Транспорт в XXI веке: состояние и перспективы
жүктеу/скачать 8,29 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОМПЕНСАЦИИ МЕЖСИМВОЛЬНЫХ ИСКАЖЕНИЙ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ДАННЫХ О СОСТОЯНИИ ПЕРЕГОННЫХ УСТРОЙСТВ ЖАТ
- ПОДСЕКЦИЯ №11 «АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ И ВОПРОСЫ В ОБЛАСТИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ» Жармагамбетова М.С.
- Султанбаев У.
- ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОСВЕЩЕНИЮ
- Егзекова А.Т.
Шульц В.А. – доцент, к.т.н., Казахский национальный технический университет имени К.Сатпаева (г. Алматы, Казахстан) Кадирова Г.Т. – магистрант, Казахский национальный технический университет имени К.Сатпаева (г. Алматы, Казахстан)
Внедрение и эксплуатация перегонного комплекса АДК-СЦБ поставили перед разработчиками новую задачу повышения надежности и помехоустойчивости передачи диагностических данных от распределенных блоков автоматики БАп, размещенных в релейных шкафах на сигнальных точках, в БАс, размещенных на посту ЭЦ станции [1]. Передача данных о состоянии устройств на сигнальной установке перегона должна отвечать следующим требованиям: - повышение безопасности движения поездов; - передача в реальном масштабе времени; -цикл обновления информации о состоянии устройств ЖАТ - не более 1сек; -объем передаваемых в цикле данных по дискретным и аналоговым параметрам устройств - до 120 байт; - исключение межсимвольных искажений при передаче данных. Цикл обновления данных в 1 секунду обусловлен временем работы контролируемых устройств и скорости обработки информации микропроцессорными модулями ИВК-ТДМ: процессы переключения реле - до 0,2 сек; интервалы кодирования АЛС - от 1,6 до 2,2 сек; время замедления на отпускание реле Ж - от 1,8 до 2,2 сек; частота мигания переездных светофоров - 1,5 сек; интервалы формирования результатов измерений для сигналов постоянного (переменного) тока - 50 мс, а для измеряемых в селективном режиме сигналов тональных РЦ - от 250 мс и более. Для оценки объема передаваемых данных произведем расчет количества сигналов устройств перегона и путевой автоблокировки относительно типового проекта перегона ЧКАБ (рисунок 1): рельсовая цепь и путевые устройства АЛС, устройства переезда, светофор сигнальной установки, устройства электропитания, дешифраторной ячейки, путевые устройства САУТ, КГУ, УКСПСидр. На уровне блоков БАп осуществляется контроль перечисленных выше устройств перегона, для которых суммарное количество дискретной и аналоговой информации формируемой и передаваемой в пакете данных в рабочем режиме составляет в среднем 60 байт, а в специальных режимах возрастает до 120 байт. Таким образом, для оценки скорости обмена средствами передачи данных получаем ограничение: не менее Vmin=120*Ncy байт/сек, где Ncy - число сигнальных установок с блоками БАп. Число сигнальных установок не превышает 30 и при среднем расстоянии до 1 км между релейными шкафами с блоками БАп получаем возможное максимальное расстояние для передачи данных до 30 км. Таким образом, минимальная скорость передачи должна быть не менее, чем Vmin = 120*30*8=28800 бит/сек. Кроме того, при решении вопросов проектирования передачи данных в существующих кабельных сетях необходимо предусматривать ограничения, создаваемые действующими схемами устройств АБ и совмещение жил кабеля для передачи разнородной информации, возможность передачи по линии ДСН, а также учитывать затухание и наличие помех в кабеле.
МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ 135-ЛЕТИЮ М. ТЫНЫШПАЕВА ТРАНСПОРТ В XXI ВЕКЕ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ _____________________________________________________________________________
457
Рисунок 1. Схема контроля устройств перегона в ПК АДК- СЦБ
Например, ограничением при выборе существующих промышленных модемов типа SHDSL, DIALUP является перекрытие их спектра со спектром звуковых частот от 0,3 кГц ÷4 кГц, который используется для служебной связи электромеханика и дежурного по станции при устранении повреждений и плановых работах по техническому обслуживанию устройств перегона. Это определяет необходимость в «надтональных» модемах, действующих в спектре частот свыше 4 кГц. Это значит, что ограничение спектра передачи данных снизу величиной 5 кГц обеспечит совмещение со средствами голос вой связи [2,3] . Ограничение спектра передачи данных сверху необходимо в связи с быстрым ростом затухания сигнала при увеличении спектра передаваемых час- тот и роста взаимовлияния сигналов, передаваемых в парах жил одного кабеля. Таким образом, диапазон частот, нужный для обеспечения, передачи данных, должен удовлетворять требованиям: не пересекаться со звуковым диапазоном; минимизировать перекрестные помехи в кабеле; обеспечить дальность передачи до 25-30 км.
Располагая установленными выше параметрами передачи данных (время цикла; объем и скорость обмена; расстояние и спектры частот), представляется возможным решение основной математической задачи в контексте данного раздела диссертации - задачи «формирования очередного импульса». Переходя к основной задаче по формированию очередного импульса из передаваемой последовательности битов пакета сообщения между модемами в БАп и Б Ас, необходимо: при формировании передаваемых в линию сигналов не выходить за границы заданного спектра; обеспечить требуемую скорость передачи; ограничить и уменьшить взаимовлияние смежных передаваемых импульсов.
МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ 135-ЛЕТИЮ М. ТЫНЫШПАЕВА ТРАНСПОРТ В XXI ВЕКЕ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ _____________________________________________________________________________
458
При увеличении скорости передачи и соответственно уменьшении длительности импульсного интервала [ ????????????????????????] возрастает вредное взаимовлияние смежных импульсов передаваемых данных. Взаимовлияние смежных им- пульсов можно представить в виде суммы кривых их огибающих ??????(??????)и ?????? (?????? + ????????????) при заданной функции передаваемого импульса ??????(??????), где ?????? = 0; ±1, ±2, ±3, … и St?????????????????? [????????????????????????]. Наглядно проблема взаимовлияния и необходимости компенсации этого влияния для соседних импульсов (межсимвольной интерференции) представ- лена на рисунке 2 [4] . На рисунке 2 показано формирование огибающей с использованием функций sin ???????????? ???????????? (1) на интервале времени ?????? ∈ − 2 ?????? ; + 2 ?????? длиной 4???????????????????????? с использованием оконной функции Хэннинга 0,5 cos ??????
4 ?????? + 0,5 (2). Сформированный импульс (3) передается в линию связи [5] .
Рисунок 2. Формирование огибающей импульса
МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ 135-ЛЕТИЮ М. ТЫНЫШПАЕВА ТРАНСПОРТ В XXI ВЕКЕ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ _____________________________________________________________________________
459
Таким образом, возникает необходимость в решении задачи компенсации влияния межсимвольной интерференции в передаваемой последовательности данных. Литература
1. Берштейн, Л.С. Модели и методы принятия решений в интегрированных интеллектуальных системах / Л.С Берштейн, В.П. Карелин, А.Н. Целых. - Ростов н/Д.: Издательство Ростовского университета, 1999. 2. Виноградов А.Н. Динамические интеллектуальные системы. Представление знаний и.основные алгоритмы / А.Н. Виноградов // Извес- тия РАН: ТиСУ, №4. - 2002. 3. Биргер И.А. К математической теории технической диагностики. 169 В кн.: Проблемы надежности в строительной механике. Вильнюс,1968. С. 10-14. 4. Биргер И.А. Техническая диагностика. - М: Машиностроение, 1978.-240 с. 5. Гаврилова Т.А. База знаний интеллектуальных систем / Т.А. Гаврилова, В.Ф. Хорошевский. - СПБ: Питер, 2000:
МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ 135-ЛЕТИЮ М. ТЫНЫШПАЕВА ТРАНСПОРТ В XXI ВЕКЕ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ _____________________________________________________________________________
460
ПОДСЕКЦИЯ №11 «АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ И ВОПРОСЫ В ОБЛАСТИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ» Жармагамбетова М.С. – доцент, к.т.н., Казахская академия транспорта и коммуникаций им. М.Тынышпаева (г. Алматы, Казахстан) Султанбаев У. – магистрант, Казахская академия транспорта и коммуникаций им. М.Тынышпаева (г. Алматы, Казахстан) Еркебаев А.Ж. – магистрант, Казахская академия транспорта и коммуникаций им. М.Тынышпаева (г. Алматы, Казахстан) ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОСВЕЩЕНИЮ Энергосбережение и повышение энергоэффективности прежде всего реализация организационных, технических, технологических, экономических и иных мер, направленных на уменьшение объема используемых энергетических ресурсов. В связи с этим, необходимо использовать энергосбережение и повышение энергоэффективности не только для энергетической и экологической безопасности, но и в качестве инструмента модернизации и в сфере образования. Расход электроэнергии на освещение составляет в среднем 26% от общего потребления электроэнергии ГУК КазАТК. Общая структура потребителей электрической энергии ГУКа за 2013г приведена на рисунке 1.
