• Nie Znaleziono Wyników

Optymalizacja doboru napięć dodawczych sieci oddziałów wydobywczych metodą symulacji cyfrowej

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Share "Optymalizacja doboru napięć dodawczych sieci oddziałów wydobywczych metodą symulacji cyfrowej"

Copied!
7
0
0

Pełen tekst

(1)

Z E S Z Y T Y N A U K O W E P O L I T E C H N I K I Ś L Ą S K I E J S e r i a : G Ó R N I C T W O z. 133

1985 N r kol. 834

J a n B ŁAZ F l o r i a n K R A S U C K I

I n s t y t u t E l e k t r y f i k a c j i i A u t o m a t y z a c j i G ó r n i c t w a P o l i t e c h n i k i ś l ę s k l e j w G l i w i c a c h

O P T Y M A L I Z A C J A D O B O R U N A P I Ą Ć O O D A W C Z Y C H S I E C I O O D Z I A Ł Ó W W Y D O B Y W C Z Y C H M E T O D Ą S Y M U L A C J I C Y F R O W E J

S t r e s z c z e n i e , w a r t y k u l e p r z e d s t a w i o n o s p o s ó b w y k o r z y s t a n i a sy- m u l a c j l c y f r o w e j p r z e b i e g ó w p r z y p a d k o w y c h do d o b o r u n a p i ę ć d o d a w - c z y c h w s i e c i a c h o d d z i a ł ó w w y d o b y w c z y c h . P o d a n o p r z y k ł a d z a s t o s o w a ­ nia m e t o d y o p t y m a l i z a c j i dla u k ł a d u z a s i l a n i a k o m b a j n u w ę g l o w e g o .

1. W S T ^ P

O d c h y l e n i a na p i ę c i a , k t ó r a w y s t ę p u j ę w e l e k t r o e n e r g e t y c z n y c h s i e c i a c h g ó r n i c z y c h m ogę być p r z y c z y n ę z n a c z n e g o o b n i ż e n i a w y d a j n o ś c i 1 t r w a ł o ś c i m a s z y n 1 u r z ę d z e ń e l e k t r y c z n y c h z a i n s t a l o w a n y c h w o d d z i a ł a c h w y d o b y w c z y c h . P o w o d u j ę one n i e w ł a ś c i w ę ich p r a c ę o b j a w i a j ę c ę się np. z m n i e j s z a n i e m m o ­ m e n t ó w o b r o t o w y c h i r o z r u c h o w y c h , n a d m i e r n y m w z r o s t e m t e m p e r a t u r y u z w o j e ń o r az o b n i ż a n i e m s i ł y r o z w i j a n e j p r z e z e l e k t r o m a g n e s y s t y c z n i k ó w 1 p r z e ­ kaźników.

W a r t o ś c i o d c h y l e ń n a p i ę c i a w s i e c i a c h o d d z i a ł o w y c h z m l e n i a j ę si ę w s t o s u n k o w o d u ż y c h g r a n i c a c h [l, 2, 3] i o s l ę g a j ę s z c z e g ó l n i e d u ż e w a r t o ś ­ ci p o d c z a s r o z r u c h u m a s z y n p r z o d k o w y c h . J a k w y k a z u j ę w y n i k i p o m i a r ó w [i], u j e m n e o d c h y l e n i a n a p i ę c i a w s i e c i a c h z a s l l a j ę c y c h k o m b a j n y w ę g l o w e w w i e ­ lu p r z y p a d k a c h o s l ę g a j ę w a r t o ś c i 0 , 1 2 U R w c z a s i e p r a c y k o m b a j n ó w o r a z 0 , 3 5 U n p o d c z a s ich rozruchów. P r a w d o p o d o b i e ń s t w o p o j a w i e n i a się w a r t o ś c i n a p i ę c i a n i ż s z e g o n i ż 0 , 7 5 U n na z a c i s k a c h s t y c z n i k ó w w c z a s i e r o z r u c h u k o m b a j n u w y n o s i c z ę s t o 0,25. O z n a c z a to, że p r a k t y c z n i e p o d c z a s co c z w a r ­ tego r o z r u c h u k o m b a j n u w a r t o ś c i n a p i ę c i a na c e w c e s t y c z n i k a nie sp e ł n i e j ę w y m a g a ń n o r m y P N - 7 4 / E - 0 6 1 5 2 [4].

