Наукові звіти

Звіт про наукову роботу кафедри теоретичної електротехніки у 2012 році

Узагальнена інформація про наукову діяльність кафедри

У 2012 році наукова робота кафедри проводилася у напрямках: компенсація реактивної потужності, імпульсна електротехніка, електрофізичні та електродинамічні процеси в струмопровідних гетерогенних середовищах, перетворення параметрів електричної енергії для сучасних технологій, вторинні джерела живлення автономних об’єктів, енергозбереження у пристроях електротехнології, ідентифікація та управління нелінійними динамічними об’єктами.

Протягом звітного періоду на кафедрі виконувалась одна НДДКР за темою "Розробка науково-технічних засобів неруйнівної діагностики вітчизняних надвисоковольтних кабелів світового рівня для підвищення їх експлуатаційної надійності та ресурсу", у якій приймали участь 6 співробітників. Інші дослідження проводились у рамках другої половини робочого дня викладачів.

Спільні наукові досягнення штатних співробітників кафедри відображені у 2 підручниках з грифом МОНМіСУ України, 1 монографії та 3 навчальних посібниках, один з яких має гриф МОНМіСУ. За звітний період опубліковано 35 наукових статей у фахових виданнях України, зроблено 23 доповіді на Міжнародних науково-технічних та науково-практичних конференціях, у яких взяли участь 20 співробітників, отримано 6 патентів України на винаходи та подана 1 заявка на патентування винаходу.

1. Підготовка наукових кадрів та інтеграція наукової роботи з навчальним процесом

1.1. Підготовка кандидатів та докторів наук

На кафедрі 5 аспірантів і 2 пошукувачі. У звітному періоді захистів дисертацій не було.

1.2. Інтеграція наукової роботи з навчальним процесом

(Нових курсів на кафедрі не створювалось, однак результати наукових досліджень знайшли відображення у окремих розділах курсів ТОЕ, Електротехніка та Електроніка і мікросхемотехніка).

1.3. Науково-дослідна робота та інноваційна діяльність студентів і молодих учених

Кафедра теоретичної електротехніки студентів на випускає. Однак у держбюджетній темі, яка протягом року виконувалась на кафедрі, приймали участь 3 студенти. Також кожного року кафедрою проводяться університетські і факультетські олімпіади з ТОЕ та Електротехніки.

У квітні 2012 року кафедрою проведена Всеукраїнська олімпіада з ТОЕ, у якій приймали участь 48 студентів ВНЗ України. Команда НТУУ "КПІ" зайняла 2 командне місце, а студент Тренчук Д.Я. з групи ЕМ-91 посів 3 особисте місце.

Також опубліковано 24 наукові статті за участю студентів, учасників факультетської наукової конференції.

2. Основні результати наукових досліджень та НТ розробок за пріоритетними напрямами

Науково-дослідна робота на кафедрі виконується за пріоритетним напрямом “Новітні технології та ресурсозберігаючі технології в енергетиці, промисловості та агропромисловому комплексі” з річним обсягом фінансування на звітний рік 210 тис. грн.

У звітному році з використанням виконаних робіт опубліковано 18 наукових статей, зроблено 14 наукових доповідей на Міжнародних науково-технічних конференціях. До виконання роботи залучалися 3 студенти.

По НДР №2536-п "Розробка науково-технічних засобів неруйнівної діагностики вітчизняних надвисоковольтних кабелів світового рівня для підвищення їх експлуатаційної надійності та ресурсу"(науковий керівник, чл.-кор. НАН України, д-р техн. наук, професор Щерба А.А.)

Робота проведена згідно з календарним планом. Для урахування зміни параметрів часткових розрядів (ЧР) при випробуванні кабелів розроблено ма-тематичну модель і методику чисельного розрахунку високочастотних (103 – 107 Гц) електромагнітних полів, які можуть виникати у ЗПЕ ізоляції кабелів.

Розроблено рекомендації щодо використання отриманих розрахункових значень параметрів виникаючих ЧР для розробки електротехнічної моделі "до-сліджувана система – силовий кабель – еталонна ємність".

Розроблено еквівалентну електричну схему електротехнічної системи з резонансним високодобротним контуром, в якій використовується фільтр низь-ких частот, високодобротний дросель, схема заміщення кабелю (представлено-го у вигляді довгої лінії, яка моделюється декількома контурами із зосередже-ними параметрами) та еталонна ємність. Електрична схема складена з викорис-танням засобів пакету прикладних програм MatlabSimulink/SimPowerSystems дозволяє проводити моделювання та дослідження високочастотних процесів в електротехнічних пристроях резонансного типу.

