Материалы всероссийской научно-технической конференции Автоматизир

выключатель подключается силовой конденсатор емкостью ДС. Управ­ ление выключателем осуществляют с помощью командоаппарата КА. На микропроцессорное устройство МП поступают сигналы с измери­ тельных трансформаторов, где после аналого-цифрового преобразования происходит вычисление суммарной мгновенной и активной мощности линии до подключения конденсатора и затем производится запоминание значения мощности. После подключения добавочной емкости снова вы­ числяется значение суммарной мгновенной и активной мощности и в конечном итоге вычисляется приращение активной мощности рас­ сеяния в сопротивлениях изоляции. Одновременно вычисляется показа­ тель изменения напряжений, и далее на выходе устройства получают значение сопротивления изоляции фазы относительно земли Rm.

Рис. 1. Принципиальная схема распределительной сети и функциональная схема устройства контроля изоляции

Одним из вопросов, который необходимо решить при разработке и применении нового устройства для контроля сопротивления изоля­ ции фаз относительно земли, является обоснование выбора величины дополнительной емкости ДС, применяемой для создания в сети пред­ намеренной несимметрии напряжений фаз относительно земли.

В распределительных кабельных сетях напряжением 6 кВ калий­ ных предприятий Верхнекамского месторождения, работающих в режиме с изолированной нейтралью, емкостной ток однофазного

замыкания на землю

3 на отдельных секциях шин распредустройств

достигает значения 5-25 А и более. Для этих условий величина

суммарной емкости одной фазы относительно земли электрически свя­ занной сети (мкФ) может быть определена по выражению

/озз(1) _106ш_

ф1 ЗС.со

где /озз - емкостной ток однофазного замыкания на землю, А;

£/ф = 3470 - фазное напряжение сети, В; со = 314 - круговая частота, с-1

Для приведенных величин	суммарная емкость фазы отно­
сительно земли (мкФ) будет соответствовать интервалу значений
Сф1 = 1,53...7,65,		(2)
Для определения величины	напряжения смещения	нейтрали

в трехфазной сети с изолированной нейтралью можно воспользовать­ ся известным выражением

(3)

YA +YB +YC

где UA,UB,UC - комплексные значения фазных напряжений; YA, YBi

Yc - комплексы полных проводимостей фаз на землю.

В симметричной трехфазной сети величины фазных напряжений равны между собой. Также одинаковыми можно считать комплексные значения полных проводимостей фаз на землю. При таких условиях напряжение смещения нейтрали будет равно нулю. Активная прово­ димость изоляции фазы дизф = 1/Лиз.ф намного меньше емкостной

проводимости. Если ею пренебречь, то с учетом подключения допол­ нительной проводимости АС к одной из фаз, например к фазе А, можно считать, что

Уа = 7 ( С ф 1 + Л С ) ; Ув = ¥с = ф ! • ( 4 )

Тогда выражение (3) можно представить

(5)

На основании формулы (5) для практического определения ве­ личины АС для конкретной сети можно использовать расчетную за­ висимость, приведенную на рис. 2.

Эта зависимость позволяет выбрать величину АС при желаемой ве­ личине напряжения смещения нейтрали U0 и известной суммарной ем­

кости Сф1. По графику видно, что для большего напряжения смещения

нейтрали требуется большая величина АС. Это будет повышать точность измерения сопротивления изоляции. Однако если принять значение до­ полнительной емкости, подключаемой к одной фазе, очень большой величины (что соответствует «глухому» металлическому замыканию), то напряжения двух других фаз примет значение линейного. В таком слу­ чае значительная несимметрия напряжений может привести к пробою ослабленной изоляции, поэтому выбор подключаемой дополнительной емкости является важной задачей при применении нового устройства.

Рис. 2. Расчетная зависимость для определения величины дополнительной емкости

Для функциональной схемы при разработке устройства важен также выбор элементов управления выключателем - реле времени РВ и командоаппарата КА, обеспечивающих необходимый алгоритм подключения дополнительной емкости АС и работу вычислительного модуля МП. Разрабатываемое устройство для контроля сопротивле­ ния изоляции можно будет использовать для систематического при­ менения в распределительной сети. В результате обработки и анализа данных о величине /?из всех контролируемых линий сети можно будет осуществлять диагностику состояния изоляции, прогнозировать на­ дежность и безопасность системы электроснабжения.

