Халықаралық Ғылыми-тәжірибелік конференцияның ЕҢбектері



жүктеу 0.53 Mb.

бет3/38
Дата22.04.2017
өлшемі0.53 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   38

 
Литература 
1.
 
Гинзбург  А.С.  Основы  теории  и  техники  сушки  пищевых  продуктов.–  М.:  Пищевая 
промышленность, 1973.– 528 с. 
2.
 
Тауасаров Ш.У. Разработка и расчет высокоэффективных теплонасосных сушильных установок 
с сушилкой кипящего соя: Дис. … канд. тех. наук.– Шымкент, 2005.– 138 с. 
3.
 
Акынбеков Е.К. Тепло- и массоперенос при термической обработке капиллярно-пористых тел и 
жидких продуктов: Автореф. дис. … д-ра техн. наук.– Шымкент, 2001.– 44 с. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
УДК 621.41 (088.8) 

14 
 
 
ЧЕТЫРЕХЦИЛИНДРОВЫЙ СОЛНЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ С 
ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛА 
 
Арапов Б.Р.Сейтказенова К.К., Сералиев Г.Е., Арапов Б.Б.,  
ЮКГУ им. М.Ауэзова,  Шымкент, Казахстан 
 
Түйін 
Ӛзара  перпендикулярлы  қиылысатын  ӛстері  бар  оппозитті  орналасқан  цилиндрлердің  екі  парынан 
тұратын  сыртқы  жылумен  жұмыс  істейтін  екі  жақты  әсерлі  қозғалтқыштың  жаңа  конструкциясы 
жасалған. Оппозитті орналасқан цилиндрлердің жұмысшы поршеньдері қатаң штоктармен байланысқан. 
Штоктар  ӛз  кезегінде  иінді  біліктің  шатунды  мойыншасымен  штоктардың  ортасындағы  тікбұрышты 
пазда орналасқан квадрат қималы ползунның кӛмегімен ӛзара әсерлеседі. Шатун мойыншасы иінді біліктің 
иініне орнатылған. Қозғалтқыш дӛңгелек диск тәріздес шоғырланған күн сәулелерін қабылдауға қабілетті 
жылу қабылдағышпен жабдықталған. Қозғалтқыштың цилиндрлерінің бұлай орналасуы, оның құрылымын 
оңайлатып, бӛлшектер мен тораптарды үйлесімді орналастыруға мүмкіндік береді, сонымен қатар оның 
металлсыйымдылығын тӛмендетеді. 
 
Summary 
The  new  design  of  the  engine  of  double  action  with  an  external  supply  of  heat,  consisting  of  two  couples 
oppozitno the located cylinders with mutually perpendicularly being crossed axes is developed. In oppozitno located 
cylinders working pistons are connected among themselves by rigid rods. Rods in his turn interact with a connecting 
rod neck of a crankshaft by means of the ram of square section, the general for both rods, located in a rectangular 
groove in the middle of rods. The ram is got on the only connecting rod neck located on a face surface of a bend of a 
crankshaft. The engine is supplied with the disk receiver of heat adapted for work from the concentrated sun beams. 
Such configuration of an arrangement of cylinders allows to simplify a design and compactly to arrange the main 
knots and engine details, and also to reduce its metal consumption. 
 
Из  мировой  технической  литературы  известно,  что  для  энергетических  установок  малой  и 
средней  мощности,  преобразующих  солнечную  энергию  в  электрическую  энергию,  наряду  с 
фотовольтаическим  способом,  наиболее  перспективным  является  использование  для  этой  цели 
двигателей с внешним подводом тепла. 
Причем  двигатели  с  внешним  подводом  тепла  могут  работать  от  любого  вида  источников 
теплоты,  что  является  их  основным  достоинством  [1],  тогда  какфотовольтаические  преобразователи 
могут работать,  только от солнечного света. 
Известны  различные  виды  двигателей  с  внешним  подводом  тепла,  среди  которых  наибольшее 
распространение получили двигатели двойного действия. Двигатели двойного действия могут состоять 
как  минимум  из  четырех  цилиндров.  Существуют  конструкции  с  рядным  расположением  цилиндров 
[2-5]и  параллельно  расположенными  цилиндрами,  образующими  квадратный  прямоугольникс 
передачей  мощности  при  помощи  механизма  «косая»  шайба.  Конструкции  указанных  двигателей 
сложные  и  металлоемкие,  поэтому  пока  не  могут  составить  достойную  конкуренцию  двигателям 
внутреннего сгорания. 
Двигатель  двойного  действия  с  рядным  расположением  цилиндров  состоит  из  кривошипно-
шатунного  механизма  для  превращения  возвратно-поступательного  движения  поршней  во 
вращательное  движение  коленчатого  вала.  В  данной  конструкции  двигателя  с  целью  исключения 
боковых нагрузок на уплотнительные сальники поршней и штоков,последние соединяются с шатунами 
посредством крейцкопфа

