Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия "Энергетика" №3 2019

Стр.1

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Учредитель – Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)» Журнал освещает актуальные теоретические и практические проблемы энергетики и электротехники, результаты научно-исследовательских работ, передовой опыт, определяющий направление и развитие научных исследований, публикует материалы научных конференций и совещаний. Основной целью журнала является консолидация сообщества ученых и практиков, способствование в формировании и развитии наиболее перспективных направлений исследовательской практики, представление информации о научных исследованиях и достижениях. Редакционная коллегия: Радионов А.А., д.т.н., проф. (главный редактор) Шишков А.Н., к.т.н., доц. (ответственный редактор) Функ Т.А., к.т.н., доц. (ответственный секретарь) Редакционный совет: Абрамович Б.Н., д.т.н., проф. (Санкт-Петербург) Агапитов Е.Б., д.т.н., доц. (Магнитогорск) Алюков С.В., д.т.н., доц. Беспалов В.Я., д.т.н., проф. (Москва) Браславский И.Я., д.т.н., проф. (Екатеринбург) Бродов Ю.М., д.т.н., проф. (Екатеринбург) Бутырин П.А., д.т.н., проф., чл.-корр. РАН (Москва) Валеев Р.Г., к.т.н., доц. Воронин С.Г., д.т.н., проф. Ганджа С.А., д.т.н., проф. Гладышев С.П., д.т.н., проф. (Дирборн, США) Гольдштейн М.Е., к.т.н., проф. Гордон Я., Ph.D. (Миссиссога, Канада) Григорьев М.А., д.т.н., доц. Домрачев В.Г., д.т.н., проф. (Москва) Дудкин М.М., д.т.н., доц. Исмагилов Ф.Р., д.т.н., проф. (Уфа) Карандаев А.С., д.т.н., проф. Кирпичникова И.М., д.т.н., проф. Кодкин В.Л., д.т.н., проф. Козярук А.Е., д.т.н., проф. (Санкт-Петербург) Колганов А.Р., д.т.н., проф. (Иваново) Корнилов Г.П., д.т.н., проф. (Магнитогорск) Куликова Л.В., д.т.н., проф., чл.-корр. САН ВШ (Барнаул) Лятхер В.М., д.т.н., проф. (Кливленд, США) Мещеряков В.Н., д.т.н., проф. (Липецк) Пятибратов Г.Я., д.т.н., проф. (Новочеркасск) Резник Л.Ф., Ph.D. (Ришон-ле-Цион, Израиль) Сарваров А.С., д.т.н., проф. (Магнитогорск) Тума И., д.т.н., проф. (Прага, Чешская Республика) Торопов Е.В., д.т.н., проф. (Екатеринбург) Усынин Ю.С., д.т.н., проф. Фёдоров О.В., д.т.н., проф. (Нижний Новгород) Хохлов Ю.И., д.т.н., проф. Хусаинов Ш.Н., д.т.н., проф. Шевырёв Ю.В., д.т.н., доц. (Москва) © Издательский центр ЮУрГУ, 2019

