Разработка и исследование автоматизированной системы управления технологическими комплексами монтажа линий электропередачи тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Картовенко Алла Валерьевна

  • Картовенко Алла Валерьевна
  • кандидат науккандидат наук
  • 2022, ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
  • Специальность ВАК РФ00.00.00
  • Количество страниц 235
Картовенко Алла Валерьевна. Разработка и исследование автоматизированной системы управления технологическими комплексами монтажа линий электропередачи: дис. кандидат наук: 00.00.00 - Другие cпециальности. ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)». 2022. 235 с.

Оглавление диссертации кандидат наук Картовенко Алла Валерьевна

Список сокращений и условных обозначений

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Методы монтажа ЛЭП ВЛ и обзор новых видов кабельно-проводниковой продукции

1.2 Проектирование ЛЭП ВЛ. Системы автоматизации МК

1.3 Методы расчета гибких нитей (стержней)

1.4 Актуальность темы диссертации

1.5 Цель и задачи исследования

1.6 Выводы по главе

Глава 2. Теоретические соотношения. Моделирование гибкой нити пролета

ЛЭП ВЛ

2.1 Основные соотношения

2.2 Моделирование гибкой нити

2.3 Выводы по главе

Глава 3. Тестирование и программирование моделей пролетов гибкой нити

ЛЭП ВЛ. Оптимизация времени тяжения

3.1 Тестирование и программирование

3.2 Задача оптимизации времени тяжения

3.3 Выводы по главе

Глава 4. Моделирование гидравлического оборудования для прокладки ЛЭП

ВЛ и исследование его характеристик

4.1 Обоснование выбора модели для исследования МК как объекта управления

4.2 Машинный эксперимент (моделирование работы) для упрощенной модели гидравлического МК

Стр.

4.3 Разработка модели системы пролётов, заполненных монтируемым проводов или кабелем и лидер-тросом

4.4 Анализ монтажной длины провода МК

4.5 Модель гидравлического кабельного домкрата

4.6 Гидравлическая тормозная машина

4.7 Гидравлическая натяжная машина

4.8 Применение многопараметрического подхода для автоматизации работы МК

4.9 Выводы по главе

Глава 5. Автоматизация гидравлического МК

5.1 Автоматизация управления МК

5.1.1 Архитектура системы управления МК

5.1.2 Схемы и модели автоматизированного МК

5.1.3 Исследовательские задачи

5.2 Эффекты от создания САУ МК

5.3 Рекомендации по автоматизации управления МК

5.4 Устойчивость системы

5.5 Выводы по главе

Основные результаты и выводы

Список литературы

Приложение

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

А АС

ВОК

ВОЛС

ЛЭП ВЛ

МК

ОК

ОКГТ

ОКСН

ОКФП

САУ

УВМ

провод из алюминия

провод, состоящий из сердечника - стальных оцинкованных проволок,

и одного или нескольких наружных навивок из алюминиевых проволок,

предназначается для прокладки на суше, кроме районов с загрязненным

вредными химическими соединениями воздухом

волоконно-оптический кабель

волоконно-оптическая линия связи

линии электропередач высоковольтных линий

монтажный комплекс

оптоволоконный кабель

оптический кабель, встроенный в грозотрос

оптический кабель самонесущий неметаллический

фазовый провод

система автоматического управления ультравысокомодульный лидер трос

а - параметр цепной линии (длина такого отрезка нити, вес которого равен

горизонтальной составляющей натяжения нити) / - стрела провеса провода или троса в пролете И - высота опор I - длина пролёта

А1 - абсолютное удлинение (сжатие) провода т - масса провода или кабеля Мд кр - момент тормозного домкрата

псл - число витков в слое

^ - длина дуги провеса цепной линии (кабеля и лидер-троса) £слоя - время сматывания провода с барабана ипров - скорость тяжения провода

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование автоматизированной системы управления технологическими комплексами монтажа линий электропередачи»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Появление новых типов кабельно-проводниковой продукции, таких как: оптоволоконные кабели, алюминиево-стальные, композитные с сердечником из углеволокна и волокон алюминиевой керамики и нанокомпозитные (Си/Си-ЫЪ, Cu/Cu-Fe) провода, требует применения новых методов монтажа под тяжением [61, 65] и автоматизированных технологий и оборудования. Производство таких проводов расположено в России [61]. В настоящее время в России износ линий электропередач (ЛЭП) существенен, предстоит обновление существующих и замена старых сетей на новые, включая высокотехнологичные [6, 61, 100]. Стоимость самого монтируемого продукта высока, так, цена новых композитных проводов в 5 раз выше традиционных (срок окупаемости - 4 года), однако замена существующих проводов на композитные провода позволяет в 2-2,5 раза повысить пропускную способность существующих воздушных линий электропередач (ЛЭП ВЛ) [61, 100].

Невозможно пренебречь рисками, связанными с процессом монтажа, как высокоответственным этапом строительства ЛЭП ВЛ, в них входят:

1) обрыв кабеля или провода в процессе монтажа методом «под тяжением» при неверном выборе режима работы МК;

2) проведение монтажа над жилыми, промышленными зданиями, над реками, автомобильными и железнодорожными трассами, через горную местность;

3) короткие сроки монтажных работ в силу климатических ограничений (жара/холод, ветер);

4) отключение городов и даже целых регионов от электричества в случае аварии на трассе;

5) строгая процедура приемки строительно-монтажных работ и возможность отклонения результатов монтажа в случае неудовлетворительных результатов мониторинга проведения монтажа (контроль ведется с помощью регистраторов на гидравлических натяжных и тормозных машинах в составе МК);

6) финансовые риски за срыв работ по строительству ЛЭРП ВЛ для заказчиков и потребителей электричества.

Одной из проблем, существующих при строительстве и поддержании в рабочем состоянии электросетевого комплекса РФ, является разработка средств программирования и автоматизации работы комплексов монтажа ЛЭП ВЛ [12] с применением современных средств управления и автоматизации.

Ручное управление монтажными комплексами (МК) приводит к снижению качества и производительности работ, а также связано с большими рисками. Монтаж под тяжением является сложным технологическим процессом с применением специального гидравлического мощного оборудования, требующим автоматизации [47, 48, 81, 107]. Поскольку непосредственное управление МК в полевых условиях является достаточно ответственной задачей, то для проведения строительно-монтажных работ уместно применять современные методы расчета и конструирования инженерных устройств.