Библиографический список

1.Плащанский Л.А. Основы электроснабжения горных предпри­ ятий. - М.: Изд-во Моек. гос. горн, ун-та, 2006. - 499 с.

2.Шнейдер Электрик [Электронный ресурс]. - URL: www.schneider-electric.ru (дата обращения: 15.04.2015).

3.Пат. РФ № 2478975. Способ контроля состояния изоляции

втрехфазной электрической сети / М.Л. Сапунков [и др.]; опубл.

10.04.13, Бюл.№ 10.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МУЛЬТИСЕРВИСНОЙ СЕТИ ПРЕДПРИЯТИЯ

Студент гр. КРЭС-10 А.Ф. Басов

Научный руководитель - канд. техн. наук, доцент В.В. Киселев Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Одним из важнейших условий успешного развития крупного предприятия является наличие современной сети передачи данных, обеспечивающей передачу различных видов трафика.

Встатье представлены результаты проектирования современной мультисервисной сети (МС) крупного промышленного предприятия.

Внастоящее время на данном предприятии отсутствует единая информационная сеть, обеспечивающая обмен информацией между подразделениями. Передача данных осуществляется на локальных участках. Недостатком существующей сети является такое отсутст­ вие замыкания линий связи в кольцо, что не позволяет создать высо­ конадежную сеть с резервированием.

Проектируемая мультисервисная сеть обеспечивает:

-подключение УАТС зданий 1, 7 и И к центральному узлу на подстанции (п/ст) 26 потоком Е1;

-соединение локальных сетей цехов с головным зданием п/ст 26 потоком Fast Ethernet;

-передачу данных охранно-пожарной сигнализации, видеокон­ ференции, телеметрической информации потоком Е1.

Спроектированная сеть имеет кольцевую структуру, что обеспечи­ вает резервирование, имеющее время восстановления порядка 50 мл/с.

Структурная схема МС представлена на рис. 1.

Все подразделения объединены потоком STM-4, при этом в каж­ дом подразделении осуществляется вывод необходимого количества каналов Е1 и FE. На подстанции 26 устанавливается система сетевого управления (ССУ).

По результатам анализа объема передаваемого трафика была вы­ брана SDH-технология, которая имеет следующие преимущества:

-обеспечивает достаточно высокие скорости передачи информации;

-характеризуется эффективной схемой мультиплексирования;

В результате проведенного анализа оборудования в качестве мультиплексирующего оборудования для SDH-сети выбраны оптиче­ ские мультиплексоры Alcatel 1642 EMUX.

Эти устройства являются наиболее доступными по цене среди оптических мультиплексоров, оптимизированных для использования в сетях SDH, и по своим характеристикам соответствуют требовани­ ям технического задания.

Для повышения надежности и защищенности передаваемых данных была спроектирована система мониторинга ВОЛС МС пред­ приятия. Назначением системы мониторинга является организация непрерывного контроля состояния оптико-физических характеристик ВОЛС МС и обеспечение, тем самым, своевременного принятия мер по предупреждению и устранению аварий.

Структурная схема системы мониторинга представлена на рис. 2.

Рис. 2. Структурная схема мониторинга

Система мониторинга является системой удаленного тестирова­ ния волокон RFTS (Remote Fiber Test System).

Система RFTS позволяет реализовывать различные схемы и ме­ тоды наблюдения за состоянием волокон и волоконно-оптическим кабелем (ВОК). Как показывает практика, свыше 90 % неисправно­ стей ВОК обусловлены некачественными коннекторами (муфтами, сплайс-пластинами, соединительными шнурами), некачественной сваркой волокон, перегибами с недопустимо малым радиусом, по­ вреждениями ВОК в процессе эксплуатации. Данные дефекты пора­ жают все волокна ВОК и обнаруживаются, если тестируется хотя бы одно оптическое волокно в кабеле. Для увеличения точности в проек­ те тестируется два волокна в кабеле.

