016.04.023
19. Трансформатори силові. Типова інструкція з експлуатації: СОУ 40.1-21677681-07:2009. Міненерго України, 2009. 111 с.
20. Pignati M., Zanni L., Romano P., Cherkaoui R., Paolone M. Fault detection and faulted line identification in active distribution networks using synchrophasors-based real-time state estimation. IEEE Trans. Power Del. 2017. 32(1). 381–392.
21. Ren J., Venkata S., Sortomme E. An accurate synchrophasor based fault location method for emerging distribution systems. IEEE Trans. Power Del. 2014. 29(1). 297–298.
22. Halko S., Halko K. Research of electrical and physical characteristics of the solar panel on the basis of cogeneration photoelectric modules. Integración de las ciencias fundamentals y aplicadas en el paradigm de la sociedad post-industrial: Colección de documentos cientificos «ΛΌΓΟΣ» con actas de la Conferencia Internacional Cientifica y Prάctica, 24 de abril de 2020. Barcelona, España: Plataforma Europea de la Ciencia. 2020. 2. 39–44. https://doi.org/10.36074/24.04.2020.v2.10
23. Галько С.В. Експериментальне дослідження і визначення параметрів когенераційного фотоелектричного модуля для гібридних сонячних електростанцій. Традиційні та інноваційні підходи до наукових досліджень : матеріали Міжнар. наук. конф., 10 квітня 2020 р. Луцьк : МЦНД. 2020. Т. 1. 83–90. https://doi.org/10.36074/10.04.2020.v1.10
24. Галько С.В. Використання когенераційних фотоелектричних модулів для зарядки акуму- ляторів електромобілів. Праці ТДАТУ. Технічні науки. 2019. Вип. 19. Т. 3. 130–141. https://doi.org/10.31388/2078-0877-19-3-130-141
25. Alrefo I.F., Matsulevych O., Vershkov O., Halko S., Suprun O., Miroshnyk O. Designing the working surfaces of rotary planetary mechanisms. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2023. 4. 82–88. https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-4/082
26. Savchenko O., Miroshnyk O., Moroz O., Trunova I., Sereda A., Dudnikov S., Kozlovskyi O., Buinyi R., Halko S. Improving the Efficiency of Solar Power Plants Based on Forecasting the Intensity of Solar Radiation Using Artificial Neural Networks. 2021 IEEE 2nd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), Kharkiv, Ukraine. 2021. 137–140, https://doi.org/10.1109/KhPIWeek53812.2021.9570009
27. Перевірочний розрахунок силового трансформатора : методичні вказівки до виконання розрахункових робіт з дисц. «Основи технічної експлуатації енергетичного обладнання систем електропостачання» для студентів першого (бакалаврського) рівня вищої освіти денної та заочн. форм навч., спец.: 141 Електроенерге- тика, електротехніка та електромеханіка / упоряд.: В.Г. Пазій, І.М. Трунова. Харків : ДБТУ, 2022. 35 с.
28. Viacheslav B., Roman B., Andrij S., Volodymyr T. Integration of New Single-Phase-to-Ground Faults Detection Devices into Existing SmartGrid Systems. 2019 IEEE 6th International Conference on Energy Smart Systems (ESS), Kyiv, Ukraine. 2019. 84–87. https://doi.org/10.1109/ESS.2019.8764237
29. Розводюк М.П., Проценко Д.П., Бомбик В.С., Жуков О.А. Розрахунок і проєктування трифазного силового масляного трансформатора. Курсове проєктування : електронний навчальний посібник. Вінниця: ВНТУ, 2023. 149 с.
30. Четверіков Ю.А. Якісний розрахунок обмоток силового трансформатора як основа забезпечення якості ремонту. Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції «Електроенергетика, електромеханіка та технології в АПК: наукові пошуки молоді». Харків : ДБТУ, 2024 р. 44. URL: https://btu.kharkov.ua/nauka/konferentsiyi (дата звернення: 19.02.2025).
31. Krasnozhon A.V., Buinyi R.O., Pentegov I.V. Calculation of active power losses in the grounding wire of overhead power lines. Technical Electrodynamics. 2016. 4. 23–25. https://doi.org/10.15407/techned2016.04.023
32. Четверіков Ю.А., Трунова І.М. Дослідження математичної моделі оптимізації технічних характеристик трансформаторів напруги. Матеріали ХХ Міжнародного форуму молоді «Молодь і індустрія 4.0 в XXI столітті». 2024. URL: https://btu.kharkov.ua/nauka/konferentsiyi (дата звернення: 19.02.2025).