Недостатком  данной  конструкции  двигателя  является  наличие  крейцкопфа,  что  приводит  к 
увеличению его габаритных размеров и как следствие - повышению металлоемкости и себестоимости. 
Ведущими зарубежными фирмами, такими как «Филипс» и др. создан двигатель, в котором для 
превращения  возвратно-поступательного  движения  поршней  во  вращательное  движение  коленчатого 
вала,применен  ромбическиймеханизм  [2].  Данная  конструкция  двигателя  полностью  исключает 
боковые нагрузки на уплотнительные системы штоков, однако такая конструкция также  металлоемкая 
и  имеет  высокую  себестоимость  из-за  наличия  двух  коленчатых  валов  и  зубчатой  передачи  между 
ними. 
Достоинством  разработанной  нами  конструкциисолнечного  двигателя  является  еѐ  простота, 
небольшая металлоемкость и себестоимость. 

15 
 
Упрощение  конструкции  и  снижение  металлоемкости  двигателя  достигнуто  тем, 
чтоосиоппозитно  расположенных  цилиндровкрестообразны  и  располагаются  во  взаимно 
перпендикулярных  плоскостях.А  поршни,  расположенные  на  противоположных  цилиндрах  связаны 
между  собой  жестким  штоком,  имеющим  посередине  длины  поперечную  выемку  для  размещения 
ползуна.  Ползун  квадратного  поперечного  сечения  вставлен  на  шатунную  шейку  коленчатого  вала  и 
образует    со  штоками  поршней  синусный  механизм.  Для  превращения  поступательного  движения 
поршней  во  вращательное  движение,  использован  консольный  коленчатый  вал  с  одной  шатунной 
шейкой.  В  разработанной  нами  конструкции  двигателя  отсутствует  крейцкопф.  Боковое  усилие, 
возникающее из-за внецентреннего приложения движущей силы, в данном двигателе компенсируется 
боковыми салазками, установленными внутри корпуса по обе стороны штока и взаимодействующими с 
прямоугольной рамой в средней части штока. 
В  двигателях  с  внешним  подводом  тепла  наиболее  ответственным  и  слабым  узлом  являются 
нагреватели. В большинстве двигателей с внешним подводом тепла используются нагреватели в виде 
пучка  сильноизогнутых  тонкостенных  трубок,  которые  ненадежны  в  работе  и  трудоемки  в 
изготовлении. 
На рисунках 1 - 3 показаныпоперечный, продольный разрезы и вид с торца солнечного двигателя 
двойного действия с крестообразным расположением цилиндров

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Вид - А
 
 
Рисунок1 Поперечный разрез солнечного двигателя 
 
В  состав  разработанного  двигателя  входят  следующие  основные  узлы  и  детали:  солнечный  
нагреватель  1,    корпус  двигателя,  собранный  из  боковых  9,  10  и  торцевых  19  стенок,  картер  в  виде 
коробки  прямоугольной  формы.  Рабочие  цилиндры  6  закреплены  к  боковым  стенкам  корпуса  при 
помощи  фланцев.  Уплотнительный  узел  2  расположен  между  рабочими  цилиндрами  и  боковыми 
стенками  корпуса.  Рабочие  поршни  5  одновременно  выполняют  функции    вытеснительных  поршней.  
Штоки  11  с  коленчатым  валом  14  и  шатунной  шейкой  15  взаимодействуют  посредством  бронзовой 
втулки  16.  В  подшипниковый  узел  20    установлен  консольный  коленчатый  вал,  вставленный  в 
шарикоподшипники.  Регенератор 23 и охладитель 24  располагаются в свободном пространстве между 
рабочими цилиндрами за нагревательным диском, что обеспечивает компактность двигателя. 
 

