В статье рассматривается применение логико-вероятностного метода с использованием дерева отказов для оценки надёжности схем открытых распределительных устройств (ОРУ) атомных электрических станций (АЭС). В качестве объекта исследования выбрана схема ОРУ-500 кВ крупнейшей АЭС Индии – Куданкулам с двумя блоками по 1000 МВт. Цель работы – продемонстрировать эффективность метода дерева отказов при анализе влияния отказов отдельных элементов схемы ОРУ АЭС на потери генерируемой мощности. Описывается алгоритм построения дерева отказов, включающий в себя формализацию конечного события, описание промежуточных и первичных событий с применением функций алгебры логики. На примере пяти возможных видов повреждений были построены фрагменты деревьев отказов, что позволило проиллюстрировать вклад каждого элемента в общую надёжность схемы ОРУ и получить выражения для вычисления частоты потери генерируемой мощности и относительной длительности восстановления нормального режима. Установлено, что метод дерева отказов обеспечивает наглядное представление взаимосвязей между отказами отдельных элементов и состоянием всей схемы ОРУ АЭС, и может быть использован как дополнение к таблично-логическому методу при оценке надёжности таких схем.

https://doi.org/10.48081/BTOUEn3.2026/131-145

2026

Выпуск 3

В данной статье проведены аналитические и экспериментальные исследования касательно климатических особенностей зимнего периода города Астана, существующей технологии уборки снега, которая пагубна в весенний период, подтоплением прилегающих к городу населенных пунктов, а также изучен многолетний опыт города Москвы по данной проблеме. Рассмотрена наиболее близкая по техническому решению поставленной задачи снегоплавильная установка канадской фирмы TRECAN (ТРИКАН), которая является одним из мировых лидеров в этой области и которая широко применяются в Северной Америке. Предложен прямой метод воздействия пламени на расплавляемый снег, исследованы имеющие в открытом доступе отечественные разработки и интегрированы в текущий материал. По результатам сравнений по шкале окраса температур определено значение температуры струи пламени от горения жидких горюче-смазочных отходов, которая составила 1300 оС. Произведен расчет потерь тепловой энергии при расплавлении снежной массы воздействием через перегораживающий слой. На основании полученных результатов, обосновано применение открытого воздействия пламени в процессе плавления снега, выделяемая энергия которой полностью тратится на интенсификацию процесса таяния. Учитывая все особенности процесса плавления и теоретических расчетов разработана, предварительная конструкция плавильной камеры в виде перевернутой пирамиды.

https://doi.org/10.48081/BTOUEn3.2026/268-279

2026

Выпуск 3

Представленная работа посвящена оценке направлений развития энергетики при росте электропотребления, опережающем увеличение использования первичных энергоресурсов, и связанному с этим усилению антропогенной нагрузки на окружающую среду. Показано, что расширение генерирующих мощностей на традиционных видах топлива сопровождается увеличением объёмов вредных выбросов, что требует внедрения более эффективных и экологически безопасных решений. Проведён анализ состояния атмосферного воздуха города Астаны, которые включают детальный состав атмосферного воздуха, выполнены расчёты образования загрязняющих веществ при эксплуатации котла КВ-Т-139,6-150. Рассмотрены изменения уровней выбросов при переводе оборудования с угольного топлива на природный газ, результаты представлены в сравнительной форме. Показано, что повышение топливной и энергетической эффективности оборудования способствует не только сокращению удельных выбросов, но и общему снижению их суммарного объёма. Обоснована целесообразность поэтапной газификации котлов Тепловой электрической централи -2 (ТЭЦ-2) и строительства Тепловой электрической централи -3 (ТЭЦ-3) с использованием парогазовых технологий как меры повышения экологической безопасности и устойчивости городской энергетической системы. Полученные результаты могут быть использованы при планировании модернизации энергетических объектов.

