Реализация обмена данных между счетчиком «меркурий-230» и единой информационно-измерительной системой

ГАБДРАХМАНОВ А.Ф., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. канд. техн. наук, доцент ЛИЗУНОВ И.Н.

Создать эффективные системы, которые контролировали бы расход электроэнергии, – давняя мечта всех потребителей. И в стенах Казанского государственного энергетического университета ведутся активные работы по созданию единой информационно-измерительной системы приборов учета и контроля на основе беспроводных технологий связи. Данная система предусматривает сбор данных по потребителям, как по мощности, так и по напряжению, с последующей обработкой всех полученных данных, на основе которых формируется отчет.

В работе предусматривается реализация обмена данных между контроллером, обрабатывающим данные и передающим информацию на сервер, и прибором учета энергоресурса. В качестве опытного образца был выбран счетчик «Меркурий-230».

Этапы реализации:

– анализ интерфейса «Меркурий-230»;

– анализ протокола обмена данными со счетчиком «Меркурий-230»;

– создание преобразователя интерфейса RS232 ­– UART;

– разработка тестового полигона.

УДК 621.311

Достоинства умных сетей

ГАЛИЕВ Р.Р., ГАРИПОВА Л.Ф., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. канд. филос. наук, доцент ТАКТАМЫШЕВА Р.Р.

«Умные сети» электроснабжения, именуемые также Smart Grid, получили известность относительно недавно, хотя начало исследований возможностей внедрения подобных технологий приходится на 70-е годы XX века.

Сегодня под «умными сетями», как правило, понимают модернизи-рованные сети электроснабжения, использующие информационные и коммуникационные технологии в целях сбора информации о производстве и потреблении электроэнергии.

Smart Grid направлены на то, чтобы аккумулировать энергию от различных источников и правильно распределить ее между потребителями (регулирование нагрузки для потребителей), обеспечив при этом стабильность сети в плане напряжения и частоты. Кроме перенаправления энергии, важнейшей задачей является соединение потребителей с новыми, в том числе альтернативными источниками. Предполагается, что ими станут в том числе генерирующие источники с нулевым или пониженным выбросом углекислого газа.

Защищенность и надежность всей системы достигается за счет вывода устаревших образцов оборудования и применения инновационных технологий («умных» счетчиков, трансформаторных подстанций и т.д.), уменьшения зависимости от централизованных электростанций, способности сетей и оборудования к самодиагностике и самовосстановлению.

Таким образом, внедрение «умных сетей» позволяет повысить эффективность работы системы в целом; автоматически быстро реагировать на изменившиеся условия и удаленно контролировать потери энергии. Очевидно, что реализация концепции умных сетей на практике требует системного подхода и значительных финансовых вложений.

УДК 621.313

Развитие методов оценки эксплуатационной надежности тяговых асинхронных двигателей городского электрического транспорта

ГАЛИУЛЛИН Д.Р., ПАСЕЧНИК С.В., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. канд. техн. наук, доцент АУХАДЕЕВ А.Э.

Высокие требования к надежности работы городского электрического транспорта (ГЭТ) и снижение затрат на эксплуатацию определили переход от тяговых двигателей постоянного тока к более надежным асинхронным тяговым двигателям (АТД), что позволило снизить эксплуатационные расходы на техническое обслуживание систем тягового привода и обеспечить существенную экономию электрической энергии.

С 2000 г. в ряде городов, таких как Москва, Санкт-Петербург, Казань, осуществляется закупка подвижного состава для наземного ГЭТ только с приводом переменного тока, а в настоящее время уже несколько сотен единиц наземного подвижного состава с АТД эксплуатируются во многих регионах России, что позволяет анализировать достаточно большой опыт эксплуатации.

Как показывает практика, в процессе эксплуатации под воздействием внешних факторов и специфических режимов работы техническое состояние оборудования ГЭТ непрерывно ухудшается, снижаются показатели надежности, и увеличивается количество отказов.

Основными факторами, приводящими к отказам АТД, являются технологические – 34 %; эксплуатационные – 48 % и конструкционные – 18 %, что связано с тяжелыми условиями эксплуатации электродвигателей и высоким уровнем интенсивности работы деталей и узлов. Очевидно, что проблема обеспечения надежности АТД может быть успешно разрешена лишь при комплексном рассмотрении ряда сложных задач на стадиях проектирования, изготовления и эксплуатации.

Анализ показывает, что существующие методы расчета на надежность на этапе проектирования не учитывают свойства структуры и функциональные связи между элементами электромеханической системы. В результате имеет место прохождение скрытых дефектов в эксплуатацию. Основная часть методов расчета надежности электрических машин учитывает влияние основных факторов, но не учитывает изменение основных свойств элементов конструкции, а отсутствие подобной информации не дает возможности адекватно оценить параметры ресурса деталей и узлов.

Для решения этой проблемы предлагается на основе поэлементного анализа функциональных и конструктивных характеристик с использованием результатов выполненных исследований определять структурно-функциональную модель асинхронной электрической машины, так, например, для паза статора АТД такая модель представлена на рисунке.

Структурная схема элементной базы паза АТД: 1 – паз статора; 2 – детали;

3 – соединение; 4 – геометрический параметр (допуски); 5 – секция; 6 – изоляция;

7 – натяг; 8 – зазор; 9 – витковая; 10 – катушки; 11 – корпусная

Данная модель дает возможность исследовать АТД как электромеха-ническую систему с учетом элементной базы и функциональных межэлементных связей, что позволяет использовать структурно-функциональный анализ в теории надежности. Детальный структурный анализ конструкций узлов АТД с учетом элементной базы системы позволит определить рациональные уровни надежности на этапе проектирования.

УДК 621.629