Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Електричній галузі в умовах ринку висувається низка підвищених вимог у процесі виробництва, передачі й споживання електроенергії

Скачати 160.54 Kb.

Електричній галузі в умовах ринку висувається низка підвищених вимог у процесі виробництва, передачі й споживання електроенергії




Скачати 160.54 Kb.
Дата конвертації22.03.2017
Розмір160.54 Kb.


МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ЕКОНОМІКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТУ

На здобуття Державної премії

Президента України

для молодих учених 2014 року


ТЕОРЕТИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ І РОЗРОБКА МЕТОДІВ КОМПЮТЕРИЗАЦІЇ МЕРЕЖ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ЗАЛІЗНИЦЬ УКРАЇНИ ЯК ОСНОВИ ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ І БЕЗПЕКИ РУХУ

РЕФЕРАТ РОБОТИ

Автор роботи: ГОНЧАРОВА Лідія Леонідівна – кандидат технічних наук,

доцент кафедри «Автоматизація

та комп’ютерно-інтегровані

технології транспорту»



dscf2420
Київ 2014

Вступ
Електричній галузі в умовах ринку висувається низка підвищених вимог у процесі виробництва, передачі й споживання електроенергії.
Безпе́ка доро́жнього ру́ху - це сукупність факторів, що утворюють безпечну дорожню обстановку, в якій не виникає небезпечних ситуацій, що в свою чергу не переходять в ДТП.
Технічні науки - науки, що вивчають закономірності розвитку техніки і визначають способи найкращого її використання.
У зв’язку з цим важливою проблемою організації ефективного функціонування систем електропостачання є забезпечення їх надійності та якості роботи, зокрема організація економії електричної енергії, що зумовлено зростанням її частки в собівартості продукції, яка досить висока на енергоємних технологічних виробництвах. Одним із представницьких споживачів електричної енергії є залізничний транспорт України, система електропостачання якого тісно пов’язана з єдиною енергосистемою, а також застосовується для живлення районних і нетягових споживачів.
Електрична ене́ргія, або електроенергія - вид енергії, що існує у вигляді потенціальної енергії електричного й магнітного полів та енергії електричного струму. Завдяки зручній технології виробництва, розподілу й споживання, електрична енергія займає чільне місце серед інших видів енергії, що їх споживає людство.
Залізни́чний тра́нспорт (залізни́ця) - вид рейкового транспорту, що здійснює перевезення пасажирів та вантажів в колісних екіпажах, що рухаються залізничною колією. Залізничний транспорт є галуззю промисловості, частиною транспортної мережі логістичних ланцюгів, які сприяють міжнародній торгівлі і економічному зростанню.
Залізни́чний тра́нспорт в Украї́ні - залізничний транспорт загального користування, підпорядкований ПАТ «Укрзалізниця», та залізничні під'їзні колії різних форм власності, які не належать до залізничного транспорту загального користування.
До особливостей систем електропостачання залізниць належить велика нерівномірність «рухомих» навантажень, труднощі захисту від короткого замикання, несинусоїдальність і несиметрія струму, істотний вплив на лінії передачі інформації.
Комуніка́ція (від лат. communicatio - єдність, передача, з'єднання, повідомлення, пов'язаного з дієсловом лат. communico - роблю спільним, повідомляю, з'єдную, похідним від лат. communis - спільний) - це процес обміну інформацією (фактами, ідеями, поглядами, емоціями тощо) між двома або більше особами, спілкування за допомогою вербальних і невербальних засобів із метою передавання та одержання інформації.
Високий рівень фізичної і моральної зношеності електротехнічного обладнання залізниць також сприяє істотному збільшенню витрат електроенергії, виникненню певних екологічних проблем, зменшенню надійності функціонування системи електропостачання на тягу, створенню аварійних ситуацій і, як наслідок, погіршує безпеку руху. При такому стані розвиток системних аварій у зв’язку з ненадійністю устаткування й помилками персоналу, як свідчить досвід багатьох країн, може призвести до багатомільйонних економічних втрат. Разом з тим процес реабілітації і оновлення технічного стану електричного господарства залізниць вимагає істотного фінансування та багаторічної роботи. У зв’язку з цим проблеми забезпечення надійності та якості функціонування існуючих тягових мереж транспорту, при незначних інвестиціях, можуть бути розв’язані «практично безальтернативно» шляхом комп’ютеризації технологічних процесів постачання електричної енергії на тягу.
Технологі́чний проце́с - це впорядкована послідовність взаємопов'язаних дій та операцій, що виконуються над початковими даними до отримання необхідного результату.
Електропостача́ння (постачання електричної енергії, енергопостачання) - це комплекс технічних засобів і організаційних заходів для забезпечення споживача електроенергією; надання електричної енергії споживачу за допомогою технічних засобів передачі та розподілу електричної енергії на підставі договору.
Цей факт підтверджується останніми досягненнями в галузі комп’ютерних технологій та можливостей Інтернет, розробок у сфері інформаційних і мережевих технологій, появою сучасних інформаційно-керуючих систем на базі мікропроцесорної та силової електроніки. Досвід застосування комп’ютерних засобів і інформаційних технологій для управління електричними мережами залізниць довів, що для їхнього ефективного використання потрібна розробка нових принципів організації, математичних моделей, методів комп’ютеризації і способів синтезу комп’ютерно-орієнтованих алгоритмів управління режимами електропостачання, технологіями енергозбереження і, відповідно, безпекою руху тягових електричних мереж залізниць.
Електрична мережа (мережа живлення, електромережа) - взаємозв'язана мережа, призначена для постачання та розподілу електричної енергії від постачальників до кінцевих споживачів. Вона складається з генеруючих станцій, високовольтних ліній електропередач та розподільчих ліній, які доставляють енергію до розподільчих пристроїв підстанцій, ввідних пристроїв, ввідно-розподільчих пристроїв, та головних розподільчих щитів.
Математи́чна моде́ль - система математичних співвідношень, які описують досліджуваний процес або явище. Математична модель має важливе значення для таких наук, як: економіка, екологія, соціологія, фізика, хімія, механіка, інформатика, біологія та ін.
Інформаці́йні техноло́гії, ІТ (використовується також загальніший / вищий за ієрархією термін інформаційно-комунікаційні технології (Information and Communication Technologies, ICT) - сукупність методів, виробничих процесів і програмно-технічних засобів, інтегрованих з метою збирання, опрацювання, зберігання, розповсюдження, показу і використання інформації в інтересах її користувачів.
Є очевидним, що для істотного збільшення ефективності застосування сучасних комп’ютерних засобів і інформаційних технологій потрібно провести дослідження спільних властивостей математичних моделей, методів, алгоритмів, завдань управління, особливостей сучасних і перспективних мережевих технологій, а також архітектурних особливостей інформаційно-керуючих комп’ютерних систем постачання електроенергії на тягу, безпеки руху і енергозбереження.
Математи́чне моделюва́ння (рос. моделирование математическое; англ. mathematical simulation, нім. mathematische Modellierung f) - метод дослідження процесів або явищ шляхом створення їхніх математичних моделей і дослідження цих моделей.