Рисунок 1. Общая структура потребителей электрической энергии ГУКа за 2013г
Замена осветительных приборов на более эффективные легко реализуется, при этом достигается не только экономия электроэнергии, но и существенно увеличивается срок службы ламп, следовательно, снижается и эксплуатационные расходы. Более качественное освещение создает комфортные условия трудаи учебы, как для студентов, так и для преподавателей. Нерациональный расход электроэнергии на освещение имеет место, когда при достаточном естественном освещении включаются осветительные приборы. Это происходит либо по халатности работников и студентов, либо из-за плохого состояния поверхностей стен, потолков, загрязненности стекол окон и др. МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ 135-ЛЕТИЮ М. ТЫНЫШПАЕВА ТРАНСПОРТ В XXI ВЕКЕ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ _____________________________________________________________________________
461
В ГУК на освещение аудиторий, технических помещений и коридоров установлено 5100 ламп типа ЛБ -18 и 36. Из общего количества люминицентных ламп ЛБ, на освещение коридоров, лекционных залов, библиотеки и архивных помещений- установлены: лампы типа ЛБ-18в количестве -1664, лампы типа ЛБ-36 в количестве 334. Суммарное часовое потребление только указанного количества ламп составляет 41,976кВт (ЛБ 18 = 29,952 кВт и ЛБ-36= 12,024 кВт).В зимнее время коридорные лампы горят по 12 часов в сутки. Суммарные затраты только на потребление энергии лампами ЛБ и уличным 51 освещением составили более 1млн. тенге (около 10 процентов от всехрасходов за электрическую энергию). Для того, чтобы обеспечить экономию электроэнергии на освещение ГУК мероприятия по энергосбережению должны носить комплексный и систематический характер, также они могут потребовать значительных капитальных вложений. Существенную экономию расхода электроэнергии на освещение можно получить с помощью проведения ряда мероприятий, а именно: Основные мероприятия по повышению энергоэффективности освещения должны включать следующее: 1. Организационные мероприятия по энергосбережению в части работы с персоналом. Назначение приказом руководителя того лица, кто будет ответственным за выполнение организационных мероприятий. Это может быть один человек по всему ГУК или отдельные сотрудники факультета, отделов, контролирующие работу по своему направлению. Обучение ответственного персонала вопросам энергосбережения. Важно проводить разъяснительные беседы с работниками, преподавателями и студентами, которые осуществляют выключение света и эксплуатацию оборудования, о более экономном расходовании энергоресурсов. 2. Организационные мероприятия по энергосбережению – обучение ответственного персонала Проведение агитации среди работников, преподавателями и студентами о важности экономии энергоресурсов. Это могут быть развешанные на стенах таблички (презентационные плакаты) о выключении света например, «Уходя, гасите свет», электроприборов, закрытии входных дверей или окон. Стимулирование персонала во всех подразделениях, осуществляющего учет энергоресурсов, контроль расходования и выполняющего энергосберегающие мероприятия. Еще лучше, если будет разработано соответствующее Положение о стимулировании энергоресурсосбережения. 3. Организационные и технические мероприятия по энергоэффективности освещения – внедрение энергосберегающих мероприятий и технологий Замена источника света новыми энергоэффективными лампами при обеспечении установленных норм освещенности. Максимальное использование естественного освещения в дневное время и автоматическое управление искусственным освещениемв зависимости от уровня естественного освещения. Управление включением освещения может осуществляться от инфракрасных датчиков, движения и освещенности, а также реле времени, которые являются системами автоматического управления освещением – это обеспечит экономию от 25 до 60% потребляемой электроэнергии энергии на освещение.
МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ 135-ЛЕТИЮ М. ТЫНЫШПАЕВА ТРАНСПОРТ В XXI ВЕКЕ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ _____________________________________________________________________________
462
Использование современной осветительной арматуры с рациональными светораспределением, это позволит сэкономить до 30% от электроэнергии, которая затрачивается на освещение. Использование электронной пускорегулирующей аппаратуры (ЭПРА), это позволит сэкономить до 30% от электроэнергии, которая затрачивается на освещение Применение автоматические выключателей для систем дежурного освещения в зонах временного пребывания персонала. Окраска поверхностей кабинетов, аудиторий, коридоров и оборудования в светлые тона для повышения коэффициента использования естественного и искусственного освещения и поможет сэкономить от 1 до 3% электроэнергии, которая обычно тратится на освещение. Содержание светопрозрачных конструкций и осветительных приборов и окон в чистоте, позволяют сэкономить от 3 - 10% электроэнергии, которая затрачивается на освещение. Разбивка большого помещения или аудиторий на световые зоны с отдельными для каждой зоны выключателями, это мероприятие обеспечит экономию электроэнергию от 20 до 50 % от количества электроэнергии, которая затрачивается на освещение.
Уровень естественного солнечного света в обычной аудитории распределяется неравномерно - чем ближе к окну расположены парты, тем более интенсивно они освещены солнечным светом и наоборот. Стандартное искусственное освещение не учитывает эту особенность. Таким образом, когда естественного света недостаточно для удаленного ряда парт, преподаватель обязан включить освещение всей аудитории, в результате чего большую часть времени ближние к окнам ряды парт оказываются излишне освещенными, что приводит к необоснованному расходованию электроэнергии. Повысить эффективность систем освещения аудитории, можно путем установки датчиков постоянной освещенности К2110 на потолке над каждым рядом парт. Этот датчик способен поддерживать заданный уровень освещенности, например, 500 лк, автоматически уменьшая или увеличивая световой поток группы светильников в зависимости от уровня солнечного света, проникающего в класс через окна. В светлое время суток светильники, расположенные ближе к окнам, будут работать с меньшей мощностью и потребляют в 4-6 раз меньше электроэнергии.
Рисунок 2. Автоматическое управление освещением аудитории МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ 135-ЛЕТИЮ М. ТЫНЫШПАЕВА ТРАНСПОРТ В XXI ВЕКЕ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ _____________________________________________________________________________
463
Пример: Соединение светильников в «световую линию» Если в аудиториях ранее было установлено 12 светильников 2х40Вт (два ряда по 6 шт в каждом) с суммарной мощностью 960Вт, то при модернизации можно установить, например, 12 светильников К22-135У с одной лампой на 35Вт (3 ряда по 4 светильника) с суммарной мощностью 420 Вт (12 шт х 35Вт). Применение датчиков постоянной освещенности К2110 уменьшит среднюю мощность ещѐ как минимум на 20%, таким образом мощность, потребляемая системой освещения одной аудитории размером 8,5х6 м (площадь 51м 2 ), составит примерно 336 Вт вместо 960Вт до модернизации ,т.е. в 2,85 раза.
Рисунок 3. Светильники аудиторий, соединяемые в ―световую линию‖ Таким образом, рекомендованные энергосберегающие мероприятия по освещению обеспечат значительную экономию электроэнергии в среднем от 5 до 55 % от количества электроэнергии, которая затрачивается на освещение. Литература
Данилов О.Л., Костюченко П.А. Практическое пособие по выбору и разработке энергосберегающих проектов. Москва, ЗАО «Технопромстрой», 2006.