16 
 
17
18
19
20
21
22
23
24
А
B
 
 
Рисунок 2  Продольный разрез солнечного двигателя 
 
Нагреватель 1 выполнен в виде круглого плоского сплошного диска, разрезанного по диаметру 
на  четырех  равных  сектора.  Каждый  сектор  предназначен  для  нагрева  рабочей  среды  в  отдельном 
рабочем цилиндре двигателя. Для прохождения рабочей среды в секторах выполнены теплообменные 
отверстия,  соединенные  через  боковые каналы  с  входным  и  выходным  патрубками. Плоскость  диска 
нагревателя  располагается  перпендикулярно  к  направлению  сконцентрированных  солнечных  лучей, 
идущих  от  параболоида  с  отражательными  зеркалами.  Теплопринимающая  поверхность  дискового 
нагревателя располагается на некотором расстоянии от фокуса параболоида ближе к параболоиду так, 
чтобы лучи солнца равномерно распределялись на всей площадиповерхности нагревателя. 
 
Вид -В
 
Рисунок 3  Вид солнечного двигателя с торца 
 
По  известной  схеме  работы  четырехцилиндрового  двигателя  двойного  действия  рабочие 
полости цилиндров связываются между собой соединительными каналами. 
Двигатель  работает  следующим  образом.  Рабочая  среда,  проходя  через  отверстия  нагревательных 
секторов,  которые  находятся  впостоянно  нагретом  состоянии,  под  действием  направленных  на  него 
сконцентрированных солнечных лучей,  нагревается. 
В такте сжатия в первом цилиндре, рабочая среда тыльной стороной поршня перегоняется по 
каналам  через  охладитель  24,  регенератор  23,  нагревательный  сектор  1  и  входное  отверстие  4    в 
рабочую зону второго цилиндра, в котором будет происходить рабочий цикл. 
Проходя через регенератор и нагревательный сектор, рабочая среда нагревается, расширяется и  
совершает полезную работу. Далее за каждые четверть оборота коленчатого вала во всех цилиндрах по 

17 
 
такой  же  схеме  и  по  очереди  происходят  рабочие  циклы,  в  результате    которых  рабочие  поршни 
совершают  возвратно-поступательные  движения,  превращая  тепловую  энергию,  принятой 
нагревателем  посредством коленчатого вала в механическое вращательное движение. 
Максимальный диаметр нагревателя 0,50 м, что обеспечивает теплопринимающую поверхность 
порядка 
. Диаметр рабочих поршней составляет 70 мм и ход 40 мм, что  обеспечивает 
рабочий объема двигателя,объема двигателя более 0,6 см
3

При  эффективном  коэффициенте  полезного  действия  системы  двигатель  -  электрогенератор, 
равным
, расчетная величинавырабатываемой электрической энергии составит: 

 
где:     
  -  тепловая  энергия,  принимаемая  нагревателем  двигателя  и  передаваемая  рабочей 
среде. 
Чтобы получить электрическую энергию, равной
 тепловая энергия, поступающая на 
поверхность нагревателя должнаравняться: 
 

 
При  средней  интенсивности  тепловой  энергии  солнечных  лучей,  поступающей  на  один 
квадратный  метр  площади  параболоида,  равной    1  кВ/час,    и  с  учетом  коэффициента  отражательной 
способности зеркал 
, тепловая энергия принимаемая нагревателем составит: 
 
 
Отсюда  при  теплопринимающей  площади  двигателя,  равной   
,  необходимая 
площадь зеркала параболоида  , составит: 
 
 
где:     - площадь параболоида
  - теплопринимающая площадь нагревателя. 
 