33. Норми часу на ремонт основного і допоміжного енергетичного обладнання. Частина 06. Ремонт транс- форматорів і реакторів. Методичні рекомендації. СОУ-Н МЕВ 40.1-00130044-602/90:2014. ДП «Львівське конструкторське бюро». 2014. 184 с.
34. Норми часу на ремонт і технічне обслуговування електричних мереж. Том 1. Повітряні лінії електропередач напругою 0,4-20 кВ, трансформаторні підстанції напругою 6-20/0,4 кВ, розподільні пункти напругою 6-20 кВ СОУ 40.1-00130044-834:2010. Київ : Мінпаливенерго України, 2010. 221 с.
35. Норми часу на ремонт і технічне обслуговування електричних мереж. Роботи служби ізоляції. Том 8: СОУ-Н ЕЕ 05.837:2006. ДП «Львівське конструкторське бюро», 2006. 122 с.
36. Офіційний сайт ТОВ ВП «Акватон». URL: https://akvaton.com/uk (дата звернення: 19.02.2025).
37. Dwornicka R., Pietraszek J. The outline of the expert system for the design of experiment. Production Engineering. 2018. 20. 43–48. https://doi.org/10.30657/pea.2018.20.09
38. Kennedy O., Elizabeth A., Robert O., John S. Monitoring And Fault Detection System For Power Transmission Using GSM Technology. World Congress in Computer Science Computer Engineering & Applied Computing, July 2017. 93–97.
39. Krynke M., Klimecka-Tatar D. The use of Computer Simulation Techniques in Production Management. Materials Research Proceedings. 2022. 24. 126–133. https://doi.org/10.21741/9781644902059-19
2. Korchevoi Y. State and prospects of solid fuel energy development of Ukraine. Heat energy – new challenges of the time. Lviv: Ukrainian Technologies Fund. 2009. 29–35.
3. Fialko. N. Environmental aspects of heat recovery systems of boiler plants. E3S Web of Conf. 2019. 10010. art. 00015. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910000015.
4. Миколюк О., Желавська І., Ляховець В. Формування ключових векторів забезпечення енергетич- ної безпеки крізь призму інноваційного розвитку альтернативних джерел енергії. Вісник Хмельниць кого національного університету. Економічні науки. 2018. 3(1). С. 199–204. http://elar.khnu.km.ua/jspui/handle/123456789/6698
5. Al Issa H.A., et al. Databases Case Study in Substantiation of Reconstruction of Power Distribution Networks Objects. 2021 IEEE International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES), Kremenchuk, Ukraine. 2021. 1–6. https://doi.org/10.1109/MEES52427.2021.9598684
6. Trunova I., Miroshnyk O., Moroz O., Savchenko O., Pazyi V., Sereda A., Halko S., Buinyi R. The Substantiation of Reconstruction of Power Distribution Networks Objects. 2021 IEEE KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), Kharkiv, Ukraine. 2021. 126–131. https://doi.org/10.1109/KhPIWeek53812.2021.9570107
7. Al-Issa H.A., Qawaqzeh M., Kurashkin S., Halko S., Kvitka S., Vovk O., Miroshnyk O. Monitoring of power transformers using thermal model and permission time of overload. International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE). 2022. 12(3). 2323–2334. https://doi.org/10.11591/ijece.v12i3.pp2323-2334
8. Krasnozhon A.V., Buinyi R.O., Dihtyaruk I.V., Kvytsynskyi A.O. The investigation of distribution of the magnetic flux density of operating two-circuit power line 110 kV «CHTPP-Chernihiv-330» in the residential area and methods of its decreasing to a safe level. Electrical Engineering & Electromechanics. 2020. 6. 55–62. https://doi.org/10.20998/2074-272X.2020.6.08
9. Zamulko A., Chernetska Y. Benchmarking method for anallyzing the efficiency of the electricity distribution system operators. Power engineering: economics, technique, ecology. 2018. 3. 35–44. https://doi.org/10.20535/1 813-5420.3.2018.164264
10. Ikonnikova S., Schlüter A., Brandner B. The Rising Role of Prosumers in the Energy System/ 2022. 255–269. https://doi.org/10.3139/9783446471757.018
11. Medveď D., Kolcun M., Pavlik M., Bena L., Mester M. Analysis of Prosumer Behavior in the Electrical Network. Energies. 2021. 14. https://doi.org/10.3390/10.3390/en14248212
12. Josep Franklin Sihite. Failure Analysis of Power Transformer Based on Fault Tree Analysis. Kyoto University. 2013. https://doi.org/10.14989/DOCTOR.K17885
13. Matukhno V., Baidak Yu., Tomlein P. Thermal subsystem of voltage distribution transformer. Refrigeration Engineering and Technology, 2016. 52(6). 58–64.