Давиденко И.В. – профессор, д.т.н., УрФУ (Россия) Жармагамбетова М.С – доцент, к.т.н., Казахская академия транспорта и коммуникаций им. М.Тынышпаева (г. Алматы, Казахстан) Егзекова А.Т. – доцент, к.т.н., Казахская академия транспорта и коммуникаций им. М.Тынышпаева (г. Алматы, Казахстан)
Целями проведения анализа повреждаемости трансформаторного оборудования являются: -
Для заводов-изготовителей - улучшение конструкции трансформаторов за счѐт выявления и переработки проблемных узлов, достоверное определение надѐжности комплектующих и материалов оборудования от различных изготовителей (вводов, РПН и т.п.) и т.д. -
составление списков «надѐжных» и «ненадѐжных» поставщиков оборудования; МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ 135-ЛЕТИЮ М. ТЫНЫШПАЕВА ТРАНСПОРТ В XXI ВЕКЕ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ _____________________________________________________________________________
464
определение основных причин выхода оборудования из строя и их последующее устранение, улучшение работы с персоналом и т.д. Основным назначением тяговых подстанций является надежное обеспечение как тяговых, так и не тяговых потребителей качественной электроэнергией. Из 70-и тяговых подстанций АО «НК «Қазақстан темір жолы» – «Дирекция магистральной сети», находящихся в эксплуатации, 46 подстанций (66%) имеют срок эксплуатации более 25 лет, то есть на этих подстанциях необходимо проводить замену основного оборудования. В 2015 году срок эксплуатации более 25 лет будут иметь 56 подстанций,в 2020 году срок эксплуатации более 25 лет будет иметь 61 подстанция, в 2025 году срок эксплуатации более 25 лет будут иметь 63 подстанции. Основным силовым элементом тяговой подстанции является силовой тяговый трансформатор. Срок службы трансформатора 25 лет. В эксплуатации находится 172 силовых тяговых трансформатора, в том числе трехфазных 95 или 55%, однофазных 71 или 42% и автотрансформаторов 6 или 3%. Срок эксплуатации более 25 лет имеют 93 трансформатора (54%), в том числе трехфазных 64 или 69%, однофазных 25 или 27% и автотрансформаторов 4 или 4%. Имеется 8 неисправных трансформаторов (4,7%), в том числе трехфазных 1 или 13%, однофазных 6 или 74% и1 автотрансформатор или 13%. Анализ силовых трансформаторов, находящихся в эксплуатации более 25 лет и их повреждаемости, целесообразно проводить не только в целом по «Дирекции магистральной сети» АО «НК «ҚТЖ»,но и по дистанциям электроснабжения.К сожалению, на данный момент в большинстве случаев такой анализ не проводится или проводится формально во всех предприятиях энергетической отрасли. Данные отказов трансформаторов и сопутствующие им обстоятельства (изменения режим работы и погодных условий, проведение ремонтных работ и т.д.) пяти-восьми летней давности найти иногда невозможно.Особенно, если трансформатор был демонтирован (из-за ремонтонепригодности, например), а ведь это ценная информация, которую нужно использовать как для анализа повреждаемости оборудования, так и для усовершенствования методов и методик его диагностирования. Одной из причин отсутствия полноценного анализа повреждаемости является отсутствие четкой методики анализа и классификации повреждения. Методика анализа повреждаемости силовых трансформаторов позволяетпроводить многоаспектный анализ повреждаемости для предоставления полной картины ситуации на предприятии, т.е. дистанции электроснабжения. Цель методики - использование результатов такого анализа для совершенствования эксплуатации, диагностирования оборудования и повышение надежности электроснабжения электроподвижного состава, приведение оборудования тяговых подстанций к современным требованиям качества реализация программы энергосбережения, а также для конструктивного диалога с производителями оборудования, комплектующих и материалов. В рамках разработки такой методики создано формализованное описание повреждения, включающее в себя следующие блоки:
характеристики повреждения;
последствия повреждения. Необходимо рассмотреть показатели надѐжности, необходимые для раскрытия данной методики. В [5] приведѐн список основных показателей. Очевидно, что
МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ 135-ЛЕТИЮ М. ТЫНЫШПАЕВА ТРАНСПОРТ В XXI ВЕКЕ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ _____________________________________________________________________________
465
использовать все из них для проведения анализа повреждаемости бессмысленно, так с одной стороны на выходе может быть получена избыточная информация, усложняющая восприятие, а с другой – напрактике всегда не хватает каких-либо сведений для их расчета. Поэтому необходимо выбратьто количествопоказателей, вычисление которых возможно в рамках дистанции электроснабжения и будет наиболее полезно для большинства пользователей. Вот эти показатели: 1.
жүктеу/скачать 8,29 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|