close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

3511 zayceva n. m zavisimosti udelnogo elektricheskogo soprotivleniya grunta ot vlajnosti i temperaturi

код для вставкиСкачать
РЕД А К Ц И О Н Н А Я
Главны й
редактор С ТРО Е В
КОЛЛЕГИЯ
ВЛАДИМ ИР А НДРЕЕВИ Ч
С е к ц и я тео р е т и ч е с к и х о сн о в эл е к т р о т е х н и к и ,
п р е о б р а зо в а те л ь н о й т е х н и к и , э л е к т р о т е х н и ч е с к и х м а т е р и а л о в
Б у т ы р и н П .А ., председатель секции (О бъединенны й и нститут высоких тем ператур РА Н ), Гуляев А .М . (М осков­
ский энергетический институт), К о зл о в В.Н . (С.Петербургским государственны й политехнический университет),
К о р о т еев А.А. (Н И И прикладной механики и электродинамики М А И), Л а г а р ь к о в А .Н . (О бъединенны й инсти­
ту т вы соких тем ператур РА Н ), М а к а р ш и н Б .Д ., ответственны й секретарь редакции, Р озанов Ю .К . (М осковский
энергетический институт), Ч е ч у р и н В .Л . (С .П етербургский государственны й политехнический университет).
Научный редактор —
М акарш ин
Б.Д .
С екц и я электроэн ергети ки
С т р о е в В.А., председатель секции (М осковский энергетический институт), Б а р и н о в В.А. (Э Н И Н им. Г.М . К рж и­
ж ановского). Д ь я к о в А .Ф . (Корпорация «Единый электроэнергетический ком плекс РФ »), Ж е л е зк о Ю .С . (Н ауч­
но-исследовательский институт электроэнергетики), К о ган Ф .Л . (О А О «Ф ирма О РГРЭС »), К о щ еев Л .А . (Н ауч­
но-исследовательский институт постоянного тока), М а м и к о н я н ц Л .Г . (Н аучно-исследовательский институт элект­
роэнергетики), С ем ен о в В.А. (Ц ДУ Е Э С России).
Н аучный редактор —
С е к ц и я т ех н и к и
К у д и н о в а Л .С .
в ы со к и х н а п р я ж е н и й , э л е к т р и ч е с к и х а п п а р а т о в , тр а н с ф о р м а т о р о в
Л о х ан и н А .К ., председатель секции (Всероссийский электротехнический институт). Б е л к и н Г .С . (Всероссийский
электротехнический институт). В е р ещ а ги н И.П. (М осковский энергетический институт), К о в а л е в В.Д. (М осков­
ский Электрозавод).
Научный редактор —
К у д и н о в а Л .С .
С е к ц и я э л е к т р и ч е с к и х м аш и н
И в а н о в -С м о л е н с к и й А .В., председатель секции (М осковский энергетический институт), Б еспалов В.Я.
(М осковский энергетический институт), Д а н и л е в и ч Я.Б. (О тдел (институт) электроэнергетических проблем РАН),
Е всеев Б .Н., зам еститель главного редактора, К о в а л е в Л .К . (М осковский государственны й авиационны й
институт), Ш а к а р я н Ю .Г . (Н аучно-исследовательский институт электроэнергетики).
Научный редактор —
Е всеев Б.Н.
С е к ц и я эл ек тр о п р и в о д а и а в т о м а т и з а ц и и тех н о л о ги ч еск и х п роц ессов
И л ь и н с к и й Н .Ф ., председатель секции (М осковский энергетический институт). Б о р ц о в Ю .А . (С .П етербургский
государственны й электротехнический университет), К о зач ен к о В .Ф . (М осковский энергетический институт).
Научный редактор —
Е всеев Б.Н.
Литературный редактор Т.П. Александрова
Младший редактор Н.В. Чечунова
____________ Компьютерная верстка Н.Н. Мерзляков_____________________________
П о ч т о в ы й а д р е с : 1 0 1 0 0 0 М о с к в а , Г л а в н ы й п о ч т а м т , а /я Л г 6 4 8
А дрес р едак ц и и : Москва, Красноказарменная ул.. 14 (МЭИ, каф. ТОЭ, первый этаж, ком. 3-111)
Сдаі
‘
Тираж 750 экз.