14. Dwarakesh K., Jeyasekar C. Design and Implementation of Low-cost Remote Monitoring of Distribution Transformer with Consumer wise Energy recording, Load control & Power theft detection using Internet of Things. IJAREE, July 2018, 1(1). 71–79.
15. Трунова І.М., Дишлевський А.В., Куліш Л.О. Вдосконалення методики обґрунтування реконструкції об’єктів розподільних мереж. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія «Енергетика, надійність та енергоефективність». 2020. № 1(1). 84–88. https://doi.org/10.20998/2224-0349.2020.01.12
16. Al-Quraan T.M.A., Vovk O., Halko S., Kvitka S., Suprun O., Miroshnyk O., Nitsenko V., Zayed N.M., Islam A. Energy-Saving Load Control of Induction Electric Motors for Drives of Working Machines to Reduce Thermal Wear. Inventions. 2022. 7. 92. https://doi.org/10.3390/inventions7040092
17. Методичні вказівки з обліку та аналізу в енергосистемах технічного стану розподільних мереж напру- гою 0,38–20 кВ з повітряними лініями електропередачі: СОУ-Н МПЕ 40.1.20.576:2005. Київ : ГРІФРЕ, 2005. 67 с.
18. Красножон А.В., Буйний Р.О., Пентегов І.В. Розрахунок втрат активної потужності в заземлювальному проводі повітряних ліній електропередачі. Технічна електродинаміка. 2016. № 4(2016). С. 23–25. https://doi.org/10.15407/techned2016.04.023
19. Трансформатори силові. Типова інструкція з експлуатації: СОУ 40.1-21677681-07:2009. Міненерго України, 2009. 111 с.
20. Pignati M., Zanni L., Romano P., Cherkaoui R., Paolone M. Fault detection and faulted line identification in active distribution networks using synchrophasors-based real-time state estimation. IEEE Trans. Power Del. 2017. 32(1). 381–392.
21. Ren J., Venkata S., Sortomme E. An accurate synchrophasor based fault location method for emerging distribution systems. IEEE Trans. Power Del. 2014. 29(1). 297–298.
22. Halko S., Halko K. Research of electrical and physical characteristics of the solar panel on the basis of cogeneration photoelectric modules. Integración de las ciencias fundamentals y aplicadas en el paradigm de la sociedad post-industrial: Colección de documentos cientificos «ΛΌΓΟΣ» con actas de la Conferencia Internacional Cientifica y Prάctica, 24 de abril de 2020. Barcelona, España: Plataforma Europea de la Ciencia. 2020. 2. 39–44. https://doi.org/10.36074/24.04.2020.v2.10
23. Галько С.В. Експериментальне дослідження і визначення параметрів когенераційного фотоелектричного модуля для гібридних сонячних електростанцій. Традиційні та інноваційні підходи до наукових досліджень : матеріали Міжнар. наук. конф., 10 квітня 2020 р. Луцьк : МЦНД. 2020. Т. 1. 83–90. https://doi.org/10.36074/10.04.2020.v1.10
24. Галько С.В. Використання когенераційних фотоелектричних модулів для зарядки акуму- ляторів електромобілів. Праці ТДАТУ. Технічні науки. 2019. Вип. 19. Т. 3. 130–141. https://doi.org/10.31388/2078-0877-19-3-130-141
25. Alrefo I.F., Matsulevych O., Vershkov O., Halko S., Suprun O., Miroshnyk O. Designing the working surfaces of rotary planetary mechanisms. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2023. 4. 82–88. https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-4/082
26. Savchenko O., Miroshnyk O., Moroz O., Trunova I., Sereda A., Dudnikov S., Kozlovskyi O., Buinyi R., Halko S. Improving the Efficiency of Solar Power Plants Based on Forecasting the Intensity of Solar Radiation Using Artificial Neural Networks. 2021 IEEE 2nd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), Kharkiv, Ukraine. 2021. 137–140, https://doi.org/10.1109/KhPIWeek53812.2021.9570009
27. Перевірочний розрахунок силового трансформатора : методичні вказівки до виконання розрахункових робіт з дисц. «Основи технічної експлуатації енергетичного обладнання систем електропостачання» для студентів першого (бакалаврського) рівня вищої освіти денної та заочн. форм навч., спец.: 141 Електроенерге- тика, електротехніка та електромеханіка / упоряд.: В.Г. Пазій, І.М. Трунова. Харків : ДБТУ, 2022. 35 с.