Монтаж ЛЭП ВЛ нового поколения выполняется методом тяжения с помощью специального гидравлического оборудования, мощность которого достигает 200 и более кВт, усилия тяжения достигают 100-200 кН, протяженность воздушных линий составляет 5-10 км, на котором располагается 20-50 пролетов [6, 11]. Помимо ЛЭП новые автоматизированные технологии монтажа нужны для прокладки кабельных информационных волоконно-оптических ВЛ, грозотроса и фазовых проводов электропередач со встроенными оптическими информационными кабелями [81, 126, 154], а также для гидравлического оборудования прочей направленности, например, для испытательного оборудования, каротажных геофизических лебедок.

Существуют фирмы-лидеры по изготовлению монтажного гидравлического оборудования (например, Tesmec), но в открытых источниках они не раскрывают техническую документацию по применению средств автоматизации МК, при этом известно, что применяются современные технические решения для дистанционного и автоматизированного управления МК для строительства ЛЭП ВЛ.

Для решения задачи разработки САУ необходимо располагать достаточно полными сведениями об элементах и устройствах, которые необходимо включить в САУ. Современные САУ стали достаточно сложны, теперь требуется координация всех ее компонентов между собой и взаимосвязанность ее подсистем и компонентов.

Степень разработанности темы. Вопросам теоретического и практического решения задач моделирования гибкой нити, проектирования автоматизированных систем посвящено много исследований авторов в отечественных и зарубежных работах.

Вопросами теории гибкой нити, представляющей широко разветвленную дисциплину, занимались Д.Р. Меркин, В.А. Светлицкий, Н.И. Алексеев, В.Г. Имшенецкий, В.К Качурин, В.И. Куркин, А.П. Минаков, И.А. Биргер, С.С. Гаврюшин и др. В численных методах изучаются приближенные методы решения задач алгебры, анализа, дифференциальных уравнений и их приложений в задачах механики и математической физики.

Управлению инженерных систем посвящена теория автоматического управления (ТАУ), предназначенная для синтеза систем автоматического регулирования (САР). Методы разработки систем автоматического регулирования (САР) нашли применение при решении задач управления систем в разработках И.И. Ползунова, Д. Уатта, В.А. Бесекерского, А.А. Воронова, В.К. Титова и Б.Н. Новогранова, А.П. Минакова, И.П. Норенкова, Е.П. Попова, В.В. Солодовникова, В.Н. Плотникова, В.Ю. Зверева, А.Л. Нестерова и др.

До настоящего времени не проводилось исследований, объединяющих эти задачи с целью моделирования и автоматизации МК с использованием многочисленных современных методик и средств.

Целью работы является повышение производительности, качества и безаварийности работы гидравлических МК для прокладки ЛЭП ВЛ методом монтажа «под тяжением» путем разработки и исследования модели МК, САУ МК для его эксплуатации и проектирования нового гидравлического оборудования.

Сформулированная цель определила научные и инженерные задачи

исследования:

1. Выбрать объект исследования. Определить основные параметры узлов и агрегатов для разработки модели МК.

2. Создать математическую модель пролетов ЛЭП.

3. Разработать прикладную программу моделирования пролетов ЛЭП.

4. Провести машинные тестовые эксперименты.

5. Решить задачу по определению наименьшего времени монтажа.

6. Разработать модели гидравлического оборудования МК (кабельного домкрата, гидравлической натяжной и тормозной машин)

7. Исследовать влияние основных конструктивных и технологических параметров гидравлического МК на натяжение монтируемого провода или кабеля и параметр качества - стрелу провеса в пролете ЛЭП.

8. Провести эксперимент для подтверждения теоретических выводов.

9. Выполнить разработку САУ МК (создать структурную схему САУ МК, выбрать состав компонентов, разработать алгоритм управляющей программы).

10. Разработать рекомендации по управлению МК.

В теоретической части работы решены следующие задачи:

1. Разработана методика моделирования пролетов ЛЭП МК с возможностью свободного перекатывания в роликах опор ЛЭП.

2. Проведены машинные тестовые эксперименты в разработанном пакете программ для определения состояния кабеля или провода в каждом пролете ЛЭП ВЛ.

3. Разработаны модели гидравлического оборудования МК. Определен тормозной момент для управления кабельным тормозным домкратом с учетом радиуса размотки строительной длины на кабельном барабане.

4. Определено влияние конструктивных элементов оборудования МК (двигателя, гидронасоса и гидромотора) на усилие тяжения, выбраны их параметры для применения в САУ МК и обеспечения требуемой стрелы провеса (усилие (давления) и скорость (расход гидравлического масла)).

5. Определены параметры САУ МК, ее структура.

Методы исследования основаны на использовании результатов теории гибкой нити, теоретических основ механики, динамики систем, теории автоматического управления, методов разработки систем автоматического регулирования, методов математического моделирования сложных систем с применением вычислительных средств. Исследования проводились с использованием математических моделей и в реальных условиях эксплуатации МК в составе комплекса для строительства контактных линий железных дорог. Математическое моделирование проводилось в средах МаШсаё и МЛТЬЛБ. Разработка программных средств велась с использованием интегрированной среды разработки ТЯАСЕМООЕ [91, 135]. Компьютерное моделирование работы комплексов проводилось на основе параметров реальных МК и параметров монтируемых проводов и кабелей.

Задачи, поставленные в данной работе, решались теоретическими методами исследования из теории гибкой нити, теоретической механики, динамики систем, численных методов моделирования (метод Ньютона), теории автоматического управления, теории разработки САР, моделированием объекта исследования, применением вычислительных средств и экспериментальными методами в реальных условиях эксплуатации.

Экспериментальные и теоретические исследования основных конструктивных параметров позволили обосновать выбор математических моделей гидравлических МК, на основе которых были получены модели влияния на поведение МК (усилия тяжения, скорость и длина протяжки) основных конструктивных параметров и регулируемых параметров управления [12, 84]. Методической основой работы послужил современный системный подход к учету совокупности всех основных конструктивных и технологических факторов, влияющих на усилие тяжения монтируемых кабелей, проводов и грозотроса, экспериментальные исследования на математических моделях с использованием ЭВМ [8, 39, 81, 84, 92, 101, 107].

Объект исследования. Объектом исследования является гидравлический МК для монтажа ЛЭП.

Гидравлические МК для монтажа под тяжением оптических кабелей, электрических проводов и грозотроса, контактных и поддерживающих проводов электрифицированных железных дорог имеют сходство в структуре и конструкции. МК включает натяжную и тормозную гидравлические машины (см. Приложение, Рисунки П.1.4-П.1.6), гидравлический тормозной кабельный домкрат, ролики на опорах ЛЭП, лидер-трос и кабель или провод, монтируемый на опорах ЛЭП, для него характерны большая протяженность трассы ЛЭП (по 6-8 км), высокая мощность оборудования (до 10 т и выше для гидравлических машин) [8, 65, 138, 139].

Предметом исследования является моделирование пролетов ЛЭП ВЛ, автоматизация управления МК с применением современных средств автоматизации гидравлических систем.