Je d n y m z w ł a ś c i w y c h r o z w i ę z a ń , u m o ź l i w i a j ę c y m p o p r a w ę w a r u n k ó w z a s i l a ­ nia m a s z y n p r z o d k o w y c h , m oże b yć z a s t o s o w a n i e u k ł a d u r e g u l a c j i n a p i ę c i a z t y r y s t o r o w y m p r z e ł ę c z n i k i e m z a c z e p ó w [l]. T y r y s t o r o w y p r z e ł ę c z n i k z a ­ c z e p ó w u m o ż l i w i a s z y bkę r e a k c j ę u k ł a d u na z m i a n y w a r t o ś c i n a p i ę c i a w s i e ­ ci i z a p e w n i a p r z e ł ę c z a n l e z a c z e p ó w w o k r e s i e r o z r u c h u s i l n i k ó w a s y n c h r o ­ n i c z n y c h k l a tko wych. R o z w l ę z a n i e t akie p o z w a l a na z a p e w n i e n i e w ł a ś c i w y c h w a r u n k ó w z a s i l a n i a m a s z y n g ó r n i c z y c h z a r ó w n o w c z a s i e ich r o z r u c h u . Jak i p o d c z a s ich p r a c y ustalonej.

(2)

A b y układ r e g u l a c j i n a p i ę c i a s p e ł n i a ł p o p r a w n i e s woje z a d a ni e , k o ­ n i e c z n y Jest d o b ó r o p t y m a l n y c h dla d a n e g o u k ł a d u z a s i l a n i a w a r t o ś c i n a p ię ć d o d a w c z y c h , k tóre n a l e ż y w p r o w a d z i ć d o sieci. W r e f e r a c i e p r z e d s t a w i o n o s p o s ó b d o b o r u w a r t o ś c i n a p i ę ć d o d a w c z y c h z w y k o r z y s t a n i e m m o d e l o w a n i a c y ­ frowego. u w z g l ę d n i a j ą c y p r o b a b i l i s t y c z n y c h a r a k t e r z m i a n n a p i ę c i e w s i e ­ c i a c h o d d z i a ł o w y c h [2^.

2. MODELOWANIE PROCESÓW ZMIAN NAPIĘCIA

Z m i a n y n a p i ę c i a w si e c i a c h o d d z i a ł o w y c h ze w z g l ę d u na l o s o w o z m i e n n e o b c i ę ż e n i e m a s z y n g ó r n i c z y c h . Jak 1 losowe z m i a n y n a p i ę c i a w s ie c i k o p a l ­ nianej w y s o k i e g o n a p i ę c i a maję c h a r a k t e r prz y p a d k o w y . Z tych w z g l ę d ó w d o ­ g o d n y m m o d e l e m m a t e m a t y c z n y m do o p i s u z m i a n n a p i ę c i a w tych s i e c i a c h sę p r o c e s y s tocha s t y c z n e .

W y n i k i p r z e p r o w a d z o n y c h b ad a ń [lj w y k a z u j ę , że z m i a n y n a p i ę c i a w s i e ­ c iach g ó r n i c z y c h maję c e c h y p r o c e s ó w n i e s t a c j o n a r n y c h . J e d n a k w o k r e si e doby m ożna w y r ó ż n i ć p r z e d z i a ł y czas o we , w k t ó r y c h z m i a n y te maję ce chy p r o c e s ó w s t a c j o n a r n y c h prz y j e d n o c z e s n e j z g o d n o ś c i r o z k ł a d ó w o d c h y l e ń n a ­ p ięcia z r o z k ł a d e m normalnym. O s z a c o w a n i a funk c j i a u t o k o w a r l a n c j i takich p r o c e s ó w m ożn a a p r o k s y m o w a ć w y r a ż e n i a m i o p o s t a c i :

