Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия "Энергетика" №1 2020

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, 2020

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 ЮШКОВА Е.А., ЛЕБЕДЕВ В.А. Эксергетический пинч-анализ системы теплообмена в технологии переработки нефти ......................................................................................................................................... Электроэнергетика КОРЖОВ А.В., ВОЛКОВ О.В., КОРОВИН Ю.В. Исследования перенапряжений по длине неоднородной распределительной кабельной сети ................................................................................................. 22 САТТАРОВ Р.Р., ГАРАФУТДИНОВ Р.Р. Моделирование усовершенствованной автоматики ограничения перегрузки оборудования ............................................................................................................... 30 ПАНОВА Е.А., ПАНАРИНА М.С., ВАРГАНОВА А.В., ХАТЮШИНА Т.В. Автоматизированный расчет составляющих тока короткого замыкания и выбора высоковольтных выключателей в САПР распределительных устройств подстанций .................................................................................................. 38 ХОЮТАНОВ А.М., КОБЫЛИН В.П., ВАСИЛЬЕВ П.Ф., ДАВЫДОВ Г.И. Оценка эффективности применения полуволновой линии электропередачи с тиристорным стабилизатором параметров ........ 47 ГУБИН П.Ю., РЫНДИНА К.В., НЕСТЕРОВ А.А. Квазидинамическое моделирование старения емкости Li-Ion накопителей ................................................................................................................................... 56 ПЕРЕКАЛЬСКИЙ И.Н., КОКИН С.Е. Применение технологий распределенного реестра (Blockchain) в электроэнергетических системах ............................................................................................................... 64 ГУСЕВ Ю.П., КАЮМОВ А.Г. Обзор технического состояния электрооборудования в развивающейся энергосистеме Республики Таджикистан ..................................................................................................... 76 Альтернативные источники энергии KIRPICHNIKOVA I.M., USKOV A.Yu., TSIMBOL A.I. Electrical Load Control Systems Based on Wireless Data Networks with Self-Organizing Topology ............................................................................................... 85 Преобразовательная техника ТОКАРЕВ В.Г., БРОВАНОВ С.В. Векторная ШИМ для снижения циркуляционных токов в параллельно включенных трехуровневых преобразователях .............................................................................. 94 Электромеханические системы ВОРОНИН С.Г., ЧЕРНЫШЕВ А.Д. Математическое описание вентильного индукторного генератора с конденсаторным возбуждением ................................................................................................................. 105 ЛАЩЕНОВ М.Б., ШЕВЫРЕВ Ю.В. Исследование работы синхронного двигателя при кратковременной потере питания для условий горных предприятий ........................................................................ 116 Научно-методические вопросы ВАНИН П.А., НЕСТЕРОВ А.С., ХОЛОДИЛИН И.Ю. Внедрение технологий IIoT и AR на примере учебного лабораторного стенда для практических занятий студентов электротехнических специальностей .............................................................................................................................................................. 123 5 ДОНСКОЙ И.Г. Влияние параметров дутья на эффективность ступенчатого процесса высокотемпературной пылеугольной газификации .......................................................................................................... 12 Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2020. Т. 20, № 1 3

Стр.3

CONTENTS Heat-Power Engineering YUSHKOVA E.A., LEBEDEV V.A. Heat Exchange System Analysis in the Refining Process ..................... Electric Power Engineering KORZHOV A.V., VOLKOV O.V., KOROVIN Yu.V. Analysis of Overvoltage in Nonhomogeneous Distribution Cable Grids ......................................................................................................................................... 22 SATTAROV R.R., GARAFUTDINOV R.R. Modeling Advanced Automatic Overcurrent Limiting System .... 30 PANOVA E.A., PANARINA M.S., VARGANOVA A.V., KHATUSHINA T.V. Automated Computation of Short-Circuit Current Components and Selection of High-Voltage Circuit Breakers of Substation Switchgear CAD ............................................................................................................................................... 38 KHOIUTANOV A.M., KOBYLIN V.P., VASILYEV P.F., DAVYDOV G.I. Evaluation of the Application Efficiency of the Half-Wave Electric Transmission Line with a Thyristor Parameter Stabilizer ..................... 47 GUBIN P.Yu., RYNDINA K.V., NESTEROV A.A. Quasi-Dynamic Simulation of the Li-Ion Energy Storage System Capacity Degradation ........................................................................................................................... 56 PEREKALSKIY I.N., KOKIN S.E. Application of Technologies the Distributed Register (Blockchain) in Energy Power Systems ................................................................................................................................. 64 GUSEV Yu.P., KAYUMOV A.G. Review of the Technical Condition of Electrical Equipment in the Developing Energy System of the Republic of Tajikistan ......................................................................................... 76 Alternative Sources of Energy KIRPICHNIKOVA I.M., USKOV A.Yu., TSIMBOL A.I. Electrical Load Control Systems Based on Wireless Data Networks with Self-Organizing Topology ............................................................................................... 85 Converting Technology TOKAREV V.G., BROVANOV S.V. The Space Vector Pulse Width Modulation for Reducing the Circulating Currents in Three-Level Converters Connected in Parallel .................................................................... 94 Electromechanical Systems VORONIN S.G., CHERNYSHEV A.D. Mathematical Formulation of a Switch Reluctance Generator with Capacitor Excitation .................................................................................................................................. 105 LASHCHENOV M.B., SHEVYREV Yu.V. Research of the Synchronous Motor Performance with a Short Power Loss for the Mining Industry ................................................................................................................. 116 Scientific and Methodological Issues VANIN P.A., NESTEROV A.S., KHOLODILIN I.Yu. Integration of IIoT and AR Technologies into Training & Teaching via Laboratory Equipment .............................................................................................. 123 5 DONSKOY I.G. Influence of Gasification Agent Parameters on the Efficiency of High-Temperature Staged Pulverized Coal Gasification Process ............................................................................................................... 12 4 Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering. 2020, vol. 20, no. 1

Стр.4