Научная задача заключается в разработке методики моделирования пролетов ЛЭП и управлении технологическим оборудованием с помощью САУ МК.

Научная новизна работы. Научная новизна заключается в следующем:

1. Предложена методика моделирования пролетов ЛЭП ВЛ с возможностью свободного перекатывания кабеля или провода в роликах опор ЛЭП. Методика позволяет оценить состояние провода в пролетах.

2. Данная методика реализована в прикладном пакете программ.

3. Получены новые теоретические результаты моделирования пролетов ЛЭП ВЛ для различных конфигураций строительных трасс.

4. Методика проведения исследования является оригинальной.

Примененная методика моделирования позволяет использовать результаты моделирования в качестве входных параметров для САУ МК и обеспечить технологические проектные требования (усилие тяжения, длину протяжки, стрелы провеса), рассчитанные с помощью пакета программ для проектирования ВЛ для отдельных строительных длин, для каждого пролета строительной длины, параметры которого определяются в проекте и техническом задании на строительство трассы ЛЭП ВЛ [12, 14, 132].

Практическая значимость работы. Разработан прикладной пакет программ в среде МЛТЬЛБ, позволяющий показать положение кабеля или провода в пролетах с возможностью их перекатывания в роликах опор ЛЭП ВЛ. Определен момент начала торможения в процессе монтажа.

Практической реализацией является разработка структуры САУ МК, состава компонентов МК и их взаимодействие в структуре САУ МК для управления методом монтажа «под тяжением» и алгоритм управляющей программы САУ МК, которая позволяет усилием и скоростью тяжения с учетом безопасности строительства [12, 78].

Предложены рекомендации по управлению МК и другим гидравлическим оборудованием (специализированным испытательным, каротажным геофизическим).

Полученные в результате проведенных исследований динамические модели гидравлического МК содержат данные для описания и его моделирования как объекта автоматизированного управления. Они позволяют как на стадии проектирования, так и при эксплуатации определять и задавать режимы и законы управления этими МК.

Результаты работы позволяют при проектировании и изготовлении МК:

1. Провести качественное и количественное моделирование работы создаваемых МК.

2. Определить параметры разгона и торможения монтажа с постоянной скоростью.

3. Получить исходные данные для выбора гидроаппаратов, управляющих работой гидравлических МК, конфигурации и элементов автоматизированной системы управления (микропроцессоры, датчики, серводвигатели и гидроаппараты).

4. Полученным математическим моделям служить основой для программирования микропроцессорных инженерных систем автоматического управления МК с учетом их индивидуальных конструктивных и технологических параметров (строительные длины, количество опор, параметры применяемых лидер-троса, оптических, электрических контактных и поддерживающих проводов, грозотроса и кабельных барабанов). При этом учитываются данные

технологических заданий на проведение монтажных работ на конкретных строительных объектах.

5. Обеспечить безаварийное проведение технологического монтажа под тяжением с поддержанием требуемого усилия тяжения, рассчитываемого для каждого объекта с помощью специальных программных продуктов, своевременного перехода из режима разгона в режим постоянной скорости, выбега и гарантированного останова до окончания длины монтируемого провода.

6. Применить САУ МК, повысив производительность, качество и безаварийность работы гидравлических МК в суровых и разнообразных климатических условиях России и других стран (Казахстан, Иран и пр.).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методика моделирования и расчета пролетов ЛЭП ВЛ с возможностью свободного перекатывания кабеля или провода в роликах опор ЛЭП ВЛ.

2. Прикладной пакет программ в среде МЛТЬЛБ для расчета усилия тяжения и стрел провеса в пролетах ЛЭП ВЛ.

3. Структура и состав САУ МК и алгоритм управляющей программы.

4. Рекомендации по управлению МК.

Соответствие паспорту научной специальности. Область исследования соответствует пунктам паспорта специальности 2.3.3 - Автоматизация технологических процессов и производств:

- формуле паспорта специальности, так как в диссертации рассматриваются вопросы «создания автоматизированных технологических процессов и систем управления ими, включающая методологию исследования и проектирования, формализованное описание и алгоритмизацию, оптимизацию и имитационное моделирование функционирования систем, внедрение, сопровождение и эксплуатацию человекомашинных систем»;

- областям исследования паспорта специальности, в частности:

п. 2 «Автоматизация контроля и испытаний»;

п. 3 «Методология, научные основы и формализованные методы построения автоматизированных систем управления технологическими процессами

(АСУТП) и производствами (АСУП), а также технической подготовкой производства (АСТПП) и т. д.»;

п. 19 «Разработка методов обеспечения совместимости и интеграции АСУ, АСУТП, АСУП, АСТПП и других систем и средств управления».

Работа соответствует п. 5.3 Рекомендации «О паспортах научных специальностей» от 24.06.2021 N 1-пл/4.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций, приводимых в работе, обеспечивается принятыми за основу объективно существующими физическими законами, известными уравнениями динамики, непротиворечивостью результатов, полученных теоретическим путем, совпадением результатов машинного эксперимента с экспериментальными данными. Достоверность основных положений диссертации подтверждается положительным опытом внедрения разработанной САУ в конструкторской работе изготовителя гидравлических машин МК: результаты диссертационной работы использованы при создании оборудования гидравлических МК монтажа под тяжением оптических, электрических кабелей и грозотроса ООО «СИ», МК для монтажа контактных поддерживающих проводов для электрифицированных железных дорог для Ирана, выполненных на ПАО «ТМЗ им. В.В. Воровского» и при разработке рекомендаций по управлению МК. Работа была создана на кафедре компьютерных систем автоматизации производства МГТУ им. Н.Э. Баумана, имеются акты о внедрении.

Апробация результатов работы. Основные научные положения и результаты диссертационной работы были представлены в научных публикациях и докладах на конференциях: Всероссийской научно-технической конференции «Автоматизация и управление технологическими и производственными процессами» (г. Уфа, 2011 г.), 9-ой ежегодной конференции «Эффективные методы автоматизации подготовки и планирования производства» (г. Москва, 2012 г.), а также на XVIII Московском Международном Салоне «АРХИМЕД-2015» (2015 г.) и XXI Московском Международном Салоне «АРХИМЕД-2018» (2018 г.).

Внедрение результатов работы. Разработанные в диссертации теоретические положения и полученные результаты, алгоритмы управления, рекомендации по проектированию МК большой протяженности с гидравлическими электроуправляемыми механизмами большой мощности используются специализированными разработчиками и производителями такого оборудования.

Результаты диссертационной работы были использованы на предприятиях ООО «СИ» и ПАО «Тихорецкий машиностроительный завод им. В.В. Воровского» (см. Приложение, Рисунки П. 1.9-П. 1.10).