CjCt) « e xp(- ce |) (l)

lub

C g i O « exp(-ce|t |) .cos

fit

(2)

ce > O;

i * t - s

Do modelowania procesów zmian napięcia za pomocę EMC wykorzystano me­

todę przedstawiona w pracy [5]. Metoda ta umożliwia generowanie realiza­

cji procesów stochastycznych gaussowskich, które maję funkcję autokowa­

rlancji o ogólnej postaci:

r

C(t.s) . ft (») (3)

1-1

g d z i e :

f1 - funkcja rzeczywista.

Dla szczególnego przypadku procesów zmian napięcia o funkcji autokowa­

rlancji postaci (l) generowania realizacji procesu polega na losowaniu zmiennej losowej o rozkładzie prawdopodobieństwa:

(3)

O p t y m a l i z a c j a d o b o r u n a p i ę ć d o d a w c z y c h sieci.. 123

f (uN ) i . e xp ( - | <UH - V S ,.) 2 . (4)

'n N ? 1 - a

g d z i e :

s » exp(-<*.h),

h - o d l e g ł o ś ć p o m i ę d z y c h w i l a m i c z a s u *k 1 W w k t ó r y c h o k r e ś l o ­ ne sę w a r t o ś c i r e a l i z a c j i , k • 1 , 2 , . ...N

0 w a r t o ś c i o c z e k i w a n e j :

m * U N _ 1 .exp(-«h) (5)

1 w a r i a n c j i :

6 2 - 1 - exp(-2cch). (6)

W p i e r w s z y m k rok u g e n e r o w a n i a p r o c e s u z o s t a j e w y l o s o w a n a w a r t o ś ć U Q z mi e n n e j losowej o r o z k ł a d z i e n(0 ,1). W kolejnym k -tym k r oku n a s t ę p u j e l o s o w a n i e w a r t o ś c i zmien n ej losowej o r o z k ł a d z i e N(m,<S).

Dla p r o c e s ó w z mia n n a p i ę c i a o fu n k c j i a u t o k o w a r i a n c j i (2) g e n e r u j e się p r o c e s :

ju(t)j = |IJx (Z . sin^t + j u 2 (t)| . cos^t , (7)

¡Ujit)! . illgit )| - n i e z a l e ż n e p r o c e s y z m i a n n a p i ę c i a o f u n k c j i a u t o k o - w a r i a n c j l (l) o r az w a r t o ś c i o c z e k i w a n e j E ^ i t ) ] s O.

G e n e r o w a n i e r e a l i z a c j i p r o c e s u (7) s p r o w a d z a się do g e n e r o w a n i a r e a l i ­ z a c j i pr o c e s u o f unk cji a u t o k o w a r i a n c j i ( l ) , p o n i e w a ż :

E[u(t) . u ( s ) ] * ^ (jjj (t ). Uj (s)J .sin^t . sin^s +

+ E[l>2 (t).U2 (s)] .cos^t , c os ^ s = Cjit-s) .co s ^ ( t - s ) (8)

g d zie :

3. M O D E L M A T E M A T Y C Z N Y R E G U L A T O R A N A P I Ę C I A

D z i a ł a n i e u k ł a d u r e g u l a c j i n a p i ę c i a z t y r y s t o r o w y m p r z e ł ę c z n i k i e m z a ­ c z epów, p rz y z a ł o ż e n i u Ze p r ac u je on w u k ł a d z i e r e g u l a c j i trój p o ł o ż e n i o w e j , m o ż n a o p i s a ć za p om ocę ró w n a n i a o k r e ś l a j ę c e g o i [k+l] p o ł o ż e n i e p r z e ł ą c z - nika z a c z e p ó w w z a l e ż n o ś c i od a k t u a l n i e w y s t ę p u j ą c e j w s i eci w a r t o ś c i n a ­ p ięcia u ( t l oraz od p o p r z e d n i e g o p o ł o ż e n i a p r z e ł ą c z n i k a i [k]. R ó w n a n i e to m o ż n a z a o i s a c w po s t a c i og olnej :

l [ k * ] ♦ 1 [ k j j . (91

(4)

przy czy« wartości funkcji F dla odpowiednich par (u(t ){ ifk]) jaj argumentów podano w tabeli:

i[k+l] u(t) i[k]

