CC BY
148
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №7/2015 ISSN 2410-6070
Влияние этих двух типов волокон на прочность при изгибе цементного камня как видно из гистограмм рис. 4. приводит к выводу о непригодности штапельного волокна для дисперсного армирования цементных бетонов.
Список использованной литературы:
1. Якупов М.И., Морозов Н.М., Боровских И.В., Хозин В.Г. Модифицированный мелкозернистый бетон для возведения монолитных покрытий взлетно-посадочных полос аэродромов. // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2013. № 4. С. 257-261.
2. Хозин В.Г., Морозов Н.М., Мугинов Х.Г. Особенности формирования структуры модифицированных песчаных бетонов. // Строительные материалы. 2010. № 9. С. 72-73.
3. Морозов Н.М., Авксентьев В.И., Боровских И.В., Хозин В.Г. Применение отсевов дробления щебня в самоуплотняющихся бетонах // Инженерно-строительный журнал, №7, 2013. С.26-31.
4. Рабинович Ф.Н. Прогнозирование изменений во времени прочности стеклофиброцементных композитов // Стекло и керамика. 2003. - №2 - С.32-38.
5. Рабинович Ф.Н., Зуева В.Н., Макеева Л.В. Устойчивость базальтовых волокон в среде гидратирующихся цементов // Стекло и керамика. - 2001. - №12 - С.29-32.
6. Кальгин А.А., Сулейманов Ф.Г. Лабораторный практикум по технологии бетонных и железобетонных изделий. - М.: Высш. шк., 1994. - 272 с.
© И.В. Боровских, О.В. Хохряков, Э.Ф. Кашаев, 2015
УДК 621.311
А.В.Виноградов канд. техн. наук, доцент С.Г.Кашеваров магистрант Н.Ю.Павелко магистрант Факультет агротехники и энергообеспечения Орловский государственный аграрный университет г. Орел, Российская Федерация
ПРОБЛЕМА, ЗАДАЧИ И РЕШЕНИЯ ПО ОСУЩЕСТВЛЕНИЮ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОСЕТЕВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Аннотация
Проанализировано состояние распределительных оборудования электросетевого комплекса. Приведена статистика и причины повреждений электрооборудования. Отмечено появление проблем изношенного электрооборудования, специфики его повреждений, трудностей контроля состояния и диагностики. Рассматривается возможность использования информационных систем для поддержки принятия решений.
Ключевые слова
электросетевой комплекс, изношенное электрооборудование, контроль состояния, диагностика повреждений, информационные системы, поддержка принятия решений.
В распределительных электрических сетях, находящихся на балансе операционных компаний ОАО «Россети» - электросетевом комплексе (ЭСК), используются сети напряжением 0,4-110 (220) кВ. Общая протяжённость воздушных (ВЛ) и кабельных линий (КЛ) электропередачи напряжением 0,4-110 (220) кВ составляет 2109693,7 км. Общее количество трансформаторных подстанций (ПС) составляет 461864 единиц, в том числе: напряжением 110-220 кВ - 6884; напряжением 35 кВ - 7304; напряжением 6-20 кВ - 447676. Средняя степень износа электросетевых объектов, включая здания и сооружения, составляет более 70%. В эксплуатации свыше 30 лет находится более 55% ПС. Свыше половины парка силовых трансформаторов требует замены [1, 2]. Под управлением МРСК Центра по состоянию на 31.12.2014 находятся: 379144 км ВЛ
16
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №7/2015 ISSN 2410-6070
(по трассе) и 14259 км КЛ. Один из 11 районов электрических сетей - Орелэнерго эксплуатирует свыше 28460 км линий [3, 4].
В сетях напряжением 6-20 кВ ЭСК происходит в среднем до 30 отключений в год в расчете на 100 км ВЛ и КЛ. В сетях напряжением 0,4 кВ - до 100 отключений в год на 100 км. Причинами повреждений на ВЛ 6-20 кВ являются: изношенность конструкций и материалов при эксплуатации - 18%; климатические воздействия (ветер, гололед и их сочетание) выше расчетных значений - 19%; грозовые перенапряжения -13%; несоблюдение требований эксплуатации, ошибки персонала - 6%; посторонние, несанкционированные воздействия - 16%; невыясненные причины повреждений - 28%. КЛ напряжением 0,4-110 (220) кВ повреждаются по другим причинам: дефекты прокладки - 20%; естественное старение силовых кабелей -31%; механические повреждения - 30%; заводские дефекты - 10%; коррозия - 9% [1, 3, 5]. Наиболее часто встречающимися причинами повреждений электрооборудования (ЭО) ПС являются износ, недостатки эксплуатации и ремонтов, дефекты изготовления [1, 4].