Личный вклад автора. Диссертация является законченной работой, в которой приводятся результаты исследований, полученные лично автором и в соавторстве. Основные положения и выводы диссертационной работы сформулированы автором.

Публикации. Результаты диссертационного исследования опубликованы в 15 научных работах, из них работ, опубликованных в рецензируемых научных журналах (из перечня ВАК) - 6; свидетельств на программы для ЭВМ - 1.

Структура и объем работы. Диссертационная работа включает введение, пять глав, основные результаты и выводы, список условных обозначений и сокращений, список литературы и одно приложение. Общий объем диссертации составляет 235 печатных страниц, содержит 6 таблиц и 71 рисунок, список литературы включает 168 наименований, из них 20 иностранных источников. Приложение на 59 печатных страницах содержит листинг программ и акты о внедрении.

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, дана оценка научной новизны и практической ценности полученных результатов и сформулированы положения защиты.

Установлено, что актуальность связана с необходимостью прокладки новых видов кабелей, ранее не применявшихся при строительстве ЛЭП. Протяженность строящихся ЛЭП в РФ соответствует географической протяженности страны. Большой моральный и физический износ ЛЭП ВЛ, возникновение новых

энергетических потребностей, задачи экспорта электроэнергии в сопредельные страны требуют массового обновления и создания новых современных сетей ЛЭП ВЛ на основе новых композитных алюминиево-стальных (АС) проводов, фазовых и грозотросов со встроенными волоконно-оптическими кабелями передачи информации, прокладки по ЛЭП ВЛ оптоволоконных линий связи.

В первой главе излагается состояние вопроса. Приведен обзор путей решения повышения надежности сетей ЛЭП ВЛ и их пропускной способности. Это возможно благодаря появлению новых видов проводов.

Приводится обзор литературы по теории гибкой нити. Особенностью диссертационной работы является свободное закрепление провода или лидер-троса в принимающих роликах опор ЛЭП ВЛ. Стрела провеса провода зависит от усилия и скорости тяжения, для управления МК эти зависимости необходимо знать.

Кабель или провод прокладывают несколькими способами, основным является монтаж методом «под тяжением».

Основными параметрами монтажа являются натяжение кабеля или провода, его перемещение (длина), скорость и время протяжки. В настоящее время МК активно используются для строительства поддерживающих и контактных проводов электрифицированных железных дорог, как показано на примере совместной работы ООО «СИ» и ПАО «ТМЗ им. В.В. Воровского» (см. Приложение, Рисунок П.1.10).

Гидравлические МК используются для широкого вида кабельно-проводниковой продукции в пределах своей мощности (максимального усилия тяжения), один вид оборудования может применяться для нескольких типов проводов.

Исходные данные рассчитываются перед строительством ЛЭП с помощью специального пакета программ, который включает такие параметры, как марка провода и лидер-троса, напряжения, количество опор.

При неправильном выборе этих параметров может случиться аварийная ситуация (обрыв провода, его падение на провода под напряжением, на проезжую часть, реку, здание и т.п.).

Прежде чем приступить к монтажу ЛЭП ВЛ, требуется программировать МК, настроить одну (гидравлическую натяжную или тормозную) машину, чтобы обеспечивалось номинальное значение усилия тяжения. Усилие тяжения не может превышать требуемое проектное, иначе будет обрыв провода и аварийная ситуация, меньшее значение также нежелательно, т.к. не обеспечит требуемую стрелу провеса в пролете [87].

Поэтому, для монтажа необходимо знать такие параметры, как: марку провода или кабеля, его строительную длину на барабане с завода-производителя кабельно-проводниковой продукции, его диаметр, погонный вес, номинальное усилие тяжения, точность монтажа и момент начала торможения. Все эти данные учитываются при разработке САУ МК.

В результате проведенного обзора в качестве объекта исследования выбран гидравлический МК, состоящий из провода, лидер-троса и специального мощного гидравлического оборудования (натяжное, тормозное и кабельный домкрат с катушкой провода).

Определена цель диссертационной работы: повышение производительности, качества и безаварийности работы гидравлических МК путем разработки и исследования САУ МК для строительства ЛЭП ВЛ.

Сформулированы основные задачи, которые необходимо решить для ее достижения. Это требует разработки моделей натяжной и тормозной машин, тормозного домкрата, гибких связей (провода, лидер-троса).

Определены параметры управления (усилие и скорость протяжки) и критерии качества (время прокладки и безаварийность) проводимых монтажных работ.

Во второй главе рассмотрены теоретические соотношения: принципы моделирования гибких стержней (провода или лидер-троса), изложены применение теории для решения нелинейных уравнений равновесия для гибких нитей (проводов или лидер-троса) ЛЭП ВЛ и численных методов.

Решены вопросы моделирования пролета ЛЭП ВЛ в статической и динамической постановках задачи. Также рассматривается два варианта пролета:

заполненного проводом и проводом с лидер-тросом. При этом, задача, решается двумя способами: задачей Коши и численным методом - методом Ньютона.

Рассмотрен объект исследования - МК. В его состав входит кабельный барабан, натяжная и тормозная гидравлические машины, а также провод с лидер-тросом. Рассмотрены основные характеристики и условия эксплуатации МК.

Приведена схема монтажа ЛЭП ВЛ. Рассмотрены основные характеристики проводов или кабелей в зависимости от применяемого метода монтажа.

Проведен обзор уравнений цепной линии, применявшейся и менявшейся в ходе получения знаний о характеристиках пролета, а также формулы для моделирования гибких связей одного и нескольких пролетов, образующих строительную длину.

Рассмотрены параметры, подлежащие программированию и автоматизированному управлению, приведены модели пролета ЛЭП ВЛ. Приведены результаты зависимости стрелы провеса провода от параметров: длины пролета, усилия тяжения, вида провода или лидер-троса.

Разработана и исследована модель гидравлического кабельного домкрата, представлена расчетная схема барабана с тросом и исследованы технические параметры провода при монтаже (диаметр слоя, число витков в слое, масса провода, момент инерции провода на барабане, приведенные массы слоя провода, барабана с намотанным проводом и др.).

Приведены графики-результаты исследования модели тормозного гидравлического домкрата для технических параметров. Посчитаны масса барабана, его моменты инерции, представлен способ определения времени смотки-размотки провода на барабане, усилие тяжения, применяемое при размотке каждого слоя провода или лидер-троса.

Исследована зависимость усилия тяжения при использовании тормоза сухого трения.

В третьей главе выполнено машинное тестирование методики моделирования пролетов ЛЭП ВЛ методом решения по параметру и предложено решение задачи оптимизации времени тяжения провода.

В четвертой главе определены связи между узлами и агрегатами гидравлического МК, задающие режимы его работы. Установлены параметры гидравлических МК, которые существенно влияют на их программирование и автоматизацию управления.