Мета і завдання дослідження. Метою роботи є проведення теоретичних досліджень і розробка методів комп’ютеризації швидкоплинних технологічних процесів постачання електроенергії на тягу залізницям України на основі створення сучасних принципів організації і методів синтезу комп’ютерних систем і мережевих технологій безперервного моніторингу параметрів режимів тягових електричних мереж і електричних об’єктів, шляхом дослідження спільних властивостей математичних моделей, методів, апаратно-орієнтованих алгоритмів і архітектур обчислювальних систем керування електропостачанням, як основи енергозбереження і безпеки руху.
Система керування, також Система управління (англ. control system) - систематизований набір засобів впливу на підконтрольний об'єкт для досягнення цим об'єктом певної мети. Об'єктом системи керування можуть бути як технічні об'єкти так і люди.
Теорети́чні дослі́дження - висунення і розвиток наукових гіпотез і теорій, формулювання законів та виведення з них логічних наслідків, зіставлення різних гіпотез і теорій.

Завдання наукового дослідження сформульовані і реалізуються за такими напрямами:

– аналіз сучасного стану і тенденції розвитку мережевих технологій, орієнтованих для підвищення надійності та ефективності функціонування тягових електричних мереж і об’єктів залізниць, що забезпечують високий рівень енергозбереження і безпеки руху;

Наукове дослідження - процес дослідження певного об'єкта (предмета або явища) за допомогою наукових методів, яке має на меті встановлення закономірностей його виникнення, розвитку і перетворення в інтересах раціонального використання у практичній діяльності людей.