https://doi.org/10.48081/BTOUEn3.2026/526-539

2026

Выпуск 3

High- and ultra-high-voltage overhead power lines are critical for maintaining a reliable electricity supply to industrial consumers and regional power systems in the Republic of Kazakhstan. The country’s large geographic extent, coupled with harsh and highly variable climatic conditions, imposes additional demands on the stable operation of transmission networks. In recent years, there has been an upward trend in emergency events on transmission lines, resulting in power interruptions, economic damage and a decrease in the overall reliability of the power system. The present study focuses on a detailed analysis of emergency situations on high- and ultra-high-voltage power lines in the Republic of Kazakhstan in the period 2020–2024. The study draws on the analysis and synthesis of statistical data on technological disturbances, records of relay protection and automatic reclosing performance, cartographic examination of the power supply system, and a review of regulatory and technical documents. The principal types of emergency events are distinguished, including conductor galloping with associated short circuits, icing, interphase arc flashovers initiated by birds, direct lightning impacts, and failures of polymer insulators. Special emphasis is placed on the role of meteorological conditions – strong winds, icing, and thunderstorm activity – in shaping both the frequency and the characteristics of accidents. The study assesses automatic reclosing devices and demonstrates their key role in clearing transient faults and reducing the impact of emergencies. The analysis also reveals the limitations of conventional relay protection systems in reliably distinguishing between electrical and mechanical faults. The paper substantiates the applicability of intelligent protection solutions based on fuzzy logic to enhance fault recognition accuracy and increase decision-making reliability. The proposed technical and organizational measures are aimed at improving the operational reliability of transmission lines and supporting the sustainable development of the power system of the Republic of Kazakhstan. Key words: high-voltage overhead power lines, emergency situations, wire dancing, electric arc flashover, meteorological conditions, automatic reclosing, reliability of power systems. Әуедегі жоғары вольтты және аса жоғары вольтты электр желілері Қазақстан Республикасындағы өнеркәсіптік тұтынушылар мен аймақтық электр желілерін сенімді электрмен жабдықтауды қамтамасыз ету үшін өте маңызды. Елдің кең географиялық аумағы, қатал және өте өзгермелі климаттық жағдайлармен бірге, электр беру желілерінің тұрақты жұмысына қосымша талаптар қояды. Соңғы жылдары электр желілерінің істен шығу санының арту үрдісі байқалды, бұл электр қуатының үзілуіне, экономикалық шығындарға және электр жүйесінің жалпы сенімділігінің төмендеуіне әкелді. Бұл зерттеу 2020 жылдан 2024 жылға дейін Қазақстан Республикасындағы жоғары вольтты және аса жоғары вольтты электр желілеріндегі істен шығулардың егжей-тегжейлі талдауын ұсынады. Зерттеуде статистикалық деректерді талдау және технологиялық бұзылулардың қысқаша мазмұны, релелік қорғаныс және автоматты қайта жабу жұмысының жазбалары, электрмен жабдықтау жүйесінің картаға түсіру зерттеуі және нормативтік-техникалық құжаттаманы қарау пайдаланылды. Төтенше жағдайлардың негізгі түрлері анықталды, соның ішінде қысқа тұйықталулармен бірге жүретін өткізгіштердің кернеуі, мұздану, құстардың әсерінен фазалық доғаның пайда болуы, найзағайдың тікелей соққылары және полимер оқшаулағыштарының істен шығуы. Төтенше жағдайлардың жиілігі мен сипаттамаларын қалыптастырудағы метеорологиялық жағдайлардың - қатты желдің, мұзданудың және найзағай белсенділігінің рөліне ерекше назар аударылды. Зерттеу автоматты қайта жабу құрылғыларын бағалайды және олардың өтпелі процестерді жоюдағы және апаттардың салдарын азайтудағы негізгі рөлін көрсетеді. Талдау сонымен қатар дәстүрлі релелік қорғаныс жүйелерінің электрлік және механикалық ақауларды сенімді түрде ажыратудағы шектеулерін анықтайды. Мақалада ақауларды тану дәлдігі мен шешім қабылдау сенімділігін арттыру үшін анық емес логикаға негізделген интеллектуалды қорғаныс шешімдерінің қолданылуы негізделеді. Ұсынылған техникалық және ұйымдастырушылық шаралар электр беру желілерінің пайдалану сенімділігін арттыруға және Қазақстан Республикасының энергетикалық жүйесінің тұрақты дамуын қолдауға бағытталған. Кілтті сөздер: жоғары кернеулі әуе электр жеткізу желілері, апаттық жағдайлар, сымдардың тербелісі, электр доғалық айқасу, метеорологиялық жағдайлар, автоматты қайта қосу, энергия жүйесінің сенімділігі. Воздушные высоковольтные и сверхвысоковольтные линии электропередачи имеют решающее значение для обеспечения надежного электроснабжения промышленных потребителей и региональных энергосистем Республики Казахстан. Большая географическая протяженность страны в сочетании с суровыми и крайне изменчивыми климатическими условиями предъявляет дополнительные требования к стабильной работе передающих сетей. В последние годы наблюдается тенденция к увеличению числа аварийных ситуаций на линиях электропередачи, приводящих к перебоям в электроснабжении, экономическому ущербу и снижению общей надежности энергосистемы. Настоящее исследование посвящено детальному анализу аварийных ситуаций на высоковольтных и сверхвысоковольтных линиях электропередачи в Республике Казахстан в период 2020–2024 годов. В исследовании использованы данные анализа и обобщения статистических данных о технологических нарушениях, записи о работе релейной защиты и автоматического повторного включения, картографическое исследование системы электроснабжения, а также обзор нормативно-технической документации. Выделены основные типы аварийных событий, включая скачки проводников с сопутствующими короткими замыканиями, обледенение, межфазные дуговые пробои, вызванные птицами, прямые удары молнии и отказы полимерных изоляторов. Особое внимание уделено роли метеорологических условий – сильного ветра, обледенения и грозовой активности – в формировании как частоты, так и характеристик аварий. В исследовании оцениваются устройства автоматического повторного включения и демонстрируется их ключевая роль в устранении переходных процессов и снижении последствий аварий. Анализ также выявляет ограничения традиционных релейных систем защиты в надежном различении электрических и механических неисправностей. В статье обосновывается применимость интеллектуальных решений защиты на основе нечеткой логики для повышения точности распознавания неисправностей и надежности принятия решений. Предложенные технические и организационные меры направлены на повышение эксплуатационной надежности линий электропередачи и поддержку устойчивого развития энергосистемы Республики Казахстан. Ключевые слова: высоковольтные воздушные линии электропередач, аварийные ситуации, пляска проводов, электродуговое перекрытие, метеорологические условия, автоматическое повторное включение, надежность энергосистем.