Похожие диссертационные работы по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Картовенко Алла Валерьевна, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алексеев, Н.И. Статика и установившееся движение гибкой нити М.: Легкая индустрия, 1970. 268 с.

2. Алюминиевый неизолированный провод АС 50. URL: http://elektrokable.ru/products/7/4541/ (дата обращения: 12.06.2013)

3. Аникин, А.И. Механика: методические указания к выполнению лабораторных работ по физике. Архангельск: Изд-во АГТУ, 2008. 49 с.

4. Балабко Л. В., Томилова А.В. Численные методы : учебное пособие. Архангельск : САФУ, 2014. 163 с.

5. Белов А.Н. Пневмогидроприводы и средства автоматизации. Ч.2. «Гидравлические приводы и системы»: Учебное пособие. Самара: СамГТУ. 2009. 134 с.

6. Бесекерский В.А. Теория систем автоматического регулирования: монография. М.: Наука, 1972, 767 с.

7. Биргер И. А. [и др.] Расчет на прочность деталей машин: Справочник. М.: Машиностроение, 1993. 640 с.

8. Бородин, К. А. В ФСК изучают инновационный метод монтажа проводов "под тяжением". 22.06.2012 URL: http://energo-news.ru/archives/96988 (дата обращения: 12.05.2013)

9. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. 1981. 720 с. с илл.

10. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1968. 226 с.

11. Бычков М.И. Конечная цель - надежность // ЛЭП Лидерство. Эффективность. Профессионализм. 2010. №1 С.16-17

12. Вайсенберг Л.М. Джемс Уатт, изобретатель паровой машины. Л.: Госиздат. 1930. 181 с.

13. Вагоны тяжения для ж/д URL: http://www.zaosi.com/vagony-tyazheniya/159-vagony-tyazheniya-dlya-zhd-zheleznoy-dorogi.html (дата обращения: 01.03.2016)

14. Виноградов Д.Е. Строительство линий электропередачи 35-500 кВ с тяжелыми трассами. Л.: Энергоатомиздат, 2003. 215 с.

15. Виттенбург Й. Динамика систем твердых тел: Пер. с англ. М.: Мир, 1980. 292 с.

16. Власов А.В. Управление расходом рабочей жидкости автоматизированного технологического оборудования на базе электрогидравлического магнитожидкостного регулирующего устройства: дис. ... канд. техн. наук. Саратов, 2003. 298 с.

17. Воронов АА. Основы теории автоматического управления. Ч. 1. Линейные системы регулирования одной величины. Л.: Энергия, 1965. 364 с.

18. Воронов А.А., Титов В.К., Новогранов Б.Н. Основы теории автоматического регулирования и управления : учеб. пособие для вузов. М.: Высш. Шк., 1977. 518с.

19. Выгодский М. Я. Справочник по высшей математике. М.: Наука, 1969. 872 с.

20. Гаврюшин С.С., О.О. Барышникова, О.Ф. Борискин. Численный анализ элементов конструкций машин и приборов. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 479 с.

21. Гаврюшин С.С., О.О. Барышникова, О.Ф. Борискин. Численные методы в динамике и прочности М. : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2012. 492 с.

22. Гантмахер Ф. Р. Лекции по аналитической механике. М.: Наука, 1966. 300 с.

23. Геркусов А.А. Развитие методов статической и динамической оптимизации конструктивных и режимных параметров линий электропередачи: дис. ... доктора техн. наук. Казань, 2021. 362 с.

24. Гидравлические кабельные лебедки URL: http://jakobthaler.hydroflex.ru/equip/winches (дата обращения: 25.07.2013)

25. Глазов А.А., Монаков И.А., Понкратов А.В. Строительная, дорожная и специальная техника: краткий справочник. М.: Профтехника, 2008. 640 с.

26. ГОСТ 839-80. Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи. Технические условия. Введ. 1981-01-01. М.: Изд-во стандартов, 2002. 22 с.

27. ГОСТ 5151-79. Барабаны деревянные для электрических кабелей и проводов. Технические условия. Введ. 1991-01-03. М.: Стандартинформ, 2008. 17 с.

28. ГОСТ 34.602-89 Техническое задание на создание автоматизированной системы. Введ. 1990-01-01. М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. 12 с.

29. Даламбер Ж. Динамика. Пер. с франц. М.-Л.: Гостехтеориздат, 1950. 345 с.

30. Данилевский В.В. И.И. Ползунов: труды и жизнь первого русского теплотехника. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1940. 446 с.

31. Данилина Н.И., Дубровская Н.С., Кваша О.П., Смирнов Г.Л., Г.И. Феклисов Численные методы. Учебник для техникумов. М.:Высш. Школа, 1976. 368 с.

32. Ден-Гартог Дж. П. Механические колебания. М.: Физматгиз, 1960. 580 с.

33. Диментберг Ф.М., Шаталов К.Т., Гусаров А.А. Колебания машин. М.: Машиностроение, 1964. 307 с.

34. Добронравов В. В. Основы аналитической механики. М.: Высшая школа, 1976. 264 с.

35. Дозорцев В.М. Компьютерные тренажеры для обучения операторов технологических процессов. М.: СИНТЕГ, 2009 г. 372 с.

36. Жилин П.А. Прикладная механика. Основы теории оболочек. СПб: Изд-во СПбГПУ. 2006. 167 с.

37. Захарченко В.Е. Развитие теоретических основ и реализация автоматизированного управления активной мощностью и составом задействованных агрегатов ГЭС: дис....доктора техн. наук. Иваново, 2021. 288 с.

38. Иванов Н.П. Презентация «Программа механического расчета проводов, тросов и самонесущих кабелей линий связи и электропередачи «LineMech» &«LineMechCad» URL: http://linecross.ru/LineMech.pps (дата обращения: 01.04.2015)

39. Иванов Н.П. Презентация «Программа расчета монтажных тяжений и стрел провеса проводов, тросов и самонесущих кабелей линий связи и электропередачи «LineMount, LineMount_damp, LmeMountCad_damp». URL: http://linecross.ru/LineMount.pps (дата обращения: 01.04.2015)

40. Имшенецкий В.Г. Канонические дифференциальные уравнения гибкой нерастяжимой нити и брахистохроны //Протоколы математического общества Харьковского университета. 1886. №1. С. 26.

41. Ицкович Э.Л. Методы рациональной автоматизации производства. Вологда: Инфра-Инженерия, 2009. 240 с.

42. Кабардин О.Ф. Физика: Справ. материалы: Учеб. пособие для учащихся. М.: Просвещение, 1988. 367 с.