свободная
1-9377
ИЗДАЕТСЯ С ИЮ ЛЯ 1 8 8 0 ГОДА
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
СЕН ТЯ Б Р Ь
2008
ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ ТЕОРЕТИЧЕСКИМ И НАУЧНО-ПРАіаИЧЕСКШ,ЖУРНАЛ—
I С. Т о р а и ғ ы р о в
УЧРЕДИТЕЛИ: РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК (Отделение энергетики, маш Й нос^бейия; механики
|академик С.Белсембаег
и процессов управления),
РОССИЙСКОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЩЕСТВО ЭНЕРГЕГИІ IB If 9 Л Ш Р 0 1 В ( Н И К 0 В
КІТАПХА !АСЫ
CONTENTS
СО Д ЕРЖ АНИЕ
Труфанов В.В., Ханаев В.В. М атематическое модели­
рование нагрузок потребителей электроэнергии
при оптимизации развития электроэнергетических
I с и с т е м .................................................................................
2
Фархадзаде Э.М .! Мурадалиев Л .З., Фарзалиев 10.3.
Повышение точности оценки и достоверности
сравнения показателей индивидуальной надежно­
сти энергоблоков Г Р Э С ...............................................
10
Алферов Д .Ф ., Белкин Г.С., Евсии Д.В . Влияние пара­
метров цепи на коммутацию постоянного тока ва­
куумной дугогасительной камеррй с аксиаль­
но-симметричным поперечным магнитным полем
17
V.V. Trufanov and V.V. Klianaev, Mathematical Modeling
of Loads o f Electric Power Consumers in Optimizing
the Development o f Electric Power S y s te m s .............
2
E.M . Farkhadzade, A.Z. Muradalicv and Yu.Z. Farzaliev,
Improving the Accuracy with Which the Indicators
Characterizing the Reliability o f Individual Power
Units at District Power S ta tio n s.....................................
10
D.F.Alferov, G. S. Belkin and D.V. Yevsln, The Influence of
Circuit Param eters on the Ability o f a Vacuum
Interrupter with a Transverse Axially Symmetrical
Magnetic Field to Switch Direct C u r r e n t....................
17
V.A. Chvanov, No-Load Operating Mode of a Shunting
Reactor Controlled by Biasing Its Magnetic Co r e . . .
25
30
Чванов В.А. Режим холостого хода управляемого под> магничнваннем магнитопровода шунтирующего
реак то р а..............................................................................
25
Зайцева II.М ., Зайцев Д .С ., Клецель М .Я . Зависимо­
сти удельного электрического сопротивления грун­
та от влажности и тем п ер ату р ы ..................................
N.M . Zaitseva, D.S. Zaitsev and M.Ya. Kletsel’,
Dependences o f Soil Electrical Resistivity on Moisture
C ontent and T e m p eratu re...............................................
30
Ким К.К. Электромагнитная система причаливания и
стыковки космических к о р а б л е й ...............................
K.K. Kim, An Electromagnetic System for Mooring and
Docking Spacecrafts.........................................................
35
35
Казаков Ю .Б., Андреев В.А. Влияние параметров ш и­
ротно-импульсного регулирования напряжения на
добавочные потери в асинхронных двигателях . .
Yu.B. Kazakov and V.A. Andreev, The Effect the
Parameters o f Pulse-Width Control o f Voltage Have on
Additional Losses in Asynchronous M o to rs.................
39
39
Крюков О.В. Регрессионные алгоритмы инвариантно­
го управления электроприводами при стохастиче­
ских возм ущ ен и ях.........................................................
O.V. Kryukov, Regression Algorithms for Invariant
Control o f Electric Drives under Stochastic
D isturbances......................................................................
44
44
Шншипш С.Л, Итерационные методы реш ения об­
ратных задач расчета электрических и магнитных
полей со свободной гр а н и ц ей .....................................
S.L. Shishlgln, Iteration M ethods for Solving the Inverse
Problems o f Calculating Electric and Magnetic Fields
with a Free B o u n d a ry .....................................................
