Представление систем электроснабжения многоуровневой таблицей

2. Базыль И.М. Повышение эффективности функционирования электротехнических устройств электропитающих систем, обеспечивающих снижение потерь электрической энергии: диссертация канд. техн. наук. Тула, 2015. 108 с.

3. Артемьев А.В., Савченко О.В. Расчет, анализ и нормирование потерь электроэнергии в электрических сетях: Руководство для практических расчетов. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004. С. 280.

4. Железко Ю.С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: Руководство для практических расчетов. М.: ЭНАС, 2009. С. 56.

5. Шойимова С.П. Потери электроэнергии и способы борьбы с ними // Молодой ученый, 2015. №23. С. 278-280.

Базыль Илья Михайлович, канд. техн. наук, доцент, energy@tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Ключникова Алина Юрьевна, студент, energy@tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

REDUCTION OF ELECTRICAL ENERGY LOSS AS MEANS OF INCREASING THE EFFICIENCY OF ELECTRIC PO WER SYSTEMS

I.M. Bazyl, A. Y. Klyuchnikova

The main types of electric energy losses and ways to reduce them to improve the efficiency of power supply systems are considered. Reducing energy losses in electrical networks to a minimum level is one of the important areas of energy efficiency.

Key words: electric power, energy sources, electric network, network loads, energy power, electric power loss.

Bazyl Ilya Mikhailovich, candidate of technical science, docent, energy@tula. ru, Russia, Tula, Tula state University,

Klyuchnikova Alina Yurievna, student, energy@tula. ru, Russia, Tula, Tula state University

УДК 621.3

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ МНОГОУРОВНЕВОЙ ТАБЛИЦЕЙ

Е.П. Зацепин

Дается описание представления системы электроснабжения в виде многоуровневой таблицы, которая позволяет четко описать функционирование не только отдельной единицы оборудования, но и всей системы в целом.

Ключевые слова: системы электроснабжения, уровни, электрическое оборудование, наработка на отказ, электродвигатель, выключатель, трансформатор, линия.

Системы электроснабжения отображаются в виде схем. Когда необходимо оценивать эффективность функционирования систем, устанавливать их безотказность, а это связано с делением систем на уровни, то более приемлемым является

161

использовать таблицы. Возможно это на основе теории импульсных потоков. Параметры, представленные в таблице, позволяют описывать функционирование, как отдельной единицы оборудования, так и системы в целом. Обслуживание оборудования осуществляется по принятой вероятности безотказной работы. Она соответствует определенной наработке на отказ оборудования. Каждой длительности наработки отвечает определенное значение вероятности безотказной работы. Противоположным событием вероятности безотказной работы является вероятность проведения профилактических ремонтов. Это позволяет определять их длительность и частоту, которая равна обратной величине суммы наработки и длительности ремонтов. В результате оказывается возможным управление безотказностью оборудования и системы в целом.

В качестве примера рассматривается система электроснабжения «Комбината Панельного Домостроения». С ее помощью осуществляется питание электрических двигателей двадцати восьми рабочих машин. К ним относятся: шесть дробилок СМД-108; шесть бетономешалок ВТМ70; восемь насосов К 65-50-160; четыре вибростола СМЖ-1876-3; четыре бетонораздатчика БТМ-324. Для упрощения анализа функционирования схемы электроснабжения целесообразно разделить ее на уровни. Количество уровней является условным. Это зависит от сложности схемы и рассматриваемых вопросов анализа. В нашем случае схема разделена на шесть уровней. Первый уровень состоит из электрических двигателей. Это два двигателя типа АД АИР200Ь4, четырнадцать - типа АД АИР200Ь3 и двенадцать типа АД АИР100Ь2. Второй уровень для каждого двигателя состоит из пускателя типа ПМА-1230 (ПМА-3000, ПМА-4560), автоматического выключателя типа ОУ3Р131 (ОУ3Р145), кабельной линии марки ВВГнг 3^10, длинойЬ=20-40 м. Тип пускателя и автоматического выключателя выбираются с учетом мощности двигателей рабочих машин. При этом минимальная длина кабельных линий 20 м., максимальная - 40 м. Третий уровень представляют трансформаторы типа ТМ-100/6/0,4, рубильники типа РС-36, и секция шин. Всех таких соединений шесть. От каждого такого соединения запитано от трех до шести двигателей. Шесть соединений электрооборудования, как и третий уровень, представляет четвертый уровень. Он состоит из выключателя типа ВВ/ТБЬ-10-20/1000, кабельной линии марки АПвВвнг-ЬБ-6 1^120/35, длиной от 400 м. до 550 м. и выключателя типа ВВ/ТБЬ-10-20/1000. Пятый уровень это: выключатель типа ВГТ-110-40/2000, силовой трансформатор типа ТДН-10000/110, выключатель типа ВГТ-6/2000 и секция шин подстанции. Таких соединений в электрической схеме два. Два соединения отображает и шестой уровень, который представляет разъединитель типа РНДЗ-2-110/1000.