Нарастание объема износа оборудования и низкие темпы его восстановления вводит ЭСК в зону повышенного риска, технологических отказов и аварий не только оборудования, но и систем автоматического регулирования, релейной защиты и противоаварийного управления. ПС с упрощенными схемами эксплуатируются уже более 25 лет. Подобные схемы и установленное электрооборудование в настоящее время устарели и практически выработали свой ресурс, что и является одной из основных причин возникающих технических нарушений при эксплуатации электрических сетей и оборудования электрических подстанций. Старение основных фондов электрических сетей, физический износ высоковольтного оборудования которых приближается к 70 %, привело к появлению проблемы изношенного электрооборудования (ИЭО) [6-8].
Использование ИЭО в ЭСК связано со многими факторами. ИЭО может обладать худшими техникоэкономическими показателями по сравнению с новым ЭО. Для ИЭО характерны специфические виды повреждений, повышенная скорость развития возникающих повреждений, высокая чувствительность к факторам износа. В ИЭО растет доля необратимых изменений, повышается риск продолжения безаварийной работы, увеличивается тяжесть последствий повреждений. При эксплуатации и контроле состяния требуется учет большого количества новых взаимосвязанных показателей, проявляются более глубокие системные связи режимов ЭСК и производственного технологического процесса [9, 10].
Контроль и оценка фактического состояния ЭО ЭСК по результатам диагностических измерений является на сегодняшний день сложной и актуальной задачей. Поэтому в Положении ОАО «Россети» о единой технической политике в электросетевом комплексе [1] силовые трансформаторы, автотрансформаторы и шунтирующие реакторы, отработавшие нормативный срок службы или находящиеся на учащенном контроле с использованием мониторинга и диагностики, должны подвергаться комплексным обследованиям.
В условиях наличия и продолжающегося увеличения доли ИЭО ПС в документе о единой технической политике в ЭСК указывается, что должно обеспечиваться развитие следующих технических и организационных направлений, в частности: реализация программ комплексного обследования ЭО с использованием современных методов и средств, позволяющих на начальном этапе выявлять дефекты, развитие которых способно привести к повреждению ЭО; разработка и внедрения методик, способных спрогнозировать остаточный ресурс ЭО; реализация системы мониторинга технического состояния основных элементов электрических сетей; развитие методического и программного обеспечения организации расследования технологических нарушений, сбора, учета и анализа информации для оптимизации надежности ЭО; применение сбалансированного подхода к планированию и организации ремонтов с учетом условий эксплуатации, фактора надежности, фактического срока службы ЭО, затрат на проведение ремонта [1, 11-14].
Современные ЭСК характеризуются большим количеством составляющих элементов, значительным числом контролируемых показателей, сложностью и широким диапазоном скоростей протекающих процессов. Это приводит к увеличению количества плохо формализуемых задач, которые нельзя решать с помощью традиционных моделей, описываемых классическими линейными, нелинейными и в частных производных дифференциальными уравнениями. Очевидно, что большинство проблем поддержки
17
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №7/2015 ISSN 2410-6070
функционирования ИЭО ЭСК имеет информационный характер. Поэтому для систем автоматического управления новым направлением совершенствования их функционирования является применение интеллектуальных систем, основанных на эвристическом подходе в решении задач управления [15-20].
Интеллектуальные системы (ИС), использующие технологию искусственного интеллекта, основаны на следующем принципе: какая-то часть знаний, имеющихся в индивидуальном опыте людей, моделях, литературе и др., выделяется из общей информационной картины, затем обогащается опытом экспертов и в концентрированном виде направляется к лицу, принимающему решение (ЛИР). Переходя на уровень знаний в структуре принятия решений, ЛИР получает возможность для расширения круга задач - исключается необходимость в использовании развитой теории объекта, но осуществляется моделирование действий экспертов при решении задач из предметной области. Созданные условия способствуют проникновению новой информационной технологии в электроэнергетику для управления сложными техническими системами [22-24].
Практические ИС предназначены для решения прикладных задач и состоят из интеллектуальных баз данных (БД), гипертекстовых, расчетно-логических и специализированных систем, нейронных сетей и роботов, интеллектуальных обучающих и экспертных систем (ЭС). Наибольшее распространение среди интеллектуальных систем получили ЭС, содержащие их основные компоненты. ЭС - это программа для ЭВМ, которая моделирует рассуждения экспертов и служит для решения задач в определенной предметной области. Архитектура ЭС включает следующие основные компоненты ИС: интерфейс, решатель (называемый интерпретатором или машиной логического вывода), базу знаний (БЗ), компонент объяснения и др.