51
51
Блинов 10.И ., Блинов K.IO. Повыш ение КПД про­
мышленных ламповых генераторов...........................
Yu.I. Blinov and K.Yu. Blinov, Improving the EiTtciency o f
Industrial Vacuum-Tube Generators..............................
58
58
Дякнн В.В., Сандовский В.А., Дударев М .С. Э ф ф ек­
тивная магнитная проницаемость неоднородной
металлической пластины в переменном поле. Ч.ІІ
V.V. Dyakin, V.A. Sandovskil and M .S. Dudarev, The
Effective Magnetic Permeability o f a Nonuniform
Metal Plate in Alternating Field. Part I I .......................
63
63
FROM
TH E
HISTORY
ENGINEERING
ИЗ ИСТОРИИ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Бугырнн П.А. Об одной дореволю ционной публика­
ции журнала «Электричество».....................................
70
© «Электричество*, 2008
ELECTRICAL
P A Butyrin, About one publication in the Journal
“ filectrichestvo” (1917, Nb I, 2 - 3 ) ..............................
70
CHRONICLE
ХРОНИКА
Иван Филиппович Кузнецов
(К 80-летию со дня р о ж д е н и я ) ..................................
OF
71
b a n Filippovich Kuznetsov
(to Mark the SO'1*Anniversary)........................................
71
30
Зависимости сопротивления грунта от влажности и температуры
рицательных значений тока в цепи постоянного
тока моста возникают перенапряжения от протека­
ния отрицательного тока через делители и демпфе­
ры, входящие в состав тиристорных вентилей. Эти
значительные перенапряжения имеют периодиче­
ский установивш ийся характер и приводят к ава­
рийному нарушению цикла перемагничивания ре­
актора. Значительно возрастают потери и стои­
мость устройств управления и самого реактора.
3. Устройство управления в виде двух встреч­
но-параллельно включенных тиристорных мостов
или четырехквадрантных преобразователей других
типов позволяет исключить отмеченные недостат­
ки одномостового устройства управления.
«ЭЛ ЕКТРИ ЧЕСТВО * № 9/2008
2. Брянцев А.М. Управляемые подмагничиванием электри­
ческие реакторы - как элемент электроэнергетической систе­
мы. — Электротехника, 2003, №1.
3. Шипилло В.П. Автоматизированный вентильный элек­
тропривод. — М.: Энергия, 1969.
4. Патент РФ № 2320061 от 21.11.2006. Устройство подавле­
ния тока однофазного дугового замыкания на землю трехфазной высоковольтной линии электропередачи/ВАЧванов.
Опубл. 20.03.2008. (Бюлл. № 8).
5. Чванов В.А. Преобразователи с дозированной передачей
электроэнергии. — Электричество, 2005, № 6.
6. Чванов В.А. Перспективная преобразовательная техника.
— Электротехника, 2006, № 9.
f07.06.07J
А в т о р : Чванов Вячеслав Александрович окончил
электроэнергетический факультет
Московского
энергетического института в 1962 г. В 1980 г. защи­
1.
Кочкнн В.И., Нечаев О.П. Применение статических ком­ тил докторскую диссертацию «Автономные инвер­
торы с прямой коммутацией» в ГУП ВЭИ им. В. И.
пенсаторов реактивной мощности в электрических сетях энер­
Ленина. Главный научный сотрудник ГУП ВЭИ.
госистем и предприятий. — М.: Изд-во «НЦ ЭН АС*, 2000.
________________ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ_______________
Зависимости удельного электрического сопротивления грунта
от влажности и температуры
З А Й Ц Е В А Н .М ., З А Й Ц Е В Д .С ., К Л Е Ц Е Л Ь М .Я .
Предложена методика построения моделей зави­
симости удельного сопротивления р от влажности и
температуры на основе экспериментов и теории не­
четких множеств. Даны формулы для достаточно
точного определения р песка и супеси в диапазоне от
+20 до - 2 0 °С.