– розробка часової декомпозиції завдань керування і на їхній базі принципів організації і методології комп’ютеризації мереж електропостачання залізниць для створення сучасних технологій енергозбереження та поліпшення безпеки руху;

– проведення досліджень у сфері реєстрації первинної інформації у вигляді Т-спектрів і методів синтезу паралельних архітектур контролерів, на основі матричних процесорів, орієнтованих на сучасні інтегральні технології для рішення завдань, в реальному часі, підвищеної інтелектуальної складності і розмірності в процесі управління електропостачанням і енергозбереженням;

Реальний час - режим роботи автоматизованої системи обробки інформації і керування, при якому враховуються обмеження на часові характеристики функціювання.

– розробка комп’ютерно орієнтованих методів і на їхній базі обчислювальних архітектур комп’ютеризації мереж електропостачання залізниць для моніторингу та ідентифікації їхніх режимів, а також визначення, з високою точністю, відстані до місця аварії;

– розробка єдиного комп’ютеризованого середовища проведення безперервного «слизького» моніторингу тягових електричних мереж залізниць на рівні тягових підстанцій, що реалізують реєстрацію доаварійних, аварійних і післяаварійних режимів синхронно за часом і роботою засобів захисту для формування єдиної технології енергозбереження в процесі електропостачання;

Тя́гова підста́нція - у загальному випадку, електроустановка для перетворення та розподілу електричної енергії. Тягові підстанції призначені для зниження електричної напруги і подальшого перетворення струму (тільки для підстанцій постійного струму) для передачі його в контактну мережу для забезпечення електричною енергією електровозів, трамваїв і тролейбусів.

– проведення досліджень і розробка методів організації мікропроцесорних систем визначення відпрацьованого і залишкового ресурсу силового електричного обладнання, зокрема трансформаторів тягових підстанцій у процесі його роботи для суттєвого підвищення рівня безпеки руху;

Мікропроце́сорна систе́ма (МП-система) - спеціалізована інформаційна або керуюча система, побудована на основі мікропроцесорних засобів, тобто набору мікропроцесорних схем.

– проведення комп’ютерного моделювання процесів комп’ютеризації тягових мереж електропостачання залізниць, експериментальних досліджень, моделювання технологій енергозбереження, впровадження систем комп’ютеризації швидкоплинних технологічних процесів електропостачання на тягу для підвищення якості функціонування і безпеки руху.

Наукова новизна одержаних результатів визначається таким:

– проведено аналіз сучасного стану мережевих технологій управління електропостачанням залізниць, доведено, що сучасні тенденції забезпечення високого рівня енергозбереженням та безпеки руху безпосередньо пов’язані з комп’ютеризацією та інтелектуалізацією процедур керування як найбільш перспективний і найменш витратний шлях підвищення надійності та ефективності функціонування електричних мереж порівняно з іншими підходами і не потребує значних інвестицій, але дозволить досить швидко та якісно забезпечити високий рівень роботи;

– на підставі проведеного аналізу запропонована часова декомпозиція завдань керування електричними мережами залізниць, на базі якої розроблені та запропоновані принципи організації і методологія комп’ютеризації мереж електропостачання залізниць для створення сучасних технологій енергозбереження та поліпшення безпеки руху;

– для створення систем керування швидкоплинними процесами постачання електроенергії, що протікають у тягових електричних мережах, запропоновані методи компютеризації і, відповідно, синтезу паралельних архітектур швидкодіючих контролерів для рішення задач підвищеної інтелектуальної складності та розмірності, а також методи синтезу паралельних матричних процесорів як складових контролерів, орієнтованих на сучасні інтегральні технології виготовлення у вигляді надвеликих інтегральних схем;

Мікросхе́ма, інтегральна мікросхема (англ. integrated circuit) - електронна схема, що реалізована у вигляді напівпровідникового кристалу (чипу) та виконує певну функцію. Винайдена у 1958 році американськими винахідниками Джеком Кілбі та Робертом Нойсом.