Интерфейс является совокупностью технических и программных средств для обеспечения диалога пользователя с ЭВМ как на естественном языке (например, с использованием окон, меню и анкет), так и с помощью изображений (схем, чертежей и их отдельных фрагментов). Дружественный интерфейс помогает ЭС оформить сделанные логические выводы и заключения, объясняя ЛИР схему выработки рекомендаций.
Решатель предназначен для пооператорного формирования логических выводов. ЛИР через интерфейс задает начальный набор конкретных фактов и устанавливает набор свойств объекта для вычисления ЭС. Решатель находит в БЗ правила, способные вычислить эти значения, затем проверяет условия правил и, в случае их выполнения, полученный результат становится значением искомой цели.
БЗ служит для представления в ЭВМ знаний и состоит из программных средств, обеспечивающих поиск, хранение, преобразование и запись в памяти ЭВМ структурированной информации.
Компонент объяснения отвечает на вопросы «как?», «почему?», на профессиональном языке раскрывает пользователю путь получения интеллектуального решения и обосновывает действия, предпринятые для его получения.
Работа ЭС заключается в следующем [22, 24]. Интерфейс переводит входные данные, полученные на естественном языке от ЛИР, либо модифицированные аналоговые данные от датчиков на внутренний язык системы. Данные на языке системы поступают в оперативную память. Решатель на основе этих данных и знаний из БЗ формирует решение задачи и направляет в интерфейс. Интерфейс преобразует сообщения системы с внутреннего системного языка на естественный язык ЛИР. Если ответ ЭС не понятен ЛИР, то он задает через компонент объяснения нужный вопрос. ЭС дает объяснение на естественном языке.
ЭС являются новым источником знаний, обладающим способностью комбинировать информацию, формировать смысловое заключение и обучаться - их решения обладают «прозрачностью», т.е. могут быть объяснены пользователю на качественном уровне (в отличие от решений, полученных с помощью числовых алгоритмов, и в особенности от решений, полученных с помощью статистических моделей). Это качество ЭС обеспечивается их способностью рассуждать о своих знаниях и заключениях. Они подобно книгам предназначены для широкого многократного повторения знаний и опыта экспертов с целью обеспечения менее квалифицированных пользователей нужным советом как бы от самих экспертов в нужное время и в нужном месте. ЭС не составляют альтернативы традиционным подходам, а лишь дополняют их, поднимая на более совершенный уровень. Например, при диагностике замыкается весь цикл от получения первичной информации и оценки состояния объекта до принятия решения о необходимых действиях. ЭС способны конструировать знания путем построения новых на основе старых. Новая модель может сложиться из
18
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №7/2015 ISSN 2410-6070
постоянно накапливаемой информации, из информации, в которой новые знания явно не присутствуют или находятся на интуитивном уровне у экспертов. ЭС являются средством, осуществляющим помощь в принятии решений, и эффективны там, где нужна поддержка с использованием неформальных знаний. ЭС ориентированы на решение широкого круга задач в неформализованных областях. Используемые знания значительнее и глубже некоторого среднего уровня знаний в данной предметной области. ЭС предназначены для диалоговой работы с ЛПР, не имеющими навыков программирования, в рамках их профессионального опыта. ЭС предназначены для адаптации ЭВМ к человеку; повышают уровень профессиональной культуры, особенно в тех областях, где нет возможности быстро готовить специалистов, недостаточно экспертов в рассматриваемой проблемной области. Благодаря высокой надежности и консервативности предметной области, экспертные системы ориентированы на длительную эксплуатацию, что поможет снизить остроту проблемы ИЭО, осуществляя поддержку в решении задач контроля состояния элетросетевого оборудования. Список использованной литературы:
1. Положение ОАО «Россети» о единой технической политике в электросетевом комплексе. М.: ОАО «Россети», 2013. 196 с.
2. Политика инновационного развития, энергосбережения и повышения энергетической эффективности ОАО «Россети». М.: ОАО «Россети», 2014. 39 с.
3. Кашеваров С.Г. Анализ технических и организационных решений контроля силовых кабельных линий электропередачи // Международный научный журнал Инновационная наука, 2015. № 5. С. 79-82.
4. Павелко Н.Ю. Обзор технических и организационных мероприятий контроля электрооборудования подстанций // Международный научный журнал Инновационная наука, 2015. № 5. С. 114-116.
5. Кудряков А.Г., Сазыкин В.Г., Холодняк С.В. Техническое состояние агропромышленных кабельных линий напряжением 6-10 кВ // Актуальные проблемы энергетики АПК: Материалы V Международной научнопрактической конференции (апрель 2014). Саратов: Буква, 2014. С. 174-178.
6. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Проблема и виды износа электрооборудования // Путь науки, 2015. № 2. С. 36-38.
7. Koudriakov A.G., Sazykin V.G. Causes of worn out electrical equipment // The Third International Conference on Eurasian scientific development. Vienna, 2014. Р. 153-156.
8. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г., Пронь В.В. Анализ проблем и возможностей эксплуатации изношенного электрооборудования // Сборник по материалам Международной научно-практической конференции: в 4 частях. М.: ООО «АР-Консалт», 2014. С. 145-147.
9. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Аспекты влияния изношенного электрооборудования на электрохозяйство // Путь науки, 2015. № 3. С. 46-50.
10. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Нормативные и технические аспекты износа электрооборудования // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2015. № 3. С. 14-17.
11. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г., Нетребко С.А. Теоретический и практический аспекты повышения надежности кабельных линий электропередачи // Актуальные вопросы технических наук: Теоретический и практический аспекты. Уфа: Аэтерна, 2014. С. 127-154.
12. Кудряков А.Г., Сазыкин В.Г., Сильченков А.С. Профилактические испытания кабельных линий (КЛ) // Материалы IV международной научно-практической конференции. North Charleston: SC, USA, 2014. С. 125131.
13. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г., Николаев А.М. Организация технического диагностирования силовых кабелей неразрушающими методами // Материалы V международной научно-практической конференции. Том 2. - North Charleston: SC, USA, 2014. С. 118 -120.
14. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Перспективы совершенствования системы технического обслуживания и ремонта изношенного электрооборудования // Путь науки, 2015. № 4. С. 18-21.
15. Алиев Р.А., Церковный А.Э., Мамедова Г.А. Управление производством при нечеткой исходной информации.- М.: Энергоатомиздат, 1991.
16. Сазыкина О.В., Кудряков А.Г., Сазыкин В.Г. Оценка, прогнозирование и мониторинг потенциала производственной системы // Путь науки, 2014. № 10. С. 52-54.
19
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №7/2015 ISSN 2410-6070
17. Сазыкина О. В., Кудряков А. Г., Сазыкин В. Г. Организация нейросетевого прогнозирования хозяйственной деятельности предприятия // Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции. - М.: ООО «АР-Консалт», 2014. С. 95-97.
18. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Упорядочение данных, используемых для управления электрохозяйством // Международный академический вестник, 2014. № 6. С. 43-48.
19. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Методы представления и использования знаний в информационной технологии поддержки функционирования электрооборудования // Международный академический вестник, 2015. № 1. С. 139-142.
20. Монич А.И., Кудряков А.Г., Сазыкин В.Г. Некоторые задачи оперативного контроллинга в условиях эксплуатации изношенного оборудования // Перспективы развития науки и образования: Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции (30 декабря 2014 г.): в 8 частях. Часть IV. М.: «АР-Консалт», 2015. С. 63-65.
21. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г. Этапы развития стратегий и информационных систем управления производственными активами // Путь науки, 2015. № 5. С. 18-21.
22. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г., Пронь В.В. Состав и структура уровней АСУэнерго, оснащенных системами поддержки принятия решений // Материалы II Международной научно-практической конференции (24-25 ноября 2014). Уфа: РИО ИЦИПТ Омега Сайнс, 2014. С. 127-132.
23. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г., Пронь В.В. Информационная модель поддержки обслуживания силовых трансформаторов районных подстанций // Актуальные проблемы энергетики АПК: Материалы V Международной научно-практической конференции (апрель 2014). Саратов: Буква, 2014. С. 291-294.
24. Сазыкин В.Г., Кудряков А.Г., Пронь В.В. Экспертная система для мониторинга и диагностики силовых трансформаторов // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения, 2014. № 12. С. 21-24.
© А.В. Виноградов, С.Г. Кашеваров, Н.Ю. Павелко, 2015
УДК 608.4
И.П. Гусев
Бакалавр
Направление «Информатика и вычислительная техника»
НИУ «МИЭТ» г. Зеленоград, Российская Федерация
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОГРАММИРУЕМОГО ЛОГИЧЕСКОГО
КОНТРОЛЛЕРА.
Аннотация
В работе исследованы основные принципы работы программируемых логических контроллеров и проведено функциональное проектирование такого устройства.
Abstract
This article contains basic principles of programmable logic controllers operation and functional design of such a device.
Ключевые слова
программируемый логический контроллер, функциональная схема, автоматизированная система
управления
Keywords
programmable logic controller, functional diagram, automatic control system
20
