Применение вейвлет-анализа в электроэнергетике

привести параметры послеаварийного режима в соответствии с допустимыми. Рассмотрим возможные варианты аварийной работы сети [1].

Короткое замыкание наблюдается, когда ток кратковременно достигает значений, превышающих номинальное в 10 и более раз. При этом тепло, выделяемое при прохождении тока через проводник, достигает значений, превышающих нормальное в 100 и более раз. КЗ является следствием замыкания фазного и нулевого проводников в однофазной цепи (фазного и фазного/нулевого проводников - в трёхфазной цепи). Последствия этого замыкания в лучшем случае - это разрыв цепи вследствие разрушения электропроводки, выход из строя электроприборов, а в худшем - пожар со всеми вытекающими из него плачевными последствиями. Внешним признаком короткого замыкания может быть очень яркая вспышка света лампы накаливания. В этом случае необходимо обесточить возможный участок замыкания (в квартире или коттедже - основной автомат в электрощите) [2].

Перегрузка сети. Причина перегрузки - неспособность электрической цепи или её участка (проводка, включатели, розетки и пр.) без перегрева, разрушения и т.д. работать вследствие прохождения через них тока, который превышает допустимые значения для данной электрической цепи (её участка). К последствиям перегрузки относятся: нагревание проводников (розеток, выключателей и прочее) до горячего состояния, запах горелой проводки, оплавление, разрыв цепи, огонь. При перегрузке цепи необходимо отключить лишние электроприборы либо обесточить всю сеть. Для того чтобы сеть не перегружалась, необходимо подключать к сети те приборы, на которые она рассчитана.

Скачок тока. Данное явление можно наблюдать, когда значение тока на кратковременно (доли секунды) превышает своё номинальное значение в 3-5 раз. Вполне может быть следствием коммутации электроприборов (носит кратковременный характер). Многие из нас, наверное, были в ситуации, когда при включении света (светильника с лампой накаливания) лампа перегорала. Если постоянно происходит, например, перегорание лампы, то стоит подумать о замене её на другой тип ламп, либо установить специальные приборы защиты.

Литература

1. ИдельчикВ. И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1989 г.

2. Маркович И. М. Режимы энергетических систем. Изд. 4-е переработ. и доп. М. «Энергия», 1969 г.

3. Катеров Ф. В., Ремесник Д. В. Особенности энергетических систем // Научный журнал, 2016. № 8 (9). С. 23-25.

4. Катеров Ф. В., Ремесник Д. В. Виды режимов энергетических систем // Научный журнал, 2016. № 8 (9). С. 22-23.

5. Катеров Ф. В., Ремесник Д. В. Классификация электроэнергетических систем // International scientific review, 2016. № 13 (23). С. 21-22.

6. Катеров Ф. В., Ремесник Д. В. Дистанционное определение места повреждения линии методом стоячих волн // International scientific review, 2016. № 13 (23). С. 24-25.

Application of wavelet analysis in electric power systems Katerov F.1, Remesnik D.2

'Катеров Филипп Викторович /Katerov Filipp — магистр, ассистент; 2Ремесник Денис Вячеславович /Remesnik Denis — магистр, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, Омский государственный технический университет, инженер, ЗАО «ПИРС», г. Омск

Аннотация: в статье рассматривается применимость вейвлет-анализа в энергетических системах. Приведены недостатки существующих методов обработки сигналов.

Abstract: the article considers the applicability of wavelet analysis in power systems. Disadvantages of existing signal processing techniques are given.

Ключевые слова: электроснабжение, электрические системы, вейвлет-анализ. Keywords: electricity, power systems, wavelet-analysis.

Развитие микропроцессорных технологий создало все условия для интенсивной разработки и создания новых устройств управления, защиты и диагностики для ЭЭС. Вместе с тем на первые роли выходит алгоритмическое обеспечение функционирования тех самых устройств, в фундаменте которых лежат новые математические методы анализа и синтеза динамических систем. В последнее время ученые-энергетики стали все чаще обращать свое внимание на недавно появившийся метод анализа сигналов, именуемый вейвлетный анализ (ВА) или вейвлет-преобразование (ВП) [1].

Сегодня наиболее распространенным методом анализа сигналов, которые используют в алгоритмическом обеспечении решения всяческих научно-технических задач, в частности энергетических, является преобразование Фурье (ПФ). ПФ имеет ряд недостатков, рассмотрим несколько из них:

- ряд особенностей сигналов, которые тесно связаны с разрывами и острыми пиками, вызывают крайне малые изменения их частотного образа, т.к. рассредоточиваются по всей частотной оси, что приводит к невозможности их поиска и анализа по спектрам;

- гармонические базисные функции разложения, как правило, не показывают перепады сигналов с бесконечной крутизной типа прямоугольных импульсов, т.к. на это необходимо крайне огромное число членов ряда. При аппроксимации скачков не локализованными во времени базисными функциями необходимо, чтобы суперпозиция данных функций не только воссоздала скачок, но и нивелировала две данные функции за пределами скачка, что дает равнозначность всех компонентов его спектра. При ограничении числа членов ряда Фурье в окрестностях скачков и разрывов воссозданного сигнала начинают появляться осцилляции;

- в ПФ показываются глобальная информация о частотах рассматриваемого сигнала, так как базисные функции преобразования определены на бесконечном временном промежутке. ПФ не предоставляет сведения о локальных характеристиках сигнала при резких временных изменениях его спектрального состава. Таким образом, к примеру, ПФ не в состоянии отличить сигнал с суммой двух синусоид, от сигнала с двумя последовательно следующими синусоидами с теми же частотами. ПФ, как правило, не способно анализировать частотные характеристики сигнала в случайные моменты времени [2].

Вейвлет-преобразование являет из себя отличный от других тип линейного преобразования сигналов и отображаемых этими сигналами физических данных о процессах и физических свойствах природных сред и объектов. Базис фундаментальных функций, ориентируясь на который осуществляется разложение сигналов, имеет множество специальных свойств и возможностей. Он дает возможность сосредоточить внимание на разнообразных особенностях анализируемых процессов, не обнаруженных с помощью традиционных преобразований Фурье, Лапласа или Хартли.

Литература

1. Нагорнов О. В. и др. Вейвлет-анализ в примерах: Учебное пособие. М.: НИЯУ МИФИ, 2010. 120 с.

2. Фарков Ю. А. Ряды Фурье и основы вейвлет-анализа: учебное пособие / Филатов. М: РГГРУ, 2007. 111 с.

3. Катеров Ф. В., Ремесник Д. В. Особенности энергетических систем // Научный журнал, 2016. № 8 (9). С. 23-25.

4. Катеров Ф. В., Ремесник Д. В. Виды режимов энергетических систем // Научный журнал, 2016. № 8 (9). С. 22-23.

5. Катеров Ф. В., Ремесник Д. В. Классификация электроэнергетических систем// International scientific review, 2016. № 13 (23). С. 21-22.

6. Катеров Ф. В., Ремесник Д. В. Дистанционное определение места повреждения линии методом стоячих волн // International scientific review, 2016. № 13 (23). С. 24-25.