43. Карпенко В.Е. Возможности CAN-протокола // Современные технологии автоматизации. 1998. № 4. С.16-20

44. Картовенко А.В., Арбузов Е.В., Исследование монтажного комплекса ЛЭП ВЛ как объекта автоматизации // Автоматизация и управление технологическими и производственными процессами: материалы Всероссийской научно-технической конференции. УГАТУ. Уфа, 2011. С. 8892.

45. Картовенко А.В. Моделирование динамической системы «Кабель - Лидер-трос» // Эффективные методы автоматизации подготовки и планирования производства: сборник научных трудов. Спектр. М., 2012. С. 34-39.

46. Картовенко А.В. Создание системы автоматизированного управления комплекса монтажа воздушных линий // Молодежный научно-технический вестник. 2012. № 6. С. 35-42.

47. Картовенко А.В. Современные технологии и техника прокладки магистральных и зоновых сетей связи // CONNECT. 2012. № 4. С. 2-5.

48. Картовенко А.В. Модель кабельного тормозного домкрата в составе монтажного комплекса ЛЭП ВЛ // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2012. Спецвыпуск. С. 67-72.

49. Картовенко А.В. Динамическая модель монтажного комплекса воздушных линий электропередач // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2012. №12. С. 68-69.

50. Картовенко А.В. Монтаж ЛЭП ВЛ, ОКСН, ОКГТ, траншея, СИП-оборудование // Точка опоры. 2012. № 14. С. 17.

51. Картовенко А.В. Исследование и создание автоматизированного гидравлического монтажного комплекса ЛЭП ВЛ // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2013. № 1. С. 82-91.

52. Картовенко А.В. Автоматизация оборудования монтажа ВЛ ЛЭП // Международный инновационный салон «АРХИМЕД-2015»: каталог. Архимедэкспо. М., 2015. С. 134.

53. Картовенко А.В. Автоматизация оборудования монтажа контактных и поддерживающих проводов железных дорог // Международный инновационный салон «АРХИМЕД-2015: каталог. Архимедэкспо. М., 2015. С. 136.

54. Картовенко А.В. САУ технологическим комплексом монтажа ВЛ ЛЭП // Научно-практическая конференция «Инновации, качество и сервис в технике и технологиях»: сборник научных трудов. Университетская книга. Курск, 2015. С. 74-78.

55. Картовенко А.В. Автоматизированное управление гидравлическим монтажным комплексом для строительства воздушных линий электропередач // Политехнический молодежный журнал. 2016. № 4. С 3-16.

56. Картовенко А.В., Арбузов Е.В., Гаврюшин С.С. Моделирование работы монтажного комплекса строительства воздушных линий электропередач // Науковедение. 2016. № 6 (37). С. 90-105.

57. Касимов В.А. Метод локационного мониторинга гололедообразования и повреждений на воздушных линиях электропередачи и программно-аппаратные комплексы для его реализации :дис. ... доктора техн. наук. Казань, 2019. 395 с.

58. Каталог TESMEC. Натяжное оборудование. URL: http://www.tesmec.com/sites/default/files/0.tesmec-natjazhnoe_oborudovame_2013.pdf (дата обращения: 02.06.2014)

59. Кафедра теоретической и прикладной механики. URL: http://theormech.univer.kharkov.ua/Imshenez.html (дата обращения: 06.04.2016)

60. Качурин В.К. Гибкие нити с малыми стрелками. М. Гостехиздат, 1956г. 224 с.

61. Компания «НАНОЭЛЕКТРО» приступила к выпуску суперпроводов. URL: http://www.rusnano.com/about/press-centre/news/75806 (дата обращения: 02.03.2015)

62. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). Определения, теоремы, формулы. СПб.: Издательство «Лань», 2003. 832 с.

63. Кузьмичев В.С., Кулагин В.В., Ткаченко А.Ю., Крупенич И.Н., Рыбаков В.Н. // Постановка задачи оптимизации параметров двухконтурного турбореактивного двигателя с выполненным газогенератором. Самара: Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2012. № 5. С. 165-169

64. Куркин В. И. Вопросы стационарного движения замкнутой гибкой нити: дис. ... канд. техн. наук. Москва, 1965. 138 с.

65. Лидер-трос. URL: http://www.zaosi.com/27-580-thickbox_default/lider-tros-sinteticheskiy-lsi20-12-mm-v-buhte-1-km.jpg (дата обращения: 01.03.2016)

66. Лич Дж. У. Классическая механика. М.: Иностр. литература, 1961. 176 с.

67. Лэ Ван Тхао. Л.В. Комплексное моделирование многоцепных и мультифазных линий электропередачи в фазных коордирнатах: дис. ... канд. техн. наук. Иркутск, 2021. 174 с.

68. Люстерник Л. А. Кратчайшие линии. Вариационные задачи. М.-Л.: Гостехиздат, 1955. 108 с.

69. Магидин Ф. А. Электромонтажные работы. Ч. 1. Воздушные линии электропередачи: Учеб. пособие для ПТУ. М.: Высшая школа, 1991. 208 с.

70. Мартенс Л.К. Техническая энциклопедия. Том 12. М.: АО «Советская энциклопедия», 1927. 346 с.

71. Меркин Д. Р. Введение в механику гибкой нити. М.: Наука, 1980. 240 с.

72. Метод монтажа ЛЭП под тяжением. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4_% D0%BC%D0%BE%D0%BD%D1%82%D0%B0%D0%B6%D0%B0_%D0%9B% D0%AD%D0%9F_%C2%AB%D0%9F%D0%BE%D0%B4_%D 1 %82%D 1 %8F %D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5%D0%BC%C2%BB(дата обращения: 15.10.2013)

73. Мещеряков И.И. Школа для электрика. Провода и тросы воздушных линий электропередач. URL: http://electricalschool.info/main/kabel/630-provoda-i-trosy-vozdushnykh-linijj.html (дата обращения: 23.07.2013)

74. Мигулин В.В. и др. Основы теории колебаний: Учеб. Руководство. М.: Наука, 1988. 392 с.

75. Минаков А. В., Шебелева А. А., Шебелев А. В. Численные методы решения алгебраических и трансцендентных уравнений: учебно-методическое пособие. Красноярск: СФУ, 2016. 35 с.

76. Минаков А. П. Основы механики нити // Моск. текстил. и-т. Н.-и. тр., т. IX, вып. 1. Гизлегпром. Л., 1941. С. 1-88.

77. Минаков А.П. Основы теории наматывания и сматывания нити // Текстильная промышленность. 1944. № 10 С.10 -16.

78. Миндлин Я.З. Логика конструирования. М.: Машиностроение, 1969. 123 с.

79. Мишин В.П., Осин М.И. Введение в машинное проектирование летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1978. 128 с.