Ключевые слова: удельное сопротивление грунта,
влажность, температура, расчет, нечеткие множе­
ства
При проектировании и расчете заземляющих
устройств используются зависимости 11, 2 J, в кото­
рые входит удельное электрическое сопротивление
грунта, соприкасающегося с заземлителем (р), зна­
чения которого
могут колебаться от 10” Омм
(графит) до 10 О мм (каменная соль) [3|. Кроме
того, это сопротивление весьма существенно зави­
сит от влажности, температуры и структуры поро­
ды [3].
Имеющ иеся в литературе эмпирические форму­
лы и сезонные коэффициенты даю т возможность
получить для разных грунтов лиш ь очень прибли­
зительную картину изменения р в зависимости от
перечисленных выше параметров [1—4J. Так, при
расчете р песка по формуле [3]:
A procedure is proposed fo r constructing models
describing the resistivity o f soil p a s a function o f moisture
content and temperature on the basis o f experiments and
fu zzy set theory. Formulae are given that allow the values
o f sand and sandy loam to be determined fairly accurately
in the temperature range from +20 to —20°C.
Key words: soil resistivity, moisture content,
temperature, calculation, fu zzy sets
p = a p w<p-m S ~ n
(1)
(где p w — удельное электрическое сопротивление
содержащейся в породе воды; Ф — пористость; S —
доля порового объема, заполненного водой; т, п —
эмпирические параметры), считая в соответствии с
[2] для речной воды p w = 1 0 0 m m ; Ф = 0,15;
а = 0 ,6 2 ; т = 2 ,1 5 , получаем р( = 6*10' Омм для по­
рового пространства менее 30% и п = 1 0 , и р ^ = 3 7 0
Ом-м для І І І І І В [2] для сухого песка р | = 1 5 0 0 ^ 4 2 0 0
О мм и для песка, сильно увлажненного грунтовы­
ми водами, р 2 = Ю-й>0 Омм.
Аналогичные расхождения с результатами рас­
четов показали и наши эксперименты (см. далее).
Они подтвердили, что формула расчета сопротив­
ления влагосодерж^щего грунта в зависимости от
температуры [3]: /
«ЭЛЕКТРИЧЕСТВО* № 9/2008
Зависимости сопротивления грунта от влажности и температуры
Р = Р 20 * - 0ДО2,' - 20).
(2 )
где р 20 В удельное сопротивление при температу­
ре 20 ^С ; t - температура грунта применима, как
утверждают и ее авторы, только для положитель­
ных температур.
Относительно отрицательных температур отме­
чается, что при замерзании поровой влаги р грунта
возрастает в несколько раз, но какова закономер­
ность этого роста в зависимости от влажности в
(1—41, как и в других известных нам источниках,
не указывается.
В статье предпринята попытка разработать ме­
тодику построения модели для определения зави­
симости удельного электрического сопротивления
от влажности и температуры, пригодную для любо­
го типа грунта. От температуры — с помощью экс­
перимента и построения обычных регрессионных
зависимостей, от влажности — с помощью регрес­
сионного моделирования с применением разрабо­
танной Лотфи Заде теории нечетких множеств
(ТНМ ), которая позволяет решать задачи с нечет­
кими исходными данными (5). В нашем случае не­
четко характеризуется влажность, например, «сухо»
— это, когда влажность составляет примерно от 0
до 5%, «умеренно влажно» — примерно от 4 до
14%, «сильно влажно» — от 12 % до насыщения
грунта влагой. Но можно считать «сухо», когда
влажность составляет от 0 до 3%, а «влажно» — от
2% до насыщения. И первый и второй варианты
правомерны из-за отсутствия четкой границы меж­
ду лингвистическими понятиями «сухо» и «влаж­
но». По той же причине правомерны и перекрытия
интервалов между ними (перекрытия имеют особое
значение в ТНМ ) и то, что мы относим, например,
4,5% и к «сухо» и к «умеренно влажно». Для полу­
чения объективного результата и оценки влияния
на него количества и широты границ этих понятий
будем рассматривать две модели с приведенными
тремя и двумя нечеткими перекрывающими друг
друга интервалами. Предварительно сформулируем
основные постулаты ТНМ . Нечетким множеством
называют множество Д для которого функция
Ра (х ) принадлежности элемента х к А может при­
нимать любые значения от 0 до 1 (таким образом
расширяется канторово понятие множества). При
этом х е Е , где Е — универсальное множество,
имеющее некоторое свойство /?, причем А — под­
множество в Е(А 6 /Г), и для элементов х в А нет од­
нозначного ответа «да», «нет» относительно свой­
ства R. Между областями, где р Щ имеет значение
0 и 1, существует так называемая область переклю­
чения (перекрытия). В ней и работает функция
/*л(*)> определяя насколько данное значение (на­
пример 4,5% влажности) принадлежит выбранно­
му, часто
объясняет
интервалы
Модель
31
весьма приближенно, интервалу. Это
необходимость иметь перекрывающие
в наших моделях.
