ТОК АҒЫП КЕТУЛЕРІНЕН ҚОРҒАЙТЫН ЖҮЙЕНІҢ ИНТЕГРАЛДЫ КРИТЕРИЙЛАРЫН ТАҢДАУ

Смағұлова Қ.Қ., Ғаббасова Г.Н., Жекеева Ш.Е.

Қарағанды мемлекеттік техникалық университеті

ТОК АҒЫП КЕТУЛЕРІНЕН ҚОРҒАЙТЫН ЖҮЙЕНІҢ ИНТЕГРАЛДЫ КРИТЕРИЙЛАРЫН ТАҢДАУ

Кен өндіру өнеркәсіптеріндегі электр желілерін қолданудағы электр қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін қолданылатын қорғау жүйелері желінің өзгеретін сипаттамаларына қатысты адаптивті қасиеттері болу керек. Токтың ағып кетуінен қорғайтын қазіргі заманғы жүйелерінде маңызды кемшіліктер бар:

- тексерiлетiн желiнiң кернеу өзгерiсiң есепке алусыз қорғаныс аспаптары іске қосылады;

- бар жүйелердің аппаратты іске асырылуы тым қиын, сондықтан ол жүйелердің дәлдігінің төмендеуіне алып келеді.

Амплитудалы критерийларда жұмыс істейтін жүйелердің аппаратты іске асырылуы қиын және тексерілетін желінің кернеуінің гармоникалық өзгерісіне сезімтал емес болып шығады.

Автоматты басқару теориясынан белгілі - сапаның интегралды бағалауы тексерілетін желінің кернеу өзгерсіне сәйкес келетін энергетикалық шығындарына тура пропорционал болатыны сонымен қатар көптеген техникалық жүйелерге кешенді сиапаттама береді. Сызықты интегралды бағалау монотонды динамикалық жүйелерге қолданылатындықтан, мұндай критерийлер кернеудің сызықты және сатылы өзгерісінің сипаттамасында тиімді болу мүмкін. Квадратты интегралды бағалау тербелмелі жүйелерде қолданылады, бұл критерийлер кернеудің гармоникалық өзгерісінің сипаттамасында тиімді болу мүмкін.

Жоғарыда айтылған факторларға байланысты жүйенің жұмыс істеу критерий ретінде сызықты интегралды және квадратты интегралды критерийлер қолданылады.

Сызықты интегралды және квадратты интегралды критерийлердің бірге қолданылуы тексерілетін желінің кернеуінің барлық өзгерстеріне қарауына мүмкіндік береді.

6V сұлбасының шығысына қосылған сызықты интегралды және квадратты интегралды критерийлерді құрастыру құрылымының нақтырақ 1 суретте көрсетілген.

1 – сурет - Сызықты интегралды және квадратты интегралды критерийлерді құрастыру құрылымы

Сызықты интегралды критерийлерді құру үшін сызбаның 6V шығысынан шыққан желінің кернеуінің ағымындағы мәнге сәйкес сигнал интегралдау блогына түседі, одан теріс мәнге ие болып, желінің қалыпты жұмысы кезінде өлшенген мәнмен жинақтау блогына түседі. Квадратты интегралды критерийлер осындай тәсілмен құрылады: интегратор блогынан кейін сигнал өзін екі дәрежеге шығаратын блокка түседі, содан кейін теріс мәнге ие болған мән желінің қалыпты жұмысы кезінде өлшенген сол мәнмен жинақтау блогына түседі.

Тексерілетін желінің кернеуінің әр түрлі өзгерісі кезінде таңдалған критерийлердің мәнін өлшеу үшін имитациялық эксперимент жүргізіледі.

Сызықты интегралды критерийлердің кернеудің сызықты өзгеріс сипаты кезінде, тербеліс мәніне тәуелділігі, сатылы өзгеріс сипаты кезінен өзгеше екендігін атап кету керек. Сондықтан, осы процестердің үйлесімділігі үшін құру уақытын мәнге тәуелділіктерді максималды түрде жақын болатындай таңдау керек. 1 кестеде имитациондық эксперименттердің нәтижелері көрсетілген.