– уперше запропоновано методи реєстрації первинної інформації моніторингу параметрів режимів тягових мереж у вигляді Т-спектрів, що є основою для інтелектуальної обробки отриманих даних і синтезу математичних моделей та методів комп’ютеризації процедур ідентифікації режимів тягових електричних мереж, реалізації синхронного виміру в різних точках тягової електричної мережі, а також визначення, з високою точністю, відстані до місця аварії, що дозволяє значно підвищити якість функціонування електричних систем у процесі управління електропостачанням і енергозбереженням;

– запропоновано методи комп’ютеризації і на їхній базі архітектурні рішення єдиного комп’ютерного середовища для проведення моніторингу електричних мереж залізниць на рівні тягових підстанцій, дистанцій електропостачання і залізниць у цілому, що реалізує реєстрацію доаварійних, аварійних і післяаварійних режимів синхронно за часом і роботою системи захисту, зокрема процедури інтелектуальної обробки інформації для впровадження сучасних технологій енергозбереження і поліпшення безпеки руху;

Обробка інформації́ - вся сукупність операцій (збирання, введення, записування, перетворення, зчитування, зберігання, знищення, реєстрація), що здійснюються за допомогою технічних і програмних засобів, включаючи обмін по каналах передачі даних [6.

розроблено математичні моделі і на їхній базі комп’ютерно орієнтовані методи ідентифікації штатних і нештатних режимів тягових електричних мереж залізниць на підставі процедур заземлення і не заземлення нейтралі під час виміру, що відкрило можливість значно поліпшити якість електропостачання і забезпечити високий рівень енергозбереження та безпеки руху у процесі експлуатації та електропостачання залізничного транспорту;

– уперше запропоновано методи комп’ютеризації та організації мікропроцесорних засобів, що реалізують з єдиних інформаційних позицій визначення в процесі роботи величини відпрацьованого і залишкового ресурсу силового електричного обладнання, зокрема проведення моніторингу і контролю ізоляції високовольтних вводів силових тягових трансформаторів.



Практичне значення отриманих результатів полягає в такому:

– отримані наукові результати доведені до конкретних інженерних методик, алгоритмів, програмних і апаратних реалізацій;

– запропоновано інженерні методи комп’ютеризації процедур постачання електроенергії на тягу і на їх основі методи побудови швидкодіючих контролерів з паралельною архітектурою на основі матричних процесорів з врахуванням особливостей виготовлення їх в інтегральному виконанні;

– розроблено та запропоновано низку конкретних схемних реалізацій єдиного комп’ютерного середовища та архітектур обчислювальних мереж для комп’ютеризації процесів електропостачання на тягу шляхом проведення безперервного контролю, моніторингу і визначення місця аварії силових електричних систем на рівні тягових підстанцій, дистанцій електропостачання і залізниці в цілому;

– на підставі проведених досліджень Інститутом електродинаміки НАН України, Державним економіко-технологічним університетом транспорту спільно з Головним управлінням електрифікації та електропостачання «Укрзалізниці» та МПП «Анігер» розроблена спеціалізована комп’ютерна система безперервного моніторингу швидкоплинних технологічних процесів постачання електроенергії на тягу – Інформаційно-діагностичний комплекс «Регіна», який впроваджено на певних тягових підстанціях кожної залізниці України, і дозволяє проводити постійний моніторинг та ідентифікацію усталених та перехідних режимів тягових мереж залізниць змінного струму 27,5 кВ і тягових мереж залізниць постійного струму 3,3 кВ, а також силових мереж СЦБ залізниць України, зокрема доаварійні, аварійні та післяаварійні режими електричних мереж синхронно за часом і роботою системи захисту та можливістю проведення спектрального аналізу аварійної інформації і визначення відстані від місця аварії.

Змі́нний струм - електричний струм, сила якого періодично змінюється з часом.

Спеціалізований комп’ютерний комплекс «Регіна» за технічними характеристиками не поступається кращим зразкам світових лідерів – інофірм-виробників (RES-521 фірми АВВ, NCT2000 фірми Toshiba та ін.), але мають значно нижчу ціну, а програмне забезпечення ІДК «Регіна» більш орієнтоване на вітчизняні умови експлуатації, хоча легко адаптується, як свідчать обсяги впровадження за кордоном, до будь-яких умов.