У вторинному колі трансформатора включено силовий реактор, фільтр низьких частот і силовий кабель з паралельно підключеною на виході еталон-ною ємністю. В схемі використовується засоби для вимірювання напруг, стру-мів та імпедансу електричного кола. У розробленій моделі використовується кабель довжиною 100 м, представлений у вигляді п’яти відрізків по 20 м, кожен з яких моделювався довгою лінією з розподіленими параметрами. Введення п’яти відрізків кабелю дозволило моделювати високочастотні електромагнітні процеси частотою до 10 МГц., а також знаходити відстань до джерела частко-вих розрядів у різних точках кабелю.

На основі проведених досліджень розроблено наступні рекомендації:

• випробовування постійною напругою кабелів зі ЗПЕ ізоляцією є недоцільним, на відміну від успішного його використання для тестування кабелів з паперово-масляною ізоляцією, оскільки на її сторонніх мікровключеннях виникає об'ємний заряд, який важко "зняти" шляхом заземлення;
• пошук місць ушкоджень ЗПЕ ізоляції доцільно проводити у два етапи: на першому з них локалізувати місце ушкодження петлевим методом (у випадку якщо довжина кабелю більше 50 м), а точну локалізацію на другому етапі доцільно здійснювати з використанням методу крокових напруг.

При дослідженні рівня часткових розрядів доцільно враховувати змінення не тільки величини заряду, але й змінення частоти його виникнення за час вимірювання та несучої частоти електромагнітних коливань, які відображають кожен частковий розряд.

Рекомендації передано на ПАТ "Завод "Південкабель" (м. Харків) та Інститут електродинаміки НАН України.

3. Інноваційна діяльність

Отримано 6 патентів України на винаходи та подана 1 заявка на патентування винаходу.

4. Міжнародне наукове співробітництво.

5. Аналіз наукового співробітництва з науковими установами НАН України та галузевими академіями наук України.

Кафедра плідно співпрацює з НАН України. В НДДКР, яка виконувалась на кафедрі, брали участь і співробітники Інституту електродинаміки НАН України. Співробітники підрозділів національної академії наук є співавторами деяких статтях, виданих у 2012 році.

6. Публікації

Підручники з грифом МОН України:

1. Теоретичні основи електротехніки: Підручник: У 3-х т. Т.3/ В.С. Бойко, В.В. Бойко, Ю.Ф. Видолоб та ін. // За заг. ред. І.М.Чиженка, В.С.Бойка. - К.: НТУУ "КПІ", 2012. - 230 с. - 500 пр.

2. Електроніка і мікросхемотехніка: Підручник: У 4-х т. Т.3/ В.І.Сенько, М.В.Панасенко, Є.В.Сенько та ін. // За ред. В.І.Сенька. - К.: "Каравела", 2012. - 400 с. - 300 пр.

6. Монографії:

1. Історія електрифікації України (1861-1940)/ Л.Р. Слободян, Н.В. Трофимова. – К.: НТУУ"КПІ", 2012. – 160 с. - 300 пр.

Навчальні посібники з грифом МОНМіС України

1. Лінійні електричні кола синусоїдного та періодичного несинусоїдного струмів: Навч. посібн./ А.А.Щерба, І.А.Курило, Є.А.Кудря, І.Н.Намацалюк, В.І.Чибеліс, Ю.В.Перетятко. - К.: ТОВ "Лазурит-Поліграф", 2012. - 250 с. – 300 пр.

Навчальні посібники з грифом НТУУ "КПІ"

1. ЕЛЕКТРОТЕХНІКА. Трансформатор. Електричні машини: Навч. посібн./ А.А. Щерба, В.П.Грудська, Л.Ю.Спінул. - К.: 2012. - 202 с.

2. Теоретичні основи електротехніки (конспект лекцій ч. 1): Навч. посібн./ А.А. Щерба, Є.А.Кудря, Л.Ю.Спінул. - К.: 2012. - 147 с.

Також опубліковано у фахових виданнях України 32 наукові статі загальним обсягом приблизно 190 сторінок, у тому числі 8, що входять до Міжнародних науковометричних баз даних, та зроблено 14 доповідей на Міжнародних науково-технічних та науково-практичних конференціях.

7. Наукові конференції, семінари, виставки.

7.1. Конференції

зроблено 23 доповіді на Міжнародних науково-технічних та науково-практичних конференціях, у яких взяли участь 20 співробітників кафедри.

7.2. Виставки:

три експонати (відрізки кабелю на напругу 110, 220 кВ та 330 кВ).

8. Наукові досягнення.

9. Організаційне забезпечення наукової діяльності.

У звітному періоді кафедра поповнилась 2 молодими викладачами. На основі сумісництва до викладацької роботи залучено 2 висококваліфікованих спеціалістів. Оновлений Web-сайт кафедри.

10. Матеріальна база

11. Проект плану розвитку підрозділу на 2013 рік

Звіт заслухано і затверджено на засіданні кафедри теоретичної електротехніки 07.11.2012 протокол № 3. Керівник підрозділу Щерба А.А.