1- кесте - Имитациондық эксперименттердің нәтижелері

Фазалық кернеу, В	Кернеудің өзгеру сипаты	Амплитуда және басқа да тербелістер түрі	Сызықты интегралды	Квадраттық Интегралды
380	Гармоникалық	0,06 5 Гц жиілікпен	0,056	215,97
380	Гармоникалық	0,07 5 Гц жиілікпен	0,094	243,05
380	Гармоникалық	0,08 5 Гц жиілікпен	0,09	293
380	Гармоникалық	0,09 5 Гц жиілікпен	0,129	365
380	Гармоникалық	0,1 5 Гц жиілікпен	0,14	482
380	Сатылы	0,06	-61,95	-194934,083
380	Сатылы	-0,06	62,02	187457,375
380	Сатылы	0,07	-72,27	-228101,311
380	Сатылы	-0,07	72,35	217951,835
380	Сатылы	0,08	-82,61	-261691,782
380	Сатылы	-0,08	82,69	248231,886
1 - кестенің жалғасы - Имитациондық эксперименттердің нәтижелері
Фазалық кернеу, В	Кернеудің өзгеру сипаты	Амплитуда және басқа да тербелістер түрі	Сызықты интегралды	Квадраттық Интегралды
380	Сатылы	0,09	-92,92	-295245,853
380	Сатылы	-0,09	93,02	278342,813
380	Сатылы	0,1	-103,24	-329165,255
380	Сатылы	-0,1	103,36	308190,336
380	Сызықты	0,06	-61,92	-194934,083
380	Сызықты	-0,06	62,01	187457,375
380	Сызықты	0,07	-72,22	-228101,311
380	Сызықты	-0,07	72,25	217951,835
380	Сызықты	0,08	-82,56	-261691,782
380	Сызықты	-0,08	82,6	248231,886
380	Сызықты	0,09	-92,87	-295245,853
380	Сызықты	-0,09	92,9	278342,813
380	Сызықты	0,1	-103,2	-329165,255
380	Сызықты	-0,1	103,32	308190,336

Алынған тәжірибелердің нәтижелері бойынша келесі қорытындыларды жасауға болады:

- кернеу желісінде гармоникалық сипатының өзгеру кезінде квадратты интегралды сезімталдық критериясы едәуір жоғары. Кернеу амплитудасының 1% өзгеру квадратты интегралды критерия минимум 10% өзгерісіне сәйкес келеді. Осыдан квадратты интегралды критерия кернеуді өзгертуде гармоникалық сипаттамасы уставканың өзгеруін анықтау жұмыс істеуіне сәйкес келеді. Квадратты интегралды критерия кернеуді өзгертуде гармоникалық сипаттамасы уставканың қосылу кезіндегі өзгерісін анықтау үшін жарайды;

- кернеу желісінде гармоникалық сипатының өзгеру кезінде квадратты интегралды сезімталдық критериясы нөлге жақын. Осыдан квадратты интегралды критерия кернеуді өзгертуде гармоникалық сипаттамасы уставканың өзгеруін анықтау жұмыс істеуіне керек емес;

- сатылы және сызықты кернеудің өзгерісінде квадратты интегралды критериясының мәнінің тәуелділігі сызықты емес сипатта болады. Кернеуді

-10% - +10% номиналды мәнінен өзгеркенде, төменгі және жоғарғы квадратты интегралды критерийі -329165 және 308190,336-ге сәйкес келеді. Осындай әр түрлі мәндер кіру параметрлердің фаззификация процесін және тақ өнімдердің құрылу заңдылығын қиындатады;

- кернеу желісінде сызықты және сатылы түрде өзгерісінде сызықты интегралды критериийдің сезімталдығы өте жоғары. Имитационды эксперименттердің нәтижелері көрсетіп отырғандай, кернеудің амплитуда мәнін 1% өзгерілсе, сызықты интегралды критерийді минимум 10% өзгертеді. Сатылы және сызықты түрдегі кернеу өгерісіндегі сызықты интегралды критерий уставканың қосылу кезіндегі өзгерісін анықтау үшін жарайды.

Эксперименттен алынған нәтижелер қорғаныс жүйесінің жұмыс істеу алгоритмін құрылу негізі ретінде қолданылады.

Қолданылған әдебиеттер тізімі

1. Леоненков А. Нечеткое моделирование в среде Matlab и Fuzzytech. 2005, БХВ, Спб., 183 с.

2. В. А. Лукас «Основы фази-управления». Екатеринбург: УГГГА, 2000. - 62 с.:

3. Смагулова К. К., Брейдо И. В. Разработка алгоритмов управления аппаратов защиты от токов утечки методами нечеткой логики. IХ Международная научно-техническая конференция «Инновация, экология и ресурсосберегающие технологии на предприятиях машиностроения».

4. Смагулова К. К., Брейдо И. В., Искаков У.К. Разработка алгоритмов работы адаптивной системы защиты от токов утечки методами нечеткой логики. Научно-аналитический и производственный журнал «Горное оборудование и электромеханика». Выпуск № 7. Издательство «Новые технологии». ISSN 1816-4528. С.34-38. www адрес:htpp://movtex.ru//gormash.