https://doi.org/10.48081/BTOUEn3.2026/365-383

2026

Выпуск 3

В статье представлен комплексный анализ текущего состояния и перспектив развития электроэнергетической отрасли Республики Казахстан. В ходе исследования была изучена структура генерации и потребления электроэнергии в разрезе трех ключевых энергетических зон страны: Северной, Южной и Западной. Авторами установлено, что в 2021 году выработка электроэнергии составила 114 447,9 млрд кВт·ч, однако существенный рост потребления, особенно в Западной (на 7%) и Южной (на 9%) зонах, привел к возникновению острого дефицита маневренных мощностей. Впервые за длительный период Казахстан стал нетто-импортером электроэнергии, что подчеркивает критическую необходимость модернизации существующих генерирующих активов. В качестве основного технологического драйвера для решения проблемы дефицита предлагается внедрение парогазовых установок (ПГУ) на базе действующих газотурбинных станций по схеме надстройки. В работе детально обоснованы технические, экономические и экологические преимущества технологии ПГУ. Показано, что переход на комбинированный цикл позволяет повысить электрический коэффициент полезного действия (КПД) станций с текущих 33–45% до 58–60%, одновременно значительно снижая удельные выбросы парниковых газов и потребление воды на единицу выработки. Предложенный подход позволяет сократить сроки ввода новых мощностей до 9–12 месяцев, что является стратегически важным фактором для стабилизации энергосистемы страны в условиях растущего промышленного спроса.

https://doi.org/10.48081/BTOUEn3.2026/42-57

2026

Выпуск 3

В статье представлен обзорно-аналитический анализ технологий стабилизации мощности ветровой генерации, ориентированный на их применение в изолированных промышленных энергосистемах нефтегазовых объектов. Рассматриваются системные вызовы, связанные с интеграцией стохастических возобновляемых источников энергии в слабые сети с мощной динамической нагрузкой, характерной для нефтегазовой отрасли. Проведена систематизация и классификация существующих подходов к стабилизации, с особым акцентом на системы накопления электрической энергии (СНЭЭ). Выполнен многокритериальный сравнительный анализ ключевых технологий накопления: литий-ионных, натрий-серных и проточных редокс-батарей, суперконденсаторов, маховичных и водородных накопителей. Анализ основан на обобщении данных из открытых научных публикаций и отчетов. Выявлены преимущества, недостатки и области рационального применения каждой технологии для решения задач сглаживания флуктуаций мощности, регулирования частоты и напряжения, а также демпфирования электромеханических колебаний. Обсуждаются ограничения и перспективы применения гибридных систем накопления и водородных технологий в контексте специфических условий эксплуатации в западных регионах Казахстана, включая климатические факторы и требования к надежности. Результаты исследования формируют основу для разработки обоснованного подхода к выбору оптимальных технологических решений для повышения устойчивости и надежности автономного электроснабжения промышленных объектов.

https://doi.org/10.48081/BTOUEn3.2026/146-165

2026

Выпуск 3

В данной работе представлены результаты прогнозирования электропотребления социально значимых объектов мегаполиса Шымкент. Специфика изменений мегаполиса - сезонные колебания энергопотребления в течение года, которые требуют перехода к адаптивным моделям управления и способных оптимизировать распределение городских мощностей. Одним из методов повышения эффективности в процессе управления электроэнергией является прогнозирование. Однако для обеспечения точности результатов необходим детальный анализ. Учет данных о ежемесячной нагрузке электроэнергии в течение года позволяет прогнозировать энергопотребление городской среды, что дает возможность управлять на системном уровне. Основной фактор, влияющий на энергопотребление - сезонность, определяет тенденцию развития потребления. Поэтому актуальным направлением исследования является совершенствование существующих и разработка новых методов прогнозирования. Целью данной работы является анализ и прогнозирование энергопотребления объектов городской инфраструктуры инструментами мультипликативного моделирования. На основе фактических данных электропотребления основных объектов города Шымкент за 2023-2024 гг был проведен анализ с применением линейной модели тренда. Выполнена проверка адекватности модели с использованием критерия Фишера и коэффициента детерминации. Было определено, что для описания тенденции роста энергопотребления наиболее эффективным является линейный тренд с мультипликативной коррекцией на сезонность.