При этом тепловая энергия, отводимая от системы охлаждения двигателя,будет равна: 
 
 
 
Тогда необходимый диаметр параболоида для этого двигателя, будет равняться: 
 
 
 
 
Заключение 
- Двигатель имеет оригинальную нагревательную систему. Теплопринимающий элемент имеет 
простую  дисковую  форму.  В  отличие  от  существующих  аналогов,  в  предлагаемой  конструкции 
нагревателя    вместо  теплообменных  трубок  использованы  теплообменные  отверстия,  выполненные  в 
теле нагревателя, что обеспечивает большую надежность при работе. 
- Конструкция двигателя компактная и простая, применяется упрощенная форма  коленчатого 
валана  шарикоподшипниках.  У  двигателя  простой  корпус,  представляющий    собой  прямоугольную 
коробку.  Все  детали  и  узлы  технологичны,  и  не  требуют  больших  затрат  на  изготовление.Благодаря 
всем этим характеристикам  и обеспечивается  снижение металлоемкости двигателя. 
 
Литература 
1.
 
В.П.Бреусов,  М.И.Куколев.  ДВС  СПбГПУ.  Проектная  разработка  и  технология  изготовления 
двигателей  с  внешним  подводом  теплоты,  работающих  на  биогазе.//Двигателестроение,  2009. 
ст.45-46, №2, 

18 
 
2.
 
Уокер,Г.    Двигатели  Стирлинга/  Г.Уокер:пер.Б.В.  Сутугина  и  Н.В.  Сутугина.  -  М.: 
Машиностроение, 1985. – 216с. 
3.
 
В.Н. Даниличев, С.И. Ефимов, В.А. Звонов, М.Г. Круглов, А.Г. Шувалов Двигатели Стирлинга. 
Под редакцией  М.Г. Круглова.  М.:  Машиностроение, 1977. – 312с. 
4.
 
Г. Уокер. Машины, работающие по циклу Стирлинга. Перевод с английского Б.В. Сутугина. М.:  
Энергия, 1978. – 204с. 
5.
 
Г. Ридер, Ч. Хупер Двигатели Стирлинга. Перевод  с английского С.С. Ченцова,  Е.Е. Черенского 
и В.И. Кабакова. М.: Мир, 1986. – 264с. 
 
 
УДК 621.004.9 
 
СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ВЫСОКОАМПЕРНЫХ ПОДЗЕМНЫХ КАБЕЛЕЙ 
 
Бердалиева А.А., Муратова К.А. 
ЮКГУ им. М. Ауэзова, Шымкент, Казахстан 
 
Түйін  
Үлкен  тоқтық  жерасты  кабельдерінің  қалып  күйін  тұрақты  бақылау    үшін  мониторинг 
процедурасы  мен  тұтастығын  бұзбайтын  бақылау  және  жанама  бағалау  әдістері    нәтижесін  талдап 
түсіндуріді  іске  асыру  қажет.  Жанама  бақылау  әдістерінің  тиімділеріне  акустикалық,  акустикалық  
эмиссия  және  ультрадыбыстық  әдістері  жатады.  Ультрабыдыстың  импульстік  эхо-әдіс  біртипті  емес  
материалдардың  ішкі    құрылымын  кӛзбен  шолуға  мүмкіндік  береді.  Егер    ультадыбыстық    толқынның 
сәуле  кӛзі  мен  сәуле  қабылдағыш  арасындағы    жолынды  тосқауылдар  болмаса  қабылданатын  сигнал  
деңгейі максималді және сигнал пішіні ӛзгеріссіз жетеді. 
 
Summary  
For permanent control of the state of multiampere underground cables it is necessary to realize procedure of 
monitoring and interpretation of the received results by the methods of nondestructive check and indirect estimation. 
Acoustic  methods,  methods  of  acoustic  emission  and  ultrasound  concern  to  the  most  effective  methods  of  indirect 
estimation.  Utrasound  impulsive  echo-method  provides  possibilities  of  visualization  of  internal  structure  of 
heterogeneous materials. If on the way of ultrasound waves there are not obstacles from an emitter to receiver, the 
level of the received signal is maximum and the form of it is almost permanent. 
 