для определения зависимости р от влаж­
ности. Для каждого вида грунта разрабатывается
система размытых правил, которая в соответствии
с [5] в общем виде записывается следующим обра­
зом:
H f a i * А и ) Щ х 2 йЛ 2і)И ...Щ хк s A k j )ТН EN у = щ (х),/ = 1.... W,
где Ajj — нечеткое подмножество, т.е. нечеткий ин­
тервал для переменной щ с функцией принадлеж­
ности р А .. (а); N щ число правил (число интерва­
лов); у —г/Лх) — функция, определяющая локаль­
ное решение модели от набора х = (xj, ..., х^).
Для одномерной зависимости (речь идет о пара­
метре влажность грунта) система размытых правил
(3) приобретает вид:
ІҒлсеЛу T H E N y = rjj{x)%
1 = 1,..„УУ,
(4)
где А/ имеют функцию принадлежности р А (х).
Д л я определения функций принадлежности ис­
пользуем прямой метод [5], в котором для каждого
х е Е задается значение р А (х). Это правомерно, по­
скольку метод применяется для измеримых поня­
тий, таких как давление, температура и т.д., а
влажность, несомненно, относится к этим поняти­
ям.
Для описания нечеткой принадлежности к ин­
тервалам приняты, как это обычно делается при
решении задач с использованием нечетких мно­
жеств, экспоненциальные функции:
^ / |.( х ) = е ( - с и “ </>2) и / і /,2 (д с )= І-е (" с и " </)2 ) (5)
где коэффициенты c u d характеризуют степень не­
четкости (плавность переключения) и положение
на числовой оси параметра влажность (начало не­
четкой границы); коэффициент с определяется ме­
тодом беспоисковой идентификации, d — нашим
представлением о понятии влажность, например во
втором рассматриваемом варианте это цифра 2
( 2 %).
Для полученной модели функции принадлежно­
сти имеют вид, показанный на рис. 1, где v=jc, а
у-вл аж н о сть. Значения интервалов влажности vl
(«<сухо») и v2 («влажно) первоначально определя­
лись весьма приблизительно, а затем уточнялись на
основе экспериментальных данных (см. далее). От­
метим, что в области переключения, где соседние
Pi и / і і . I имеют ненулевые значения, всегда вы­
полняется равенство P j +^ = \ —p j .
32
Зависимости сопротивления грунта от влажности и температуры
Рис. 1. Семейство функций принадлежности для нечетких ин­
тервалов влажности: — — функция принадлежности к интер­
валу значений «сухо» (vl); — -----к интервалу «влажно» (v2)
Определить по рис. I, к какому интервалу при­
надлежит, например, песок влажностью 2 ,8 %, мож­
но по значению функции принадлежности, восста­
новив перпендикуляр из точки 2 ,8 до пересечения
с обеими линиям и. Тогда принадлежность к интер­
валу «сухо» характеризуется значением /* |= 0,34
(точка /), а к интервалу «влажно» значением
/<2 “ 0,66 (точка 2). При влажности 4,5% / / 1= 0,02,
/ * 2 = 0 , 98 .
При моделировании р функции rjj(v) определя­
лись в виде:
Щ (*)= Ьц+Ь^у, rjj(x)= b 0 + Щ ,
(6)
где v — влажность грунта; Ьц к Ь\ — параметры
уравнения регрессии, оцениваемые по методу наи­
меньших квадратов для каждого из интервалов от­
дельно.