80. Моисеев Н. Д. Очерки истории развития механики. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1961. 478 с.

81. Молодкин А. А. Организация и технология монтажа проводов и грозозащитных тросов на воздушных линиях электропередачи методом «под тяжением» // Синергия. 2007. № 4. С. 8-12.

82. МУ 34-70-177-87 Методические указания по оценке технического состояния металлических опор воздушных линий электропередачи и порталов открытых распределительных устройств напряжением 35 кВ и выше / Министерство энергетики и электрификации СССР; Главное научно-техническое управление энергетики и электрификации. М.: СПО Союзтехэнерго, 1987. URL: http://www.tipdoc.ru/standarts/0/215390/ (дата обращения: 30.08.2013)

83. Наземцев А.С., Рыбальченко Д.Е. Пневматические и гидравлические приводы и системы. Ч. 2. Гидравлические приводы и системы. Основы. Учебное пособие. М.: ФОРУМ, 2007. 304 с.

84. Налимов В.В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1968. 560 с.

85. Натяжная машина, лебедка ЛСИ.45НМ с тяговым усилием 45 кН URL: http://www.zaosi.com/natyazhnye-maschiny-lebedki-vols-vok-lep-vl/49-natyazhnaya-maschina-lebedka-lsi 15nm-s-tyagovym-usiliem- 15-kn.html (дата обращения: 18.08.2013)

86. Натяжное оборудование URL: http://www.tesmec.com/ru/katalog/natjazhnoe-oborudovanie.html (дата обращения: 12.11.2013)

87. Натяжное оборудование. Машины и принадлежности для строительства ЛЭП. 2012. Каталог Tesmec. URL: http://www.tesmec.com/get/1260/2765/Tesmec-Stringmg%20Equipment%20Catalogue%202012-RU.pdf (дата обращения: 23.07.2013)

88. Натяжные машины. URL: http://www.zaosi.com/6-natyazhnye-maschiny (дата обращения: 04.04.2013)

89. Нгуен В. Х. Применение прогностических регуляторов для управления установками распределенной генерации в системах электроснабжения железных дорог: дис.. ..канд. техн. наук. Иркутск, 2020.

90. Нестеров А. Л. Проектирование АСУТП. Методическое пособие. Книга 1. СПб.: ДЕАН, 2009. 552 с.

91. Нестеров А. Л. Проектирование АСУТП. Методическое пособие. Книга 2. СПб.: ДЕАН, 2009. 944 с.

92. Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. М.: Высшая школа, 1980. 312 с.

93. Павленко Ю. Г. Лекции по теоретической механике. М.: Физматлит, 2002. 392 с.

94. Пановко Г.Я. Динамика вибрационных технологических процессов. Ижевск: РХД,2006, 158 с.

95. Писаренко Н.С. Рассеяние энергии при механических колебаниях. Киев: Изд. АН Украинской ССР, 1962. 436 с.

96. Плотников В.Н., Зверев В.Ю. Оптимизация оперативно-организационного управления. М.: Машиностроение, 1980. 253 с.

97. Подкопаев С.А. Разработка методов расчета и проектирования гибких упругих деталей технических устройств : дис. ... канд. техн. наук. Москва, 1998. 170 с.

98. Прокладка кабеля ВОЛС. URL: http://www.flylink.ru/info/articles/491/953 (дата обращения: 09.08.2013)

99. Проспект CBS. URL: http://www.cbsproducts.com/overhead.htm (дата обращения: 06.07.2013)

100. Пупков К.А. Матричные методы расчета и проектирования сложных систем автоматического управления для инженеров. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 664 с.

101. Разработка композитного алюминиево-углеродного провода для ЛЭП Создание промышленной технологии и организация производства. URL: http://npckvadra.ru/wp-content/uploads/2013/10/komp_provod.pdf (дата обращения: 16.09.2013)

102. РД 153-34.0-48.518-98 Правила проектирования, строительства и эксплуатации волоконно-оптических линий связи на воздушных линиях электропередачи напряжением 110 кВ и выше: утв. Министерством топлива и энергетики РФ. Российским акционерным обществом энергетики и электрификации «ЕЭС России» 16.10.1998: ввод. в действие 16.10.1998 М.: Институт Энергосетьпроект, 1998. 108 с. URL:

http://meganorm.ru/Data2/1/4294812/4294812748.pdf (дата обращения: 12.04.2016)

103. Решение задач повышения энергоэффективности. URL: http://kgsha.ru/files/docs/NICH/Сборник 2016 Курская ГСХА Ч_2.р^ (дата обращения: 01.10.2015)

104. Рогозин Дмитрий: план по импортозамещению дает старт новой индустриализации страны. URL: http://www.arms-expo.ru/materials/production/dmitriy_rogozin_plan_po_importozameshcheniyu_da et_start_novoy_industrializatsii_strany/ (дата обращения: 08.09.2013)

105. Савельев И.В. Курс общей физики: в 5-и кн.: кн. 1: механика: учеб. пособие для втузов. М.: АСТ: Астрель, 2005. 336 с.

106. Самарин А. В., Рыгалин Д. Б., Шкляев А. А. Современные технологии мониторинга воздушных электросетей ЛЭП // Естественные и технические науки. 2012. № 2. С. 341-347.

107. Селевцов Л.И. Автоматизация технологических процессов Учебник для студ. учреждений сред. проф. образования. М.: ИЦ «Академия», 2014. 352 с.

108. Светлицкий В.А. Механика абсолютно гибких стержней / Под ред. А.Ю. Ишлинского. М.: Изд-во МАИ, 2001. 432 с.

109. Светлицкий В.А. Механика гибких стержней и нитей. М.: Машиностроение, 1978. 222 с.

110. Светлицкий В. А. Строительная механика машин. Механика стержней. Физматлит, 2009. 383 с.

111. Сверхвысокомодульный полиэтилен. URL: http://propolyethylene.ru/vidu/visokomodulniy.html (дата обращения: 01.03.2016)

112. Сверхвысокомодульный полиэтилен. URL: http://www.ot-k.ru/image/cache/data/product/coa-018-1000-0-150x150.jpg (дата обращения: 01.03.2016)

113. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № PR16006 ФАП СО РАН. Программа управления гидравлическим монтажным комплексом для

строительства ЛЭП ВЛ : № PR16006 : заявл. 28.11.2016 : опубл. 06.12.2016. / Картовенко А.В. 4 с.

114. Смирнов А.А. Методика и технические решения для оптимизации автоматического включения межсистемных линий электропередачи : дис. ... канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 2002. 147 с.

115. СНиП 3.05.06-85 Электротехнические устройства (утв. постановлением Госстроя СССР от 11 декабря 1985 г. N 215) Дата введения 1 июля 1986 г.