Одним  из  основных  направлений  дальнейшего  технологического  развития  систем 
электроснабжения  крупных  городов  и  промышленных  центров  является  создание  высокоамперных 
линий.  Существуют  две  основные  возможности    повышения  мощности  передающих  линий.  Это 
повышение напряжения и повышение номинального рабочего тока. В крупных городах РК постепенно 
происходит переход электрических распределительных сетей с напряжения в 10 кВ на 35 кВ. В Японии 
реализуется второй вариант, т.е. увеличение номинального рабочего тока до величины (6’8)кА. Такие 
мегаполисы  РК  как  Алматы  и  Астана  с  точки  зрения  удовлетворения  потребностей  в 
электропотреблении  уже  сталкиваются  с  необходимостью  увеличения  рабочих  токов  передающих 
линий  путем  использования  сверхпроводящих  кабелей,  где  рабочий  ток  при  тех  же  радиальных 
габаритах  может  быть  увеличен  в  десятки  раз.  Реальным  препятствием  для  широкого  применения 
сверхпроводящих  кабелей  являются  технологические  трудности  массового  производства  таких 
кабелей,  а  также  их  высокая  стоимость.  Уже  несколько  лет  в  странах  СНГ  (Россия  и  Казахстан) 
проводятся полупромышленные испытания сверхпроводящих кабелей на 20 кВ, 2000 А длиной в 500 м. 
Кроме  того    ведутся  исследовательские  работы  по  сверхпроводящим  трансформаторам  и 
ограничителям  тока.  Все  это  приведет  к  уменьшению  габаритов,  увеличению  КПД,  к  увеличению 
пожаро- и взрывобезопасности энергетических систем электроснабжения. 
Применение  газоизолированных  кабелей  (ГИК),  где  воздух,  элегаз  или  другой  газообразный 
диэлектрик находится под избыточным давлением, позволяет так же увеличить параметры напряжения 
и  тока  в  распределенных  сетях  городского  электроснабжения.  Т.к.  относительная  диэлектрическая 
проницаемость  газа  близка  к  единице,  то  погонная емкость    в  несколько  раз меньше  чем  у  обычных 
кабелей  и  значительно  меньше  энергетические  потери.  Поэтому  газоизолированные  линии  можно 
применять  для  передачи  энергии  на  достаточно  большие  расстояния.  Газоизолированные  линии  и 
сверхпроводящие кабели прокладываются как правило в кабельных тоннелях. 

19 
 
Для  постоянного  контроля  состояния  таких  многоамперных  подземных  кабелей  необходимо 
реализовать  процедуру  мониторинга  и  интерпретации  полученных  результатов  методами 
неразрушающегося  контроля  и  косвенной  оценки.  К  наиболее  эффективным  методам  косвенной 
оценки  относятся  акустические  методы,  напpимеp,  методы  акустической  эмиссии  и  ультpазвука. 
Ультpазвуковой  импульсный  эхо-метод  [1]    обеспечивает  возможности  визуализации  внутpенней 
стpуктуpы неодноpодных матеpиалов. Если на пути ультpазвуковых волн от излучателя до пpиемника 
нет пpепятствий, то уpовень пpинятого сигнала максимален и фоpма сигнала почти неизменна. Однако 
он  pезко  уменьшается  или  падает  почти  до  нуля,  если  на  пути  ультpазвуковой  волны  встpечаются 
существенные дефекты. В этом случае, естественно, искажается фоpма сигнала. 
Выход пpиемника ультpазвукового пpеобpазователя -  это сигналы со случайными задеpжками и 
амплитудными множителями. Данные сигналы S(t) можно пpедставить в паpаметpической фоpме: 
 
S(t) = ƒ{A(t), Z(t), K(t)}, 
 
где  A(t)  -  амплитуда  сигнала;  Z(t)  -  вpеменной  сдвиг  между  входным  и  выходным  сигналом  
ультpазвукового пpеобpазователя; K(t) - гаpмонический состав сигнала. 
Главной  составляющей  системы  диагностики  является  математический  аппаpат  обpаботки  и 
анализа  цифpовой  инфоpмации.  Для  фоpмиpования  диагностических  пpизнаков    в  данной  работе 
применяется  классический метод спектpального анализа (СА) случайных сигналов на основе Фуpье-
пpеобpазования  [2],  pобастные  алгоpитмы  спектpального  анализа  (PСА)  [3]  и  метод  pазложения 
сигнала  на  элементаpные  пpямоугольные  сигналы,  именуемые  мультислучайными  сигналами  (МСС) 
[4].  Метод  спектрального  анализа  предусматривает  определение  гармонических  составляющих 
анализируемого сигнала. Исходный сигнал представляют в виде суммы гармонических функций сумма 
ординат которых в каждый момент времени t дает значение анализируемой функции. 
0
1
( )
(
cos(
)
sin(
))
2
n
n
n
a
S t
a
n t
b
n t
 