Общий вид модели удельного сопротивления:
М
Р=
(7)
Ш
1
Для определения параметров модели создана
лабораторная установка, позволяющая проводить
эксперименты при температурах от +20 до - 2 0 °С
при изменении влажности приблизительно от 0 до
насыщ ения грунта водой 18-н25%.
Лабораторная установка (рис. 2) изготовлена из
органического стекла в виде лабиринта для увели­
чения длины проводящего слоя. Электроды выпол­
нены из медной пластины, размеры электродов
44x40 мм, длина проводящего слоя грунта 1,65 м,
сечение слоя равно площади электродов. Общий
объем размещ аемого в установке грунта 0,003 м . В
нее помещался грунт определенной влажности и
температуры. Для определения влажности образец
грунта высушивался, взвешивался, смачивался и
взвешивался вновь. Температура контролировалась
с помощью термометров, установленных в разных
«ЭЛЕКТРИ ЧЕС ТВ О * № 9/2008
точках. Их показания были практически одинако­
вы. И з-за незначительной толщины грунта раз­
ность температур в нижнем и верхнем слоях грунта
была менее 0,2 °С. Установка подключалась к ис­
точнику переменного тока с частотой 50 Гц. С о­
противления р измерялись при трех разных напря­
ж ениях U\< Ui< {/3 , результаты измерений усред­
нялись. Значения напряжений (не превышали
220 В) U\< U2 < I/3 подбиралась таким образом,
чтобы и их и токи, которые они создавали, можно
было замерить с относительной погрешностью
4—10%. Например, при проведении эксперимен­
тов с супесью 17%-влажности на пластины подава­
лось напряжение 60, 80, 100 В при положительных
значениях температуры. Затем при снижении тем­
пературы грунта до —20 °С напряжение на электро­
дах увеличивалось до 160, 175, 190 В (вся шкала
200 В). Все измерения проводились приборами,
имеющими класс точности 2,5%, с относительной
погрешностью, не превышающей 10%, по методике
определения удельного сопротивления грунта, из­
ложенной в ГОСТ 9.602.89.
Пробы грунта брались в районе поймы р. И р­
тыш. Грунт увлажнялся водой из водопровода
г. Павлодара, так как ее минерализация практиче­
ски равна минерализации грунтовых вод (подтвер­
ждающая документация имеется). Это объясняется
тем, что оба водозабора в Павлодаре установлены
на Иртыше. В качестве грунта выбраны песок и су­
песь, как наиболее часто встречающиеся в Казах­
стане при выполнении заземляющих устройств
электроустановок.
Результаты моделирования. По двум типам грун­
та построено по две модели для каждой системы
размытых правил (нечетких интервалов влажно­
сти). На основе анализа погрешностей аппрокси­
мации в модели с тремя интервалами была выбрана
линейная функция ij:(v) из ( 6 ), а с двумя — показа­
тельная. Они строились с использованием одних и
тех же экспериментальных точек, форма полосы
рассеяния которых допускает и ту, и другую ф унк­
циональную зависимость. Сравнение двух получен­
ных моделей показало, что предпочтительней моЬСолодильная кам ера
1ермомётр
’ Уермомёто^;
Рис. 2. Схема Лабораторией установки для определения удель­
ного электрического сопротивления грунта
«ЭЛЕКТРИЧЕСТВО» № 9/2008
Зависимости сопротивления грунта от влажности и температуры
дель с двумя интервалами. При трех интервалах
точность моделирования увеличивается незначи­
тельно, а модель усложняется (приходится рассчи­
тывать параметры Ь$ и Ь\ для трех регрессионных
зависимостей вместо расчета для двух и определять
функции принадлежности для трех нечетких под­
множеств влажности). Анализ экспериментальных
данных (рис. 3) и разработанных систем нечетких
правил для песка и супеси позволил привести гра­
ницы нечетких интервалов влажности к одному
значению (ввиду их незначительного отличия). Так
на интервале влажности от 0 до 2 % характер изме­
нения p(v) (функция i/|(v)) резко отличается от ха­
рактера изменения р на интервале от 6 % и до на­
сыщения (функция 7 2 (И). На интервале от 0 до 2%
сильнее влияние свойств электропроводности
грунта, а при увеличении влажности параметр р
уже больше зависит от содержащейся в фунте
воды.