Вследствие изложенного выше в системе мониторинга прово­ дится контроль двух активных волокон, на которых реализована МС. Тестирование активных волокон проводится на длине волны излуче-

ния (1625 нм) вне диапазона рабочих длин волн (1310 нм) и никак не влияет на качество передачи рабочего трафика.

Для разделения рабочего и зондирующего сигнала активных во­ локон в узлы с активным оборудованием МС устанавливаются спек­ тральные мультиплексоры WDM (Wavelength Division Multiplexer).

В качестве оборудования для создания системы мониторинга выбрано оборудование компании EXFO, являющейся на настоящий момент мировым лидером в производстве измерительной аппаратуры для ВОЛС.

В качестве блока RTU системы мониторинга выбран блок кон­ троля Fiber Guardian p/n FG-720-004M-16-58-AC-RK19-00 в составе:

- управляющий модуль тестирования ТНС (Test Head Controller), включающий в себя центральный модуль управления тес­ тированием TSC;

- оптический модуль тестирования ОТН (Optical Test Head), включающий в себя одномодовый рефлектометрический модуль OTDR и оптический переключатель OTAU на 16 портов FC/APC.

Для создания мультисервисной сети предприятия в ходе проек­ тирования были решены такие следующие задачи: спроектированы линейные сооружения, обеспечивающие замыкание сети ВОЛС в ко­ льцо, разработаны схемы размещений и установки оборудования, схемы подключений соединений, разработаны схемы электропитания и заземления оборудования.

Таким образом, в докладе представлен такой проект МС, которая обеспечивает скорость передачи потоков и информации на уровне STM-4, наличие необходимых протоколов связи, наличие резервиро­ вания и мониторинга оптических волокон при относительно невысо­ кой стоимости всей сети.

Библиографический список

1.Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологи, протоколы. - СПб.: Питер, 2001.

2.Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи. - М.: Тех­ носфера, 2003. - 590 с.

3.Киселев В.В., Гайнуллин Р.Р. Система мониторинга ВОЛС корпоративной сети [Электронный ресурс] // Вестник Пермского на­ ционального исследовательского политехнического университета. - 2010. - URL: http://vestnik.pstu.ru (дата обращения: 05.04.2015).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИНЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МЕТОДОМ ТЕРМОГРАВИМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Студент гр. КТЭИ-10 А.А. Батуев

Научный руководитель - канд. техн. наук, доцент Е.В. Субботин Пермский национальный исследовательский политехнический университет

На сегодняшний день полимерные материалы широко применя­ ются при производстве кабельных изделий. Следует отметить, что при использовании полимеров в качестве изоляции провода очень ценной является возможность быстро прогнозировать длительные сроки службы изделия. Однако на сегодняшний день появляется всё больше и больше полимерных композиций, обладающих высокой термостабильностью. В связи с этим прогнозирование с использова­ нием традиционных методов [1] занимает очень много времени. Та­ ким образом, если отсутствуют жесткие требования, желательно применять более практичные методы.

Термогравиметрический анализ (ТГА), который позволяет от­ слеживать изменения веса материала в зависимости от температуры, предлагает жизнеспособную альтернативу термическому старению. Одной из ключевых процедур при этом является определение кине­ тических параметров: энергии активации и предэкспоненциального множителя. При проведении термогравиметрического анализа эти параметры могут определяться разными методами. В данной работе рассмотрен метод Флинна и Уолла [2], на который опирается ASTM Е1641 [3] и модулированная термогравиметрия [4].

Для проведения экспериментов использовался термогравимет­ рический анализатор Discovery TGA (рис. 1).

Рассмотрим метод Флинна и Уолла на примере полиэтилена вы­ сокой плотности 271-274.

Нагрев производился в атмосфере азота. Масса образцов состав­ ляла 4 мг. Выполнялось четыре эксперимента на различных скоро­ стях нагрева (1; 2; 5; 10 °С/мин).

Рис. 3. Кривые потери веса на различных скоростях нагрева

Рис. 4. Зависимость логарифма скорости нагрева от 1000/К при различных уровнях конверсии

Следующим шагом в методе Флинна и Уолла является расчет энергии активации Е по формуле

R dlogP