Програ́мне забезпе́чення (програ́мні за́соби) (ПЗ; англ. software) - сукупність програм системи обробки інформації і програмних документів, необхідних для експлуатації цих програм.
Рівень розробки відповідає світовим стандартам, а за окремими показниками перевищує зарубіжні аналоги, що підтверджується міжнародним сертифікатом якості виробництва згідно із стандартом ISO 9001-2008.

Публікації. Загальна кількість публікацій – 29, зокрема у міжнародних журналах, що містяться в базі даних SCOPUS – 4, в т.ч. за темою роботи – 29, патенти України – 6, монографії – 1, навчальні посібники – 1 (Гриф МОН України).

Навчальний посібник - видання, яке частково доповнює або замінює підручник у викладі навчального матеріалу з певного предмета, курсу, дисципліни або окремого його розділу, офіційно затверджений як такий.
Економічна ефективність від впровадження складає 3,5 млн грн.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ



В Інституті електродинаміки НАН України, Державному економіко-технологічному університеті транспорту спільно з Головним управлінням електрифікації та електропостачання «Укрзалізниці» та МПП «Анігер» було виконано низку теоретичних, експериментально-розрахункових (шляхом математичного моделювання) та експериментальних досліджень, спрямованих на розробку методів комп’ютеризації швидкоплинних технологічних процесів постачання електроенергії на тягу залізницям України для забезпечення інформаційних потреб усього спектра завдань, пов’язаних з організацією сучасних технологій енергозбереження і поліпшення рівня безпеки руху. Проведено аналіз існуючих комп’ютерно-орієнтованих технологій управління тяговими електричним мережами залізниць, доведено, що тенденції забезпечення високого рівня енергозбереженням та безпеки руху безпосередньо пов’язані з комп’ютеризацією та інтелектуалізацією процедур керування електропостачанням на тягу як найбільш перспективний і найменш витратний шлях підвищення надійності та ефективності функціонування електричних мереж порівняно з іншими підходами і не потребує значних інвестицій, але дозволить досить швидко та якісно забезпечити високий рівень роботи. Запропоновано часову декомпозицію задач керування електричними мережами залізниць, перший рівень якої пов’язаний з комп’ютеризацією технологічних процесів для автоматичного рішення комплексу завдань енергозбереження, контролю і діагностики. Розглянуті концептуальні основи комп’ютеризації процедур постачання електроенергії з метою підвищення ефективності управління електричними мережами залізниць, для реалізації якої запропоновано сукупність взаємозалежних принципів таких, як принцип єдиного інформаційного простору і синхронності та єдності вимірювання первинної інформації, що є загальним принципом синтезу розподіленого багаторівневого комп’ютерного середовища.
Інформаці́йний про́стір (англ. Information space) - сукупність результатів семантичної діяльності людства.
Принцип єдиної синхронної інформаційної взаємодії, суть якого полягає в організації вимірювання первинної інформації з єдиних інформаційних позицій. Принцип підтримки єдиної моделі даних.
Моде́ль да́них (англ. Data model) - абстрактне представлення реального світу, що відображає тільки ті об'єкти, що безпосередньо стосуються програми. Це, як правило, визначає специфічну групу об'єктів, їх атрибутивне значення і відношення між ними.
Принцип ідентифікації нештатних режимів електричних мереж з єдиних загальносистемних позицій і принцип розподіленої обробки даних і єдиного інформаційного простору.
Обро́бка да́них - систематична цілеспрямована послідовність дій над даними. Обробка даних містить в собі множину різних операцій.
Сукупність запропонованих принципів були взяті за основу створення методології комп’ютеризації мереж електропостачання залізниць для формування сучасних технологій енергозбереження та поліпшення безпеки руху, що базується на дослідженнях спільних властивостей математичних моделей, методів і обчислювальних архітектур. Завдяки особливостям технологічних процесів, пов’язаних із виконанням передачі та споживанням електричної енергії, формується об’єднана математична модель, що відображає специфіку і режими функціонування тягових мереж залізниць, яка реалізується шляхом зливання низки локальних математичних моделей, кожна з яких відображає відповідно клас задач, пов’язаних з комп’ютеризацією електричних мереж, інформатизацією оперативно-технологічного управління, а також задач інтелектуалізації процедур прийняття рішень.
Тео́рія рі́шень - царина досліджень, яка математичними методами досліджує закономірності вибору людьми найвигідніших із можливих альтернатив і має застосування в економіці, менеджменті, когнітивній психології, інформатиці та обчислювальній техніці.
Розглянуті питання організації узагальнених математичних моделей формування управлінських рішень. Запропоновано методи реєстрації первинної інформації моніторингу параметрів нормальних і аварійних режимів електричних мереж на підставі застосування диференційних перетворень подання первинних даних у вигляді Т-спектрів, що реалізується відповідною парою залежностей