После приведения системы нечетких правил
для песка и супеси к единому виду модель стала
выглядеть следующим образом: число нечетких ин­
тервалов N = 2 , первый интервал 0 < v < 2 , второй
интервал v > 6 , область переключения 2 < v < 6 ,
функции принадлежности /i А (v):
' I, 0 < v < 2
-0,8(v
АГ=
■
2 < v < 6;
0, v > 6
Р п , = р п 0( - 342,8 v 2 + 85,5 V—0,87);
(Ю)
P c i = p c0(2 3 6 v 2 - 2,21v + 1 ,1 5 ),
где р П0 и p -п — удельные сопротивления песка и
супеси при 0, а р п, и р с( при -1 °С .
Дальнейшее изменение температуры от —1 до
—20 °С ведет к увеличению р в соответствии со сле­
дующими зависимостями, построенными анало­
гично ( 10):
Отметим, что числа 2 и 6 в формуле ( 8 ) — ко­
нец и начало интервалов на оси «влажность»
(рис. 1), и при уточнении определены (в процен­
тах) приблизительно.
Исходя из (6 )—( 8 ), получены следующие зави­
симости удельных сопротивлений для песка и суот влажности при 20 °С:
+1,48 •0,89 v /г 2 (v), кӨм • м;
Pci 0,88
Р п = Р п 1°>8 7(/+,); Р с
2 < v < 6.
1, v > 6
р п =6,83 •0,39^
них незначительно. Поэтому форма полосы рас­
сеивания экспериментальных точек не показана, и
кривые рис. 3 можно использовать для определе­
ния динамики изменения р данного вида ф унта в
диапазоне от +20 до —20°С при любой влажности.
Зависимости р от г. Как показали наши экспери­
менты с песком и супесью (кривые 1—3 на рис. 4),
эти зависимости в диапазоне отрицательных темпе­
ратур даже ориентировочно не описываются форму­
лой (2), по которой построена кривая 4. При сухом
грунте с понижением температуры р уменьшается
по экспоненте. При влажном — в районе от 0 до
—1°С происходит резкое увеличение р, которое при
для песка и супеси может быть вычислено по сле­
дующим формулам, полученным по координатам
экспериментальных точек путем выбора (из-за
меньших пофеш ностей аппроксимации) функции
в виде многочлена и определения его коэффициен­
тов из решения системы линейных уравнений:
(8)
0, 0 < v < 2
| _ e - 0,8(v - 2)2
33
(/'+!)
(П)
Анализ значений р , полученных с помощью
разработанной модели, показывает, что они нахо­
дятся в диапазонах, указанных в [3].
Отметим, что рассмотренная методика дает воз­
можность найти электрические характеристики
слоистых фунтов, определив р каждого слоя и ис­
пользуя метод оптической аналогии [3] (р входят в
рекуррентные формулы метода).
(9)
р с = 95,6 *0,1v /і | (v )+0Д 2 •0,8 v 2 (у)і кОм • м.
Параметры первой функции tjAv) вычислялись
при изменении влажности в интервале от 0 до 3%,
т. е. от сухого до слегка увлажненного состояния,
второй — rj-f(v) в интервале от 3% до насыщения
грунта водой. Аналогично (9) для песка и супеси
построены зависимости р от v при других темпера­
турах. Они представлены на рис. 3 в логарифмиче­
ских координатах (логарифм при основании 10) и
на интервале от 5% до насыщения почти везде сов­
падают с экспериментальными точками. При
уменьшении влаги от 5% до нуля отклоняются от
У
-V
*
но"
-г-
Г - ■------
<-20°
*■
Ч
•—
,ю° )°
* - 2 9- - - — » - — г-г4Л
- — *-
-
+20^
10
12
14
v,%
Рис. 3. Зависимости р от v для супеси (- —) и песка (-------)
при различной температуре
34
«ЭЛЕКТРИ ЧЕС ТВ О » № 9/2008
Зайцева Н.М . и др.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Р. Ом м
5000
2400
2000
1600
1200
800
.