где: 
0
2
a
 - среднее за период Т значение функции S(t) 
n
a
,
n
b
- амплитуды синусоиды и косинусоиды с частотой 
n

0
2
( ) cos(
)
T
n
a
S t
nwt dt
T
 при n = 1, 2, …; 
0
2
( ) sin(
)
T
n
b
S t
nwt dt
T
 при n = 1, 2, …; 
 
В pеальных задачах часто полезный сигнал сопpовождается опpеделенными помехами, и когда 
эти  помехи  меняются  значительно,  то  pешение  задач  с  пpименением  спектpальных  методов 
затpудняется. Для пpактических целей, анализиpуемый сигнал S(t) состоящий из полезного случайного 
сигнала x(t) и помехи ξ(t), т. е. имеет вид 
 
S(t) = x(t) + ξ(t), 
 
Коэффициент а
n
   в таком случае имеет вид 
0
0
2
2
[ ( )]cos(2
)
{ ( ) cos(2
)
( ) cos(2
)}
T
T
n
a
S t
kf dt
x t
kf
t
kf
dt
T
T
 
Тpебуемая  точность  описания  отpаженного  ультpазвуковым  пpеобpазователем  сигнала  S(t) 
суммой  косинусоид  и  синусоид  может  содержать  большую  погрешность  в  оценке  коэффициента  a
n
 
особенно с увеличением дисперсии помехи ξ(t). Аналогично происходит и с коэффициентом b
n
 . 
Для  повышения  достовеpности  pезультатов  экспеpиментальных  данных  в  [3]  пpедложены 
алгоpитмы PСА, позволяющие устpанять пpичины появления погpешностей 
n
a

n
b

Где 
n
a
имеет вид 

20 
 
1
2
1
1
1
( ) cos(
)
( ) cos(
)
i
i
n
i
i
t
t
N
N
a
i
i
t
t
t
n t dt
t
n t dt
 
 
Пpи  этом  необходимо,  чтобы  эти  алгоpитмы  были  pобастными,  т.  е.  позволяли  бы  устpанить 
связь между величинами 
n
a

n
b
и диспеpсией помехи ξ(t), чтобы погpешность оценки не зависела от 
изменения  фоpмы  закона  pаспpеделения  исследуемого  сигнала,  коэффициента  коppеляции  между 
полезным сигналом x(t) и помехой ξ(t) и т. д. 
Кpоме  динамического  пpедставления  сигналов  пpи  анализе  и  обpаботке  данных  шиpоко 
используется математическое описание сигналов по аpгументам, обpатным аpгументам динамического 
пpедставления. 
Данный  способ  получения  моделей  сигнала  заключается  в  следующем.  В  пpоцессе  аналого-
цифpового пpеобpазования  (АЦП)  непpеpывного  акустического  сигнала  пpоисходит  его  амплитудное 
квантование. В процессе цифро-аналогового преобразования фоpмиpуются аналоговые сигналы, сумма 
котоpых  в  моменты  дискpетизации  оказывается  pавной  входному  сигналу,  т.е.  на  соответствующих 
pазpядах  счетчика  АЦП сигнал pазлагается  на элементаpные сигналы q
k
(t),  пpинимающие  только  два 
значения  1  и  0  с  соответствующими  весами.  В  течение  цикла  T  на  соответствующих  pазpядах  АЦП 
кpивая  S(t)  с  шагом  дискpетизации  Δt  pазлагается  на  составляющие  q
0
(t),  q
1
(t),  ...,  q
k
(t),  ...,  q
l
  (t), 
пpинимающие значение 1 или 0 и имеющие вес соответственно своим позициям: 
1
1
2
1
0
0
( )
( )
( )
( ) ...
( )
( )
l
k
l
l
k
S t
q t
q
t
q
t
q t
q t