де – оригінал; – диференціальне зображення оригіналу є дискретною функцією цілочисленого аргументу – масштабна постійна; – символ відповідності між оригіналом і диференціальним зображенням . Для одержання дискрет функції , отриманої шляхом виконання моніторингу параметрів режиму з метою уникнення операції диференціювання на підставі прямого диференційного перетворення, запишемо систему алгебраїчних рівнянь виду



, .

Рішення системи дозволить отримати дискрет , що відображають , які є основою для інтелектуальної обробки отриманої інформації в – області з наступним переходом в область оригіналів з метою прийняття управлінських рішень. На підставі диференційних перетворень запропоновані методи організації мікропроцесорних пристроїв, орієнтованих для синхронного виміру параметрів режимів у різних точках тягової електричної мережі. Запропоновані методи комп’ютеризації і, відповідно, синтезу паралельних архітектур швидкодіючих контролерів для рішення задач підвищеної інтелектуальної складності та розмірності в процесі управління електропостачанням і енергозбереженням. Архітектура мікропроцесорного контролера з можливістю реконфігурації може бути описана як

F = < D, L, S, θ>,

де D ={Dij} – множина математичних методів для обчислення параметрів об’єкта керування, які є базовими в основі функціонування системи управління; L ={Lij} – множина алгоритмів керування формованих на підставі відповідних методів; S ={Sil} – набір програмних компонентів, із яких формується допустиме описування синтезованої структури; θ – процедура опису об’єкта керування. Для раціонального вибору паралельної архітектури мікроконтролера запропоновано низку варіантів постановки задачі оптимізації, яка полягає в знаходженні мінімуму цільової функції.

Зада́ча оптиміза́ції - задача знаходження точки (точок) мінімуму, або декількох мінімумів заданої функції.
Критерієм якості є мінімальні сумарні апаратні затрати на реалізацію всіх алгоритмів ,



, , .

де – час реконфігурації кристала за допомогою файла конфігурації, для кожного кристала = const і залежить від типу кристала; – допустимий час виконання всіх алгоритмів.

Для організації паралельної обробки інформації в контролерах наведено методи синтезу швидкодіючих матричних процесорів, орієнтованих на сучасні інтегральні технології виготовлення. Суть підходу полягає в тому, що математична модель на підставі розрядних перетворень подається в області зображень як і після проведення відповідних алгебраїчних перетворень може бути записана у вигляді системи розрядних рівнянь n-го порядку виду , . Розрядні рівняння можуть бути сформовані в явній формі, неявній або у вигляді розрядних рекурентних послідовностей і залежно від типу рівнянь або їх комбінації можна сформувати такі варіанти обчислювального процесу

;;

; .

Для кожного i-го розрядного рівняння синтезується електронна модель, об’єднавши які, згідно з , отримаємо однорідний матричний процесор.

Для забезпечення високого рівня ефективності електроенергетичного обладнання на підставі принципів і методології комп’ютеризації мереж електропостачання залізниць запропоновано способи організації локальних обчислювальних мереж спеціального призначення, де як мережні вузли використовується низка мікропроцесорних систем, що реалізують моніторинг та ідентифікацію режимів тягових мереж, визначення запасу ресурсу високовольтних вимикачів, контроль діелектричних параметрів високовольтних трансформаторів. Тут вирішується комплекс задач, пов’язаних з комп’ютеризацією технологічних процесів, в аспекті часової декомпозиції процесу керування на рівні тягових підстанцій. Сукупність задач, пов’язаних з інформатизацією процесів оперативно-диспетчерського управління на рівні дистанції електропостачання, реалізується шляхом організації обчислювальних мереж регіонального рівня, зв’язаних з локальними мережами тягових підстанцій за допомогою магістральних маршрутизаторів. Процес інтелектуалізації процедур прийняття оперативних, довгострокових і стратегічних рішень реалізується шляхом організації корпоративної обчислювальної мережі залізниці, що включає локальні і регіональні мережі як слабо пов’язані сегменти. Розроблено математичні моделі математичних моделей та комп’ютерно-орієнтованих методів ідентифікації аварійних режимів при заземленні і без заземлення ізольованої нейтралі в момент аварії. Значення комплексної напруги фази , де відбулося коротке замикання, фактично може бути подане у такому вигляді