400
0
2
0
-2 -4
/
. І
-
1 * N2
!
-ч
,
*
.
К
-6 -8 - 1 0 - 1 2 - 1 4 - 1 6 - 1 8 /,°С
Рнс. 4. Зависимости удельного электрического сопротивления
р от температуры /: / - для песка влажностью 5%; 2 - для песка
влажностью 16%; 3 - для супеси влажностью 16% {1 -3 — по­
строены по (10) и (II)); 4 - для песка влажностью 16% (по
формуле (2)); экспериментальные данные; ■ — песок 16%;
♦ — супесь 16%; А — песок 5%
1. Руководство по защите электрических сетей 6—1150 кВ от
грозовых и внутренних перенапряжений. - М.: РАО «ЕЭС Рос­
сии», 1999.
2. Бургслорф В.В., Якобс А.И. Заземляющие устройства
электроустановок. — М.: Энергоатомиздат, 1987.
3. Карякин Р.Н., Солнцев В.И. Заземляющие устройства
промышленных электроустановок. — М.: Энергоатомиздат.
1989.
4. Васильев АА., Крючков И.П., Наяшкова Е.Ф. и др. Элек­
трическая часть станций и подстанций. - М: Энергоатомиздат,
1990.
5. Попов А.А. Регрессионное моделирование на основе не­
четких правил. — Сб. науч. тр. НГТУ, 2000, №2 (19).
[24.12.07J
П о р я д о к п о с т р о е н и я м о д е л и . Собирает­
ся лабораторная установка. Экспериментально на­
ходится р для / = 2 0 °С при различных значениях
влажности исследуемого грунта. Определяются
число интервалов влажности и их границы. Для ка­
ждого из интервалов методами обработки экспери­
ментов отыскиваются вид функции *7, ( 1') и ее пара­
метры. С использованием ТНМ находятся функ­
ции принадлежности // л (v). По (7) вычисляется
значение р 2о грунта при заданной влажности и за­
тем р по (2 ) для любого / > 0 .
Для / < 0 в соответствии с указанным ранее на­
ходится р при 0°С. Затем по формулам, аналогич­
ным ( Ю) и ( 11), вычисляются р при —I °С и при /| ,
если —1°С > /, > -2 0 ° С .
В ы во д. Разработанная методика позволяет стро­
ить модели для определения удельного электриче­
ского сопротивления р любого типа грунта от
влажности и температуры с достаточной для прак­
тики точностью.
А в т о р ы : Зайцева Наталья Михайловна окончшіа факультет автоматизированных систем Ново­
сибирского электротехнического института в
1974 г. В 1998 г. защитила кандидатскую диссерта­
цию «И следование и разработка математических
моделей оперативного управления замкнутым гидро­
химическим производством» в Новосибирском госу­
дарственном техническом университете. Доцент к а ­
федры «Вычислитеііьная техника и программирова­
ние*> Павлодарского государственного университета
им. С. Торайгырова (ПГУ), Казахстан.
Зайцев Дмитрий Сергеевич окончил факультет
энергетики ПГУ по специальности автоматическое
управление электроэнергетическими системами в
1999 г.
Клецель М арк Яковлевич окончил электромехани­
ческий факультет Карагандинского политехническо­
го института в 1961 г. В 1998 г. защитил доктор­
скую диссертацию «Развитие теории и реализация
релейной защиты подстанции с электродвигателя­
ми» в Казахском научно-исследовательском инсти­
туте энергетики. Профессор кафедры «Автоматиза­
ция и управление» ПГУ’ Казахстан.
К СВЕДЕНИЮ АВТОРОВ и ЧИТАТЕЛЕЙ!
Каждый автор имеет право бесплатно получить 1 экз. журнала с его статьей.
Экземпляры номеров журнала «Электричество» за последние годы
можно приобрести в редакции журнала:
111250 Москва, Красноказарменная ул., 14
(МЭИ, каф. ТОЭ, первый этаж, ком. 3-111, тел. 362-7485).
V
/
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
296 Кб
Теги
elektricheskikh, 3511, zaycev, temperature, grunto, soprotivleniya, vlajnosti, zavisimosti, udelnogo
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа