Многоуровневый способ предусматривает подключение АКГ на нескольких уровнях распределительной сети (рис. 2.8. е), что может быть сведено к каскадному способу включения АКГ.
а) Локальное включение АКГ. б) Параллельное включение АКГ.
в) Глобальное включение АКГ. г) Мультикомпенсационное включение АКГ.
д) Каскадное включение АКГ. е) Многоуровневое включение АКГ.
Рис. 2.8. Способы компенсации гармоник.
2.3. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ АКТИВНЫХ ФИЛЬТРОВ.
Анализ существующих активных фильтров высших гармоник тока и напряжения показал:
- активные фильтры высших гармоник тока для эффективной компенсации высших гармоник должны подключатся непосредственно у источника высших гармоник (параллельно источнику). Кроме того их номинальное напряжение составляет 380 В, и поэтому если нелинейная нагрузка напряжением >380 В, то активный фильтр необходимо включать в сеть через трансформатор, что повышает стоимость.
- активные фильтры высших гармоник напряжения существуют максимальной мощности 200 КВА, данные фильтры подключаются последовательно с нагрузкой и пропускают через себя всю энергию (чистую и искаженную). Потери мощности составляют 10%. Номинальное напряжение составляет 380 В.
Выводы по первой главе: Не существует метода построения функции случайного процесса, основанного на анализе времени наступления качественного перехода (например работа-авария). Методы цифровой обработки сигналов не позволяют прогнозировать процесс в дальнейшем, если в сигнале существуют гармоники с периодом вдвое и более большими времени наблюдения. Тек же не существует одного устройства, компенсирующего все искажения электроэнергии.
2. ФОРМУЛИРОВКА ПЛЯС РЯДОВ
Если существуют данные моментов времени выхода из строя электрооборудования, то вероятно, возможно проанализировать эти данные на основе спектрального анализа и спрогнозировать следующие моменты наступления аварий. Известны данные моменты наступления аварий, а именно время наступления аварий Дрессировочного стана цеха холодного проката ПАО ММК им. Ильича. Момент времени первой аварии принимаем за 0, и тогда моменты времени данных аварий от начала отсчета представлены в таблице. Представим, что случайный процесс в виде волнового, тогда воспользовавшись полярными координатами и формулой для определения фазы события
(2.1)
где φ- фаза момента времени наступления события; J – момент наступления события; Т – период исследуемой гармоники.
Условимся, что модуль вектора, которому соответствует событие равен 1.
Для седьмого момента аварии фаза события для исследуемой гармоники 1445 часов составит:
График попадания события в полярных координатах имеет вид, представленный на рисунке
График 2.1. - Попадание
Рисунок 2.1. – График попадания седьмого события в полярных координатах
Жирной точкой обозначено попадание события в полярных координатах. Модуль вектора равен 1, фаза равна 26,381 радиан.
Как получают моменты времени в полярных координатах для которых соответствуют моменты аварий мы определились. Теперь посмотрим, как располагаются точки моментов аварий для всех 10 моментов аварий, для периода исследуемой гармоники 1445 часов, рисунок 2.2. Как видно из данного рисунка девять из десяти событий находятся в правой полуплоскости, что свидетельствует о наличии закономерности на на гармонике с периодом 1445 часов.
Таблица 2.1. – Время наступления аварий дрессировочного стана.
Номер аварии
Время наступления аварии (часы)
1
0
2
22
3
354
4
5022
5
5531
6
5690
7
6067
8
7230
9
7290
10
7546
Рисунок 2.2. – Моменты попадания аварий дрессировочного стана для гармоники с периодом 1445 часов.
Необходимо проанализировать как ведет себя процесс выхода из строя электрооборудования на всех периодах гармоник от 1 до 7546 часов. 7546 часов выбрано из – за того, что время наблюдение за процессом оканчивается данным временем.
Разложим для седьмого момента аварии вектор попадания события на составляющие синусные и косинусные. График иллюстрирующий это находится на рисунке 2.3.
Синусные составляющие Ах и косинусные составляющие Ау вычисляются по формуле:
(2.2)
(2.3)
Модуль вектора определяется по формуле известной из математики:
(2.4)
Рисунок 2.3. – Разложение вектора седьмого события по синусным и косинусным составляющим.
Для единичного события модуль равен 1. Вычислим модуль вектора для десяти событий выхода из строя электрооборудования дрессировочного стана. Чем ближе модуль вектора к единице, тем больше закономерность на данной гармонике. Синусные составляющие вычислим по формуле:
(2.5)
где Tj – период исследуемой гармоники, Ах – синусная составляющая закономерности, Ji – время наступления i –той аварии. N- количество аварий.
Косинусные составляющие вычислим по формуле:
(2.6)
где Ау – косинусная составляющая закономерности.
Модуль закономерности вычислим по формуле:
(2.7)
где Аm – модуль закономерности на периоде исследуемой гармонике Tj.
Вычислим модуль закономерности на всех интересующих нас гармониках. Данный график представлен на рисунке 2.4
Рисунок 2.4. – Амплитудно - периодическая зависимость наступления аварий дрессировочного стана.
Как видно из данного графика на низких периодах функция ведет себя как резко – переменная, но на некоторых периодах достигает закономерности больше 50%, а на больших периодах ведет себя плавно и достигает значений больше 60%.