0 1

1 0 Si u(t) *1 uu - Ud

1

-1 .1

0

1 UU - U d < U(t) < U u ł ud

1 -1

-1

0 u„ ♦ Ud < u ( t )

1

gdzie:

i [kJ - położenie przełącznika zaczepów w k-tym kroku, Ud - wartość napięcia dodawczego,

- zadana wartość napięcia, która «a być utrzymywana w danym punk­

cie aiecl.

4. PRZYKŁAD DOBORU WARTOŚCI NAPIĘCIA DODAWCZEGO

Przyjmujęc jako kryterium optymalizacji Q minimum wariancji napięcia na wyjściu regulatora:

T

Q * T / [u(t) - u u ] 2 dt <1 0 >

O

400/6/1,05 0W-1204 OnGek

f T i N 0nGek3x70+25mm2 3*70+25+3x2.5

150m r ? ^ T j 180m

KWB-3RDS 2*135kW

Rys. 1. Przykładowy schemat Ideowy układu zasilania kombajnu

dobrano wartości napięcia dodawczego. Jakie należy wprowadzić do aiecl oddziałowej zasilajęcej kombajn węglowy KWB-3RDS (rys. l). Przeprowadzona w tym układzie zasilania kombajnu pomiary zmian napięcia pozwoliły na oszacowanie funkcji autokowariancji procesu zmian napięcia (rya. 2) wyra­

żeniem [2]:

p » e x p ( - 0 ,39 < ) . c os 0 , 5 9 4

(

1 1

)

(5)

O p t y m a l i z a c j a d o b o r u n a p i ę ć d o d a w c z y c h sieci.. 125

Rys. 2. F u nk cje a u t o k o w a r i a n c j l p r o c e s u z m i a n n a p i ę c i a w s i e c i 1 0 00 V:

a) u z y s k a n a na p o d s t a w i e p o m i a r ó w , b) a p r o k s y m u j ę c a

W y k o r z y s t u j ą c p r z e d s t a w i o n ą m e t o d ę m o d e l o w a n i a p r o c e s ó w z m i a n n a p i ę c i a g e n e r o w a n o za p om ocę E M C 1 00 r e a l i z a c j i o d ł u g o ś c i 6 0 0 t! każda. N a s t ę p n i e dla każdej r e a l i z a c j i m o d e l o w a n o d z i a ł a n i e r e g u l a t o r a n a p i ę c i a p r z y j m u ­ jąc r óżne w a r t o ś c i n a p i ę c i a d o d a w c z e g o U^. O a k o w a r t o ś ć z a d a n ą U u p r z y j m o w a n o w a r t o ś ć ś rednią p r o c e s u z m i an n a p i ę c i a u z y s k a n ą ne p o d s t a w i a pomiarów. Dla każdej w y g e n e r o w a n e j r e a l i z a c j i i p r z y j ę t e j w a r t o ś c i n a p i ę ­ cia d o d a w c z e g o U d o b l i c z a n o w a r t o ś c i k r y t e r i u m Q i l i c z b y z a d z i a ł a ć p r z e ł ą c z n i k a z a c z e p ó w M. Na p o d s t a w i e o t r z y m a n y c h w y n i k ó w dla każdej w a r ­ t ośc i n a p i ę c i a d o d a w c z e g o Ud o b l i c z o n o w a r t o ś c i ś r e dnie E [q] 1 e[m].