Технологическое и электрическое оборудование комбината

Наименование технологического оборудования Наименование уровня

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4 5 6 7

Дробилка СМД-108 АДАИР200Ь 4 Пускатель ПМА-3000; Автоматический выключатель ОУ3Р131; Кабельная линия ВВГнг3х10 Ь= 40 м. Транс-фор-маторТМ-100/6/0,4; Рубильник РС-36; Секция шин. Выключатель ВВ/ТБЬ-10-20/1000; Кабельная линия Ь=520 м АПвВнг-Ь8-6 1х120/35; Выключатель ВВ/ТБЬ-10-20/1000. Выключатель ВГТ-110-40/2000; Трансформатор ТДН-10000/110 Выключатель ВГТ-6/2000; Секция шин Разъедени-тель РНДЗ-2-110/1000.

—1— АД АИР100Ь2 —1—

Дробилка СМД-108 —1— —1—

Насос К 65-50-160 —1— —1—

Продолжение

1 2 3 4 5 6 7

Бетономешалка АД

BTM70 АИР200L3 1

—1— —1— Пускатель-ПМЛ-1230; Автоматический выключатель GV3P145; Кабельная линия ВВГнг 3х40L= Трансформатор ТМ-1606/0,4; Рубильник РС-36; Секция шин. тель BB/TEL-10-20/1000; Кабельная линия L=500 м АПвВнг^-6 1x120/35; Выключатель BB/TEL-10-

50 м.

20/1000

Бетономешалка

BTM350 1 1

Пускатель-ПМЛ-1230;

Автоматиче-

Насос К 65-50-160 АД АИР100L2 ский выключатель GV3P145; Кабельная Выключа-

линия ВВГнг3х10 L= 120 м Пускатель-ПМЛ-1230; Автоматиче- тель BB/TEL-10-20/1000; Кабельная линия L=200 м. АПвВнг^-6 1x120/35; Выключа-

Вибростол СМЖ-187Б АД АИР210L3 —1— ский выключатель

Пускатель-ПМЛ-1230; Автоматический выключа- GV3P145; Кабельная линия ВВГнг 3х10 L=

тель GV3P145; Кабельная линияВВГнг 3х10 L= 25 м 120 м BB/TEL-10-20/1000.

Бетонораздат-

чик —1— —1—

БТМ-324

Насос К 65-50-160 АДАИР100L 2 —1—

ПускательП-МА-3000; Выключа-

Дробилка СМД-108 АДАИР200L 4 Автоматический выключатель GV3P131; Кабельная линия ВВГнг3х10 L= 30 м. Трансформатор ТМ-100/6/0,4; Рубильник РС-36; Секция шин. тель BB/TEL-10-20/1000; Кабельная линия L=520 м АПвВнг^-6 1x120/35; Выключатель

—1— АДАИР100L 2 —1— ВГТ-110-40/2000; Разъедени-тель

Насос Трансформа-

К 65-50-160 1 1 тор ТДН-10000/110 Выключатель РНДЗ-2-110/1000.

Бетономешалка BTM70 АД АИР200L3 —1— Выключа-

тель

Бетономешалка BTM350 —1— Пускатель-ПМЛ-4560; Автоматический выключатель GV3P145; Кабельная линия Трансформатор ТМ-1606/0,4; Рубильник РС-36; Секция шин BB/TEL-10-20/1000; Кабельная линия L=400 м АПвВнг^-6 1x120/35; Выключатель BB/TEL-10- ВГТ-6/2000; Секция шин

ВВГнг 3х25L= 20 м.

20/1000

Окончание таблицы

1 2 3 4 5 6 7

ПускательПМЛ-1230;

Автоматический

Насос К 65-50-160 АД АИР100Ь2 выключатель ОУ3Р145; Кабельная линия ВВГнг3х10 Ь= 40 м.

Вибростол СМЖ-187Б АД АИР210Ь3 —1— Выключатель ББ/ТБЬ-10-

Вибростол СМЖ-187Б —1— —1— Трансформатор 20/1000; Кабельная

Бетонораздат-чик БТМ-324 —1— —1— ТМ-1606/0,4; Рубильник линия Ь=400 м

РС-36; АПвВнг^-

Насос К 65-50-160 АД АИР100Ь2 —1— Секция шин 6 1х120/35; Выключатель ББ/ТБЬ-10-20/1000

Если рассматривать схемы питания отдельных приемников, то они аналогичны. В качестве примера рассмотрим питание одного приемника. Пусть этим приемником является дробилка СМД-108. На первом уровне находится асинхронный двигатель АИР 200Б4. Далее, на втором уровне, располагаются: пускатель ПМА-3000, автоматический выключатель ОУ3Р131, кабельная линия ВВГнг 3х10 длинной 40 м.