,

де, питомий комплексний фазовий і питомий міжфазовий опір; = опір дуги;,,, – комплексне значення струмів відповідних фаз короткого замикання; L – відстань до місця короткого замикання. Подамо у вигляді косинусної і синусної складових і отримаємо вираз для визначення відстані L до місця короткого замикання:





.

Запропоновано методи комп’ютеризації та організації мікропроцесорних засобів, що реалізують з єдиних інформаційних позицій контроль функціонування і прогноз залишкового ресурсу повітряних і елегазових високовольтних вимикачів, а також визначення їх відпрацьованого, залишкового та критичного ресурсу. На підставі миттєвих значень струму реалізується обчислення середнього, максимального струму і мінімального струму, що протікає по контактах у процесі комутації , , . Величина середнього , максимального і мінімального поточного відпрацьованого ресурсу реалізується як , , . Залишковий Qз ресурс відповідно, , визначається за виразами , , , де – початковий ресурс. Запропоновані методи комп’ютеризації і синтезу мікропроцесорних пристроїв проведення моніторингу та контролю ізоляції високовольтних вводів тягових силових трансформаторів в процесі їх роботи.

Силови́й трансформа́тор (англ. power transformer) - стаціонарний прилад, трансформатор з двома або більше обмотками, який за допомогою електромагнітної індукції перетворює систему змінної напруги та струму в іншу систему змінної напруги та струму, як правило, різних значень за тієї-ж частоти задля передавання електроенергії та її використання.



На базі проведених теоретичних досліджень і запропонованих методів комп’ютеризації швидкоплинних технологічних процесів постачання електроенергії на тягу Інститутом електродинаміки НАН України, Державним економіко-технологічним університетом транспорту спільно з Головним управлінням електрифікації та електропостачання «Укрзалізниці» та МПП «Анігер» під керівництвом академіка-секретаря Відділення фізико-технологічних проблем енергетики НАН України Б. С. Стогнія розроблена і впроваджена на тягових підстанціях всіх залізниць України комп’ютерна система моніторингу і ідентифікації аварійних режимів електричних мереж – Інформаційно-діагностичний комплекс «Регіна». Наводяться результати експериментальних даних, зареєстрованих у процесі експлуатації системою, у вигляді осцилограм, що дозволяють, в реальному часі, управляти якістю електропостачання, а також енергозбереженням та безпекою руху.
p1010004
Аварія на фідері контактної мережі № 1 Коростень Південно-Західної залізниці 31 грудня 2009 р.
Конта́ктна мере́жа - технічна споруда електрифікованих залізниць та інших видів транспорту (метро, трамваю, тролейбусу, фунікулера), що служить для передачі електроенергії з тягових підстанцій на рухомий склад.
о 23 год. 16 хв. 09 сек. Час аварії продовжувався біля 90 мілісекунд. Зображено роботу системи захисту.

Аварійний режим з’явився на тяговій підстанції Новоград Південно-Західної залізниці 08.10.2009 р. о 14 год. 03 хв. 36 сек. на фідері № 1 Коростень.




Одержаний економічний ефект від впровадження результатів проведених досліджень на залізницях України складає 3,5 млн грн.

Автор


к.т.н., доц. Гончарова Л. Л.


Скачати 160.54 Kb.

  • ТЕОРЕТИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ І РОЗРОБКА МЕТОДІВ КОМП ’ ЮТЕРИЗАЦІЇ МЕРЕЖ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ЗАЛІЗНИЦЬ УКРАЇНИ ЯК ОСНОВИ ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ І БЕЗПЕКИ РУХУ РЕФЕРАТ РОБОТИ
  • Автор роботи: ГОНЧАРОВА Лідія Леонідівна
  • Мета і завдання дослідження.