Z a l e ż n o ś ć tych w a r t o ś c i ś r e d n i c h od n a p i ę c i a d o d a w c z e g o U d d l a r o z p a ­ t r y w a n e g o u k ł a d u z a s i l a n i a k o m b a j m p r z e d s t a w i o n o na rys. 3. W y n i k a z n ich, że a b y u z y s k a ć m i n i m a l n e zm ;eny n a p i ę c i a w z g l ę d e m w a r t o ś c i z a da n ej , n a l e ż a ł o b y w tym p r z y k ł a d o w y m u k ł a d z i e z a s i l a n i a w p r o w a d z i ć n a p i ę c i a do- d a w c z e o w a r t o ś c i Ud « 3 0 V.

(6)

E[M]

3001

200

100

E(o]

2 0 0 0-

*• \ E [m]

o 10 20 30 40 50 U d , V

Rys. 3. Z a l e ż n o ś ć w a r t o ś c i śr e d n i c h e[q] i e[m] od n a p i ę c i a d o d a w c z e g o

5. Z A K O Ń C Z E N I E

W yniki p o m i a r ó w p o z i o m u n a p i ę c i a w s i e c i a c h g ó r n i c z y c h w s k a z u j ę na k o ­ nie c z n o ś ć z w r ó c e n i a zn a c z n i e w i ę k s z e j u w a g i na w a r u n k i z a s i l a n i a m a s z y n p r z o d k o w y c h o raz c e l o w o ś ć z a s t o s o w a n i a u k ł a d ó w regu l a c j i n acięcia.

M o d e l o w a n i e z m i a n na p i ę c i a z a c h o d z ę c y c h w s i e c i a c h g ó r n i c z y c h za p omo- cę p r o c e s ó w l o so wych u m o ż l i w i a ich o d w z o r o w a n i e z u w z g l ę d n i e n i e m w s z y s t ­ kich c z y n n i k ó w m a j ę c y c h Is t o t n y w p ł y w na w y s t ę p o w a n i e o d c h y l e ń n a p i ę c i a oraz po z w a l a na o d t w a r z a n i a tych z m i a n za p om o c ę EMC. Z a s t o s o w a n i e t y r y s ­ t o r o w y c h p r z e ł ę c z n i k ó w z a c z e p ó w z o d p o w i e d n i o d o b r a n y m i n a p i ę c i a m i do- d a w c z y m i (za czepami) pozwoli na w ł a ś c i w ę s t a b i l i z a c j ę n a p i ę c i e r o b o c z e g o s i l n i k ó w n a p ę d z a j ę c y c h m a s z y n y g ó r n i c z e w r ó ż n y c h s t a n a c h len pracy. O p t y ­ m a l i z a c j ę d o b o r u n a p i ę ć d o o e w c z y c h u m o ż l i w i a m e t o d a , której z a s a d y p r z e d ­ s t a w i o n o w n i n i e j s z y m artykule.

L ITERATUR/

M B łaź 3.: Ba d a n i a z m i a n n a p i ę c i a i o p r a c o w a n i e m o d e l u u k ł a d u a u t o m a ­ tycznej r egu l a c j i n a p i ę c i a z a s i l a n i a m a s z y n przo d k o w y c h . Praca d o k ­ torska, P o l i t e c h n i k a ś l ę s k a , G l i w i c e 1983 (ni e p u b l i k o w a n a ).

[2] Błaż 3., K r a s u c k i F . : P r o b a b i l i s t y c z n e c h a r a k t e r y s t y k i z mian n a p i ę ­ cia w sie c i a c h o d d z i a ł ó w w y d o b y w c z y c h . A r c h i w u m G ó r n i c t w a z. 2, 1984.

[3] K r a s u c k i F . , B ł a ż 3., G r u s z c z y ń s k i P . : O d c h y l e n i a n a p i ę c i a w s i e c i a c h oddz ia ł o w y c h . Z e s z y t y N s u k o w e P o l i t e c h n i k i S l ę s k i e J , G l i w i c e 1977, G ó r n i c t w o z. 82.