Стр.1

South Ural State University The journal covers urgent theoretical and practical problems of power engineering, results of research work, accumulated experience setting directions and development of scientific research in power engineering, publishes materials of scientific conferences and meetings, information on scientific work in higher educational institutions. The main goal of the journal is consolidation of scientific and industrial communities, promotion and development of the most promising areas of research practice, presentation information on scientific research and achievements. Editorial Board: Radionov A.A., Dr. Sci. (Eng.), Prof. (editor-in-chief), South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Shishkov A.N., Cand. of Sci. (Eng.), Ass. Prof. (executive editor), South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Funk T.A., Cand. of Sci. (Eng.), Ass. Prof. (executive secretary), South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Editorial Counsil: Abramovich B.N., Dr. Sci. (Eng.), Prof., St. Petersburg Mining University, St. Petersburg, Russian Federation Agapitov E.B., Dr. Sci. (Eng.), Ass. Prof., Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation Aliukov S.V., Dr. Sci. (Eng.), Ass. Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Bespalov V.Ya., Dr. Sci. (Eng.), Prof., Moscow Power Engineering Institute, Moscow, Russian Federation Braslavskii I.Ya., Dr. Sci. (Eng.), Prof., Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin, Ural Power Engineering Institute, Ekaterinburg, Russian Federation Brodov Yu.M., Dr. Sci. (Eng.), Prof., Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin, Ural Power Engineering Institute, Ekaterinburg, Russian Federation Butyrin P.A., Dr. Sci. (Eng.), Prof., Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Moscow Power Engineering Institute, Moscow, Russian Federation Valeev R.G., Cand. of Sci. (Eng.), Ass. Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Voronin S.G., Dr. Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Gandzha S.A., Dr. Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Gladyshev S.P., Dr. Sci. (Eng.), Prof., Michigan-Dearborn University, Dearborn, United States of America Goldshteyn M.E., Cand. of Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Gordon Ya., Ph.D., HATCH, Mississauga, Ontario, Canada Grigorev M.A., Dr. Sci. (Eng.), Ass. Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Domrachev V.G., Dr. Sci. (Eng.), Prof., State Institute of Information Technologies and Telecommunications, Moscow, Russian Federation Dudkin M.M., Dr. Sci. (Eng.), Ass. Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Ismagilov F.R., Dr. Sci. (Eng.), Prof., Ufa State Aviation Technical University, Ufa, Russian Federation Karandaev A.S., Dr. Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Kirpichnikova I.M., Dr. Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Kodkin V.L., Dr. Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Kozyaruk A.E., Dr. Sci. (Eng.), Prof., National Mineral Resources University, Saint-Petersburg, Russian Federation Kolganov A.R., Dr. Sci. (Eng.), Prof., Ivanovo Power Engineering Institute, Ivanovo, Russian Federation Kornilov G.P., Dr. Sci. (Eng.), Prof., Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation Kulikova L.V., Dr. Sci. (Eng.), Prof., Corresponding Member of the Siberian Academy of Sciences of the Higher School, Polzunov Altai State Technical University; Barnaul, Russian Federation Lyatkher V.M., Dr. Sci. (Eng.), Prof., New Energitics Inc., Cleveland, United States of America Meshcheryakov V.N., Dr. Sci. (Eng.), Prof., Lipetsk State Technical University, Lipetsk, Russian Federation Pyatibratov G.Ya., Dr. Sci. (Eng.), Prof., Platov South-Russian State Polytechnic University (Novocherkassk Polytechnic Institute), Novocherkassk, Russian Federation Reznik L., Ph.D., Payton Group International, Rishon LeZion, Israel; Sarvarov A.S., Dr. Sci. (Eng.), Prof., Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation Tuma J., Dr. Sci. (Eng.), Prof., Charles University, Prague, Czech Republic Toropov E.V., Dr. Sci. (Eng.), Prof., LLC Research and Production Company “UralTermoComplex”, Ekaterinburg, Russian Federation Usynin Yu.S., Dr. Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Fedorov O.V., Dr. Sci. (Eng.), Prof., Nizhny Novgorod State Technical University, Nizhny Novgorod, Russian Federation Khokhlov Yu.I., Dr. Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Khusainov Sh.N., Dr. Sci. (Eng.), Prof., South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Shevyrev Yu.V., Dr. Sci. (Eng.), Prof., National University of Science and Technology “MISIS” (MISIS), Moscow, Russian Federation