https://doi.org/10.48081/BTOUEn3.2026/58-71

2026

Выпуск 3

Статья посвящена анализу архитектурных принципов построения виртуальных электростанций и исследованию возможностей их реализации в рамках имитационного моделирования в условиях цифровизации энергетического сектора. На основе системного анализа и международных подходов предложена унифицированная архитектура виртуальных электростанций, включающая пять функциональных уровней - «Бизнес», «Функция», «Информация», «Коммуникация», «Компоненты», - которая позволяет интегрировать систему распределения энергоресурсов, средства телеметрии, аналитические модули, оптимизационные алгоритмы и интерфейсы взаимодействия рынка электрической энергии и мощности с системным оператором. Показана применимость модели виртуальной электростанции для повышения гибкости, надёжности и адаптивности энергосистемы со смешанным типом генерации. Предложенные подходы реализованы в программе-симуляторе, позволяющей моделировать энергосистему с учетом географического месторасположения, климатических и погодных условий и типов источников генерируемой мощности. Важной характеристикой модели является возможность оценки стохастического характера энергосистемы по критерию надёжности электроснабжения, что повышает точность прогнозирования и расчёта режимов работы. Программа поддерживает сохранение и повторную загрузку экспериментов, реализует автоматическое и ручное управление с возможностью настройки функций станций и параметров оборудования, а также снабжена функцией интеллектуального советника.

https://doi.org/10.48081/BTOUEn3.2026/293-309

2026

Выпуск 3

В статье выполнен системный анализ влияния теплопотерь печи прокалки на энергетическую эффективность комплекса производства прокаленного нефтяного кокса. Исследование основано на сочетании ориентированного графового представления технологической схемы, укрупненного материального и теплового баланса, а также аналитического расчета теплопередачи через многослойную цилиндрическую стенку вращающейся печи. Показано, что теплопотери через ограждающие конструкции печи оказывают не только локальное, но и системное влияние на распределение тепловых потоков в последующих узлах комплекса. Для количественной оценки тепловых потерь выполнен аналитический расчет теплопроводности многослойной цилиндрической стенки с учетом конвективного и лучистого теплообмена с окружающей средой. На основе параметрического анализа установлено, что перераспределение толщин футеровки и теплоизоляционного слоя при неизменной суммарной толщине 0,392 м приводит к изменению теплопотерь в диапазоне 0,705–1,297 МВт. С использованием ориентированного графа обосновано, что снижение теплопотерь печи повышает температуру отходящих газов, увеличивает тепловую нагрузку котла-утилизатора и способствует росту выработки пара и электрической энергии. Полученные результаты подтверждают системный характер влияния теплового состояния печи прокалки на энергоэффективность всего комплекса и определяют направления его оптимизации.

https://doi.org/10.48081/BTOUEn3.2026/27-41

2026

Выпуск 3

В работе представлено экспериментальное исследование вертикальной ветроэнергетической установки типа Дарье с коаксиальными валами и обгоняющей муфтой с углом зацепления 30°, направленное на повышение стартовых характеристик и устойчивости вращения при низких скоростях ветра. Предложенная конструктивная схема обеспечивает фазовое согласование вращения коаксиальных валов и одностороннюю передачу крутящего момента, что способствует улучшению самозапуска и снижению пульсаций момента. Экспериментальные исследования проведены в аэродинамическом туннеле собственной конструкции. Испытания выполнялись для четырёхлопастного ротора с профилем NACA0021 в диапазоне скоростей воздушного потока 6, 7 и 8 м/с. Частота вращения измерялась лазерным бесконтактным тахометром с точностью ±1%, при трёхкратном повторении каждого режима. Проведён сравнительный анализ базовой конфигурации (0°) и варианта с угловым опережением 30°. Полученные результаты показали, что применение обгоняющей муфты 30° обеспечивает более интенсивный разгон ротора на промежуточных режимах работы, снижает инерционные потери между коаксиальными валами и способствует стабилизации динамики вращения. При повышении скорости воздушного потока различия между конфигурациями уменьшаются, что подтверждает положительное влияние фазового смещения на стартовые характеристики установки. Представленная конструктивная концепция может быть использована при разработке вертикально-осевых ветроэнергетических установок, ориентированных на работу в условиях низких и умеренных скоростей ветра.

https://doi.org/10.48081/BTOUEn3.2026/322-339

2026

Выпуск 3