(7)

O p t y m a l i z a c j a d o b o r u n apięć d o d a w c z y c h sieci. 127

[4] P N - 7 3 / E - 0 6 1 5 2 . S t y c z n i k i n i s k o n a p i ę c i o w e . O g ó l n e w y m a g a n i a i badania.

[5j W o j t y l a k M . : C h a r a k t e r y s t y k i p r o b a b i l i s t y c z n e r o z w i ę z a n s t o c h a s t y c z ­ nych r ó w n a ń róż nicz k o w y c h . Praca d o k t o r s k a . U n i w e r s y t e t ś l ę s k i , K a t o ­ w i c e 1978 ( n i e p u b l ikowana) .

Rece n z e n t : Prof. dr hab. inż. L u d g e r S Z K L A R S K I

W p ł y n ę ł o do R e d a k c j i we w r z e ś n i u 1984 r.

0nm iH 3A I31H nOHEOPA nPH EA JC tfflia HAraSHEHllZ; CETE.i AOEiiEAsLGlX UEXOB METO^OU ¡lAiUKHHOrC 3KCIIEPHMEHTA

P e 3 lo m e

B paOoTe npeflCTaBJieH onocoS HonojibSoaaHZH MamnHHoro aKonepHueHTa juut cjiy'ia;iHbix npopeocoB k nondopy npaSaBdiHux HanpsxenHil h c e m x nodhiBa il ; hx

pexoB. npHBe^eH npnMep npxMSHeHM MeTOAa MauHHHoro OKcnepnneHTa ajm ycipoil- cTBa nBTaHKB yroJibHoro KOM6a3Ha.

T H E O P T I M A L I Z A T I O N OF S E L E C T I N G THE B O O S T I N G V O L T A G E S OF N E T W O R K S IN THE M I N I N G S E C T I O N S 8Y THE D IG ITAL S I M U L A T I O N M E T H O D

S u m m a r y

In the p a p e r is p r e s e n t e d a m e t h o d of using d i g i t a l s i m u l a t i o n of t r ansi ent for the s e l e c t i o n of b o o s t i n g v o l t a g e s in the n e t w o r k s o f the m i n i n g sections. An e x a m p l e of the use of the o p t i m a l i z a t i o n m e t h o d for the feed s yste m of a m e c h a n i c a l c o a l m i n e r is given.

Cytaty

Powiązane dokumenty

W artykule przedstawiono zasady oraz wyniki optymalizacji liczby stacji, stopnia obciążenia transformatorów oraz przekroju przewodów w miejskiej sieci niskiego

Charakteryzując budowę kratki określa się kilka parametrów. współczynnik wypełnienia, H:W, zdefiniowany jest jako stosunek wysokości listewek H do odległości

Wraz ze wzrostem natężenia pola magnetycznego H rośnie wartość indukcji B, w miarę jak dipole magnetyczne wewnątrz materiału ustawiają się zgodnie z kierunkiem

1. U kład em pom iarow ym pozw alającym.. na uzyskanie u ży teczn eg o sygnału pom iarow ego takich czujników jest m ostek pelisterow y [4], przedstaw iony na rysunku

tuowany. Przechowuje się w nim narzędzia tych typów, które muszę być wyko rz ys ta ne przy 'realizacji przemian częściowych materiału, w y k o ny wa­. nych na

Pomiar wpływu napięcia zasilania na fwy powinien być wykonany podobnie jak pomiar wpływu napięcia zasilania na Uwy z tym tylko, że zamiast woltomierza w.cz.. Zmieniając

Streszczenie: W artykule przedstawiono wyniki analizy danych eksploatacyjnych awaryjności linii napowietrznych i kablowych średniego napięcia jak również transformatorów

Tai Y-C., Chang H-W., Jeng C-R., Lin T-L., Lin C-M, Wan C-H., Pang V.: The effect of infection order of porcine cir- covirus type 2 and porcine reproductive and respirato- ry