 
где 
2
log
l
n
 
( )
S t

будем  называть  МСС  случайного  процесса  S(t).  Амплитудное  значение  каждого 
элементарного сигнала отличается друг от друга и имеет вес 
2
n
. Частоты изменения каждого q
k
(t) при 
этом вычисляется по формулам [5]: 
1
1
11
21
12
31
1(
1)
1
1
(
1)1
1
1
1
(
(1
)
(1
) ...
(1
))
(1
);
m
q
m
m
i
I
i
f
q
q
q
q
q
q
q
q
T
T
 
 
1
1
2
2
3
(
1)
(
1)
1
1
1
(
(1
)
(1
) ...
(1
))
(1
).
n
m
q
n
n
n
n
n m
mn
ni
I
n
i
f
q
q
q
q
q
q
q
q
T
T
 
 
Если  исходный  сигнал  S(t)  пpедставляет  собой  случайный  пpоцесс,  то  сигналы  q
k
(t)  также 
являются случайными функциями вpемени. Следовательно, статистические хаpактеpистики для S(t) и 
для элементаpных сигналов q
k
(t) одного и того же сигнала не изменятся, если не изменится состояние 
исследуемого  объекта.  Выбоpом  шага  дискpетизации  Δt  можно  обеспечить  необходимую  
чувствительность  МСС  к  изменениям  фоpмы  кpивой,  что  позволяет  пpи  необходимости  обнаpужить 
даже  небольшие  изменения  в  состоянии  объекта  и  пpогнозиpовать  возможность  появления  тех  или 
иных дефектов или аварийных ситуаций. 
Следовательно,  пpи  технической  диагностике  можно  успешно  использовать  статистические 
хаpактеpистики МСС сигналов. 
Особенности реализации системы мониторинга подземных многоамперных кабелей 
Современные  системы  управления  городскими  сетями  электроснабжения  характеризуются 
сочетанием  распределенных  принципов  построения  систем  с  централизованными  функциями 
мониторинга.  Принцип  централизации  реализован  на  базе  аппаратно-программного  комплекса,  а 
принцип  децентрализации  заключается  в  определенной  независимости  систем  управление  которыми 
построено по схеме распределенных сетей. 
 

21 
 
Подсистема ввода текущих данных с у/з датчиков подземных 
кабелей
База паспортных данных подземных кабелей  сети 
электроснабжения города
Подсистема формирования диагностических признаков 
состояния подземных кабелей
База знаний экспертной подсистемы 
Решатель
Блок принятия решения
Подсистема отображения информации коллективного пользования 
районного диспетчерского центра электроснабжения города
 
 
Рисунок 1 - Структурная схема системы мониторинга подземных высокоамперных кабелей 
 
На  рисунке  1  представлена  структурная  схема  системы  мониторинга  подземных 
высокоамперных кабелей. В информационной базе данных находятся файлы по каждому подземному 
высокоамперному  кабелю,  позволяющие  однозначно  идентифицировать  его  расположение  на 
графической карте района, его технические параметры. В блоке формирования признаков происходит 
обработка поступающих сигналов с многофункциональных акустических датчиков, расположенных на 
кабеле  методами  РСА  и  МСС.  В  базе  знаний  экспертной  подсистемы  происходит    классификация 
состояний подземного кабеля по четырем критериям: 
- исправное состояние кабеля (соответствует состоянию нормы); 
- рабочее состояние кабеля (соответствует условно нормальному состоянию функционирования); 
- предаварийное состояние (локальные дефекты кабеля не позволяют его использовать согласно 
паспортным данным); 
- аварийное предельное состояние кабеля (кабель отключен и его необходимо заменить). 
В блоке принятия решений системы мониторинга происходит сравнение текущих параметров с 
паспортными  данными,  которое  реализуется  методом  дискриминантного  анализа.  Критерием 
принадлежности истинного признака к эталонному является мера близости [5]. 
В  блоке  принятия  решений  вырабатываются  рекомендации  по  управлению  сложившейся 
производственной ситуации диспетчерскому персоналу энергосети. 
 

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   38


©emirb.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

войти | регистрация
    Басты бет


загрузить материал