Третий уровень включает трансформатор ТМ-160/6/0,4, рубильник РС-36, а так же секцию шин оборудования. На четвертом уровне находятся: выключатель ББ/ТБЬ-10-20/1000, кабельная линия Ь=520 мАПвВнг-ЬБ-б 1х120/35, выключатель ББ/ТБЬ-10-20/1000. Пятый уровень состоит из выключателя ВГТ-110-40/2000, трансформатора ТДН-40/2000, трансформатора ТДН-10000/110, выключателя ВГТ-6/2000 и секции шин. На шестом уровне находится разъединитель РНДЗ-2-110/1000.

Для наглядности приведена таблица, в которой отображено технологическое и электрическое оборудование в зависимости от уровня системы электроснабжения.

Работа выполнена в рамках научного проекта № 17-48-480083 при финансовой поддержке РФФИ и администрации Липецкой области.

Список литературы

1. Зацепина В.И., Шилов И.Г., Мамонтов А.Н. Система динамического подавления амплитудно-фазных искажений напряжения // Вести вузов Черноземья, 2010. №1. С. 14-17.

2. Шпиганович А.А. Современное состояние вопроса безотказности систем электроснабжения. Липецк: ЛГТУ, 2012. 79 с.

3. Шпиганович А.Н., Шпиганович А. А., Пушница К. А. Повышение безотказности кислородно-конверторных производств путем улучшения защит систем их электроснабжения от коммутационных перенапряжений // Сталь, 2015. № 6. С. 55-57.

4. Шпиганович А.Н., Шпиганович А.А. Оценка эффективности безотказности систем // Вести вузов Черноземья, 2013. №1. С. 25-33.

5. Шпиганович А.Н., Зацепина В.И., Корченова Т.А. Аспекты расчетов параметров электрических установок по условиям подобия // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока, 2008. №2. С. 232-235.

6. Шпиганович А.Н., Шпиганович А.А., Зацепина В.И., Зацепин Е.П. Случайные импульсные потоки к анализу и синтезу многоуровневых систем: учебное пособие. Липецк: ЛГТУ, 2017. 308 с.

Зацепин Евгений Петрович, канд.техн. наук, доцент, kaf-eo@stu. lipetsk. ru, Россия, Липецк, Липецкий государственный технический университет

PRESENTATION OF ELECTRICAL SUPPLY SYSTEMS MULTILEVEL TABLE

E.P. Zatsepin

The article describes the representation of the power supply system in the form of a multi-level table that allows to clearly describe the functioning of not only a separate piece of equipment, but the entire system as a whole.

Key words: power supply systems, levels, electrical equipment, time between failures, electromotor, switch, transformer, line.

Zatsepin Evgeniy Petrovich, candidate of technical science, docent, kaf-eo a stu. lipetsk. ru, Russia, Lipetsk, Lipetsk State Technical University

УДК 621.3

ДЕЙСТВИЕ ПЕРЕМЕННОГО ПОЛЯ ЛАЗЕРНОГО ЛУЧА НА ИЗОЛЯТОРЫ МОТТА

И.М. Базыль, К. А. Карасева

Рассмотрен принцип деления всех веществ на проводники, полупроводники и диэлектрики. Показаны особенности диэлектриков Мотта, переход данных диэлектриков в проводники, а также их область применения. Описан метод исследования изменения состояния электронов - спектроскопия высоких гармоник.

Ключевые слова: зонная теория твердых тел, диэлектрики, проводники, изоляторы Мотта, моттовские диэлектрики.

Все вещества в зависимости от их электрических свойств относят к диэлектрикам, проводникам или полупроводникам. Различия между каждым из них наиболее наглядно можно показать с помощью энергетических диаграмм зонной теории твердых тел.

е

рш« ^Зона^проводимости^ Запрещенная зона '/W//SWS/////S/// ^Зона проводимости^ ///////А-//////////!

шшшш. Запрещенная зона

'ШШМШЯ

виви

Металл Полупроводник Диэлектрик

Рис. 1. Энергетические диаграммы зонной теории твердых тел

Исследование спектров излучения различных веществ в газообразном состоянии, при котором атомы расположены относительно друг друга на больших расстояниях, показывает, что атомы каждого вещества имеют вполне определенные спектральные линии, что говорит о наличии определенных энергетических состояний (уровней) для разных атомов.