28. Viacheslav B., Roman B., Andrij S., Volodymyr T. Integration of New Single-Phase-to-Ground Faults Detection Devices into Existing SmartGrid Systems. 2019 IEEE 6th International Conference on Energy Smart Systems (ESS), Kyiv, Ukraine. 2019. 84–87. https://doi.org/10.1109/ESS.2019.8764237
29. Розводюк М.П., Проценко Д.П., Бомбик В.С., Жуков О.А. Розрахунок і проєктування трифазного силового масляного трансформатора. Курсове проєктування : електронний навчальний посібник. Вінниця: ВНТУ, 2023. 149 с.
30. Четверіков Ю.А. Якісний розрахунок обмоток силового трансформатора як основа забезпечення якості ремонту. Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції «Електроенергетика, електромеханіка та технології в АПК: наукові пошуки молоді». Харків : ДБТУ, 2024 р. 44. URL: https://btu.kharkov.ua/nauka/konferentsiyi (дата звернення: 19.02.2025).
31. Krasnozhon A.V., Buinyi R.O., Pentegov I.V. Calculation of active power losses in the grounding wire of overhead power lines. Technical Electrodynamics. 2016. 4. 23–25. https://doi.org/10.15407/techned2016.04.023
32. Четверіков Ю.А., Трунова І.М. Дослідження математичної моделі оптимізації технічних характеристик трансформаторів напруги. Матеріали ХХ Міжнародного форуму молоді «Молодь і індустрія 4.0 в XXI столітті». 2024. URL: https://btu.kharkov.ua/nauka/konferentsiyi (дата звернення: 19.02.2025).
33. Норми часу на ремонт основного і допоміжного енергетичного обладнання. Частина 06. Ремонт транс- форматорів і реакторів. Методичні рекомендації. СОУ-Н МЕВ 40.1-00130044-602/90:2014. ДП «Львівське конструкторське бюро». 2014. 184 с.
34. Норми часу на ремонт і технічне обслуговування електричних мереж. Том 1. Повітряні лінії електропередач напругою 0,4-20 кВ, трансформаторні підстанції напругою 6-20/0,4 кВ, розподільні пункти напругою 6-20 кВ СОУ 40.1-00130044-834:2010. Київ : Мінпаливенерго України, 2010. 221 с.
35. Норми часу на ремонт і технічне обслуговування електричних мереж. Роботи служби ізоляції. Том 8: СОУ-Н ЕЕ 05.837:2006. ДП «Львівське конструкторське бюро», 2006. 122 с.
36. Офіційний сайт ТОВ ВП «Акватон». URL: https://akvaton.com/uk (дата звернення: 19.02.2025).
37. Dwornicka R., Pietraszek J. The outline of the expert system for the design of experiment. Production Engineering. 2018. 20. 43–48. https://doi.org/10.30657/pea.2018.20.09
38. Kennedy O., Elizabeth A., Robert O., John S. Monitoring And Fault Detection System For Power Transmission Using GSM Technology. World Congress in Computer Science Computer Engineering & Applied Computing, July 2017. 93–97.
39. Krynke M., Klimecka-Tatar D. The use of Computer Simulation Techniques in Production Management. Materials Research Proceedings. 2022. 24. 126–133. https://doi.org/10.21741/9781644902059-19
Опубліковано
2025-05-30
Як цитувати
Трунова, І. М., Середа, А. І., Савченко, О. А., Попадченко, С. А., & Галько, С. В. (2025). ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНА МОДЕЛЬ КАПІТАЛЬНОГО РЕМОНТУ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА ІЗ ЗАМІНОЮ ОБМОТОК. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету імені Дмитра Моторного, 25(2), 98-105. https://doi.org/10.32782/2078-0877-2025-25-2-11
Розділ
ЕНЕРГОВИРОБНИЦТВО (ЗА СПЕЦІАЛІЗАЦІЄЮ)