Стр.2

СОДЕРЖАНИЕ Теплоэнергетика РЯЖСКИХ В.И., КОКАРЕВ А.М., СЛЮСАРЕВ М.И. Стабилизация давления в ректификационной колонне транспортабельной газодобывающей станции при получении азота ......................................... Электроэнергетика ГОЛЬДШТЕЙН М.Е., КОНОНОВ Н.С., ШУЛЬГИН А.О. Перераспределение потоков мощности между сечениями электрической сети устройствами продольной компенсации на основе преобразователей напряжения ....................................................................................................................................... 13 ГАЗИЗОВА О.В., ВАРГАНОВА А.В., МАЛАФЕЕВ А.В., ПАТШИН Н.Т., КАРЯКИН А.Л. Учет статической устойчивости синхронных генераторов в задаче планирования оптимальных режимов собственных электростанций по реактивной мощности .................................................................................. 23 БОЛЬШАНИН Г.А., ПЛОТНИКОВ М.П., ШЕВЧЕНКО М.А. Методика экспериментального поиска укрупненных первичных параметров трехпроводной линии электропередачи ....................................... 34 КОЖИХОВА О.А., КОВАЛЕВА А.А., ТАВЛИНЦЕВ А.С. Численная оценка вероятностного распределения перетоков мощности .................................................................................................................. 42 НИКОЛАЕВ А.А., АНОХИН В.В. Анализ качества электроэнергии при стабилизации активной мощности дуговой сталеплавильной печи с помощью статического тиристорного компенсатора ....... 51 ХОЮТАНОВ А.М., КОБЫЛИН В.П., ВАСИЛЬЕВ П.Ф., ДАВЫДОВ Г.И. Устройство отбора мощности из линии электропередачи .................................................................................................................. 65 Альтернативные источники энергии СОЛОГУБОВ А.Ю., КИРПИЧНИКОВА И.М. Кинематические свойства электротехнических комплексов с системой слежения за Солнцем, полученные методом полиномиальной аппроксимации небесных координат ....................................................................................................................................... 72 ДЕНИСОВ К.С., ВЕЛЬКИН В.И., ТЫРСИН А.Н. Решение задачи комплексного энергоснабжения автономного потребителя с целью уменьшения экономических затрат ................................................... 84 АНДРЕЕВ М.В., СУВОРОВ А.А., АСКАРОВ A.Б., КИЕВЕЦ А.В., РУДНИК В.Е. Исследование влияния возобновляемых источников энергии на функционирование релейной защиты ...................... 93 Электромеханические системы ВОРОНИН С.Г., ДАВЛАТОВ А.М., СУЛТОНОВ О.О., КОСИМОВ Б.И., ГУЛОВ Д.Ю. Автоматизированная мини-ГЭС как основа системы электроснабжения горных районов Таджикистана ............... 100 ЛИЦИН К.В., КОВАЛЬЧУК Т.В. Разработка методики бездатчикого определения углового положения ротора синхронного двигателя на основании дополнительного сигнала высокой частоты ............. 108 5 Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2019. Т. 19, № 3 3

Стр.3

CONTENTS Heat-Power Engineering RYAZHSKIKH V.I., KOKAREV A.M., SLYUSAREV M.I. Pressure Stabilization in the Distillation Column of a Transportable Gas Station for Nitrogen Production ..................................................................... Electric Power Engineering GOL’DSHTEYN M.E., KONONOV N.S., SHULGIN A.O. Power Flow Redistribution Between Power Grid Sections by Series Compensators Based on Voltage Source Converters .................................................. 13 GAZIZOVA O.V., VARGANOVA A.V., MALAFEEV A.V., PATSHIN N.T., KARYAKIN А.L. Taking into Account Static Stability of Synchronous Generators when Planning Optimizing In-House Power Plants by Reactive Power ............................................................................................................................................ 23 BOL'SHANIN G.A., PLOTNIKOV M.P., SHEVCHENKO M.A. Experimental Search for Consolidated Primary Parameters of a Three-Conductor Power Transmission Line .............................................................. 34 KOZHIKHOVA O.A., KOVALEVA A.A., TAVLINTSEV A.S. Quantifying the Probabilistic Distribution of Power Flows ................................................................................................................................................. 42 NIKOLAEV A.A., ANOKHIN V.V. Analysis of Power Quality for Active Power Stabilization of Electric Arc Furnace by Means of Static Var Compensator ........................................................................................... 51 KHOIUTANOV A.M., KOBYLIN V.P., VASILYEV P.F., DAVYDOV G.I. Power Takeoff from a Tranmission Line: a Special Unit ................................................................................................................... 65 Alternative Sources of Energy SOLOGUBOV A.Yu., KIRPICHNIKOVA I.M. Polynomial Approximation of Celestial Coordinates to Find the Kinematic Properties of Electrotechnical Complexes Equipped with Sun Tracking Systems ........ 72 DENISOV K.S., VELKIN V.I., TYRSIN A.N. Integrated Cost-Effective Power Supply to Off-Grid Consumers ............................................................................................................................................................... 84 ANDREEV M.V., SUVOROV A.A., ASKAROV A.B., KIEVETS A.V., RUDNIK V.E. How Renewable Energy Sources Affect Relay Protections ......................................................................................................... 93 Electromechanical Systems VORONIN S.G., DAVLATOV A.M., SULTONOV O.O., KOSIMOV B.I., GULOV D.Yu. Automated Small HPPs as the Backbone of Power Grids for Mountaineous Regions of Tajikistan ................................... 100 LITSIN K.V., KOVALCHUK T.V. Additional High-Frequency Signal for Sensorless Angular Positioning of the Rotor in Synchronous Motors ................................................................................................................. 108 5 4 Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering. 2019, vol. 19, no. 3

Стр.4