116. Соколов С.Е., Тохтибакиев К.К., Саухимов А.А., Нурутдинова А.Т. Повышение пропускной способности транзита 500 КВ «Север-Юг» с использованием управляемых статических компенсаторов // Вестник Алматинского университета энергетики и связи. 2014. №1. С. 18-25

117. Солодовников В.В., Плотников В.Н., Яковлев А.В. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования. Учебное пособие для вузов. М.: Машиностроение. - 536 с.

118. Степанова А.А. Совершенствование моделей расчета и анализа потерь мощности и энергии в линиях электропередачи: дис. ... канд. техн. наук. Ставпроволь, 2014. 190 с.

119. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики: Учеб. для втузов. М.: Высш. шк., 1986. 416 с.

120. Тимошенко С.П. и Войновский-Кригер С. Пластинки и оболочки. Наука, 1966. 636 с.

121. Тихонов А.Н., Васильева А.Б., Свешников А.Г. Курс высшей математики и математической физики. Дифференциальные уравнения. Физматлит, 2005. 88 c.

122. Тондл А. Автоколебания механических систем: Пер. с англ. М.: Мир, 1979. 429 с.

123. Третьяков А.С. CAN - локальная сеть контроллеров // Электроника. Минск. 1998. № 9. С. 14-16

124. Тюлина И. А. История и методология механики. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1979. 282 с.

125. Указ Президента РФ от 07.07.2011 N 899 Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации

126. Упаковка и транспортировка оптического кабеля. URL: http://www.skomplekt.com/tovar/6/7/pack/ (дата обращения: 17.10.2013)

127. Уравнение цепной линии. URL: http://www.math24.ru/equation-of-catenary.html (дата обращения: 30.08.2013)

128. Уравнение цепной линии. URL: http://www.exponenta.ru/ EDUCAT/class/test/hyperb/10.asp (дата обращения: 03.07.2013)

129. Федоров Д.М. Моделирование и алгоритмизация проектирования воздушных ЛЭП с учетом электромагнитной безопасности: дис. ... канд. техн. наук. Воронеж, 2014. 155 с.

130. Федоров Н.А. Энергоэффективность в электрических сетях. Провода ЛЭП пора менять. URL: http://portal-energo.ru/articles/details/id/621 (дата обращения: 01.03.2016)

131. Федоров Ю.Н. Порядок создания, модернизации и сопровождения АСУТП М.: Инфра-Инженерия, 2011. 576 с.

132. Фролов К. В. и др. Справочник по проектированию электрических сетей под ред. Д.Л. Файбисовича. М.: ЭНАС, 2012. 376 с.

133. Фролов К. В., Попов С. А., Мусатов А. К. и др. Теория механизмов и машин: Учеб. для втузов. М.: Высш. шк., 1987. 496 с.

134. Хазаров В.Г. Интегрированные системы управления технологическими процессами. СпБ.: Профессия, 2009. 591 с.

135. Цельтвангер Х. Взгляд изнутри на основы CAN //МКА. 1996. № 3. С. 34-39

136. Цуприков А.А. Интеллектуальная система адаптивного управления технологическим процессом бурения нефтяных скважин: дис. ... докт. техн. наук. Краснодар, 2021 г. 310 с.

137. Чем провода отличаются от кабелей. URL: http://electricalschool.info/main/osnovy/382-chem-provoda-otlichajutsja-ot-kabelejj.html (дата обращения: 09.08.2013)

138. Чернов Л.Б. Основы методики проектирования машин. М.: Машиностроение, 1978. 390 с.

139. Чернов Л.Б. Основы методологии проектирования машин. М.: Машиностроение, 1978. 148 с.

140. Численное моделирование процесса прокладки воздушных линий электропередач / Картовенко А.В. [и др.] // Инженерный журнал: наука и инновации. 2018. № 11. С. 1-14.

141. Шульгин М.С. Параметрическая идентификация линий электропередачи и трансформаторов для целей управления технологическими процессами в электроэнергетике: дис. ... канд. техн. наук. Иркутск, 2013. 157 с.

142. Щербаков Н. А. Сеть CAN: микроконтроллеры всех стран, соединяйтесь // Инженерная микроэлектроника. 1998. №12. С.35-42

143. Электронный учебник физики. URL:http://www.physbook.ru/index.php/VVB._OK9._9_%D0%BA%D0%BB%D 0% B0%D 1 %81 %D 1 %81 (дата обращения: 23.08.2013)

144. Электронный каталог Tesmec. Машина AFS404. URL: http://www.tesmec.com/gallery/AFS404galleryProd/600/Tesmec-SE-AFS404-03.jpg (дата обращения: 23.07.2013)

145. Электронный каталог Базисэнерго. URL: http://www.bazisenergo.ru/index.php?option=com_content&task=blogcate gory&id=75&Itemid=111 (дата обращения: 30.07.2013)

146. Ярославский Д.А. Система автоматизированного мониторинга гололедных отложений воздушных линий электропередач на основе инклинометрическо-метеорологического метода : дис. ... канд. техн. наук. Казань, 2017. 135 с.

147. Янпольский А.Р. Гиперболические функции. М.: ФИЗМАТГИЗ, 1960. 195 с.

148. Robert Bosch GmbH. CAN Specification Version 2.0. Stuttgart, 1991. 73 p.

149. Etschberger K. CAN - Grundlagen, Protokolle und Profile, Bauteine und Anwendungen. Munchen:Hanser-Verlag, 1998. 164 p.

150. Etschberger K. CAN-based Higher Layer Protocols and Profiles // Proc. of the Fourth International CAN Conference (iCC 97). CiA. IXXAT Automation GmbH. Erlangen. 1997. 14 p.

151. Lawrenz W. CAN System Engineering. From Theory to Practical Applications, London: Springer, 1997. 353 p.

152. Praxis Profiline: Controller Area Network. Munich:Vogel-Verlag, 1998. 116 p.

153. CAT09-STRINGING 2009 Domestic Catalog, English Condux Tesmec, Inc. URL: http://92317.ru.all.biz/services_prokladka-kabelya_97992 (дата обращения: 14.08.2013)

154. LineCross URL: http://linecross.ru (дата обращения: 01.04.2015)

155. TesmecRailways. URL: https://www.youtube.com/watch?v=BRriHPmbnvk (дата обращения: 15.06.2016)

156. TesmecRailwaysEquipment. Stringing Equipment Railways Ed. October 2003 Rel. 3

157. Wika catalog URL: https://www.wika.ru/upload/DS_PE8154_ru_ru_71172.pdf (дата обращения: 01.06.2019)

158. Wika catalog. URL: https://www.wika.ru/upload/DS_FL3001_ru_ru_69132.pdf (дата обращения: 01.06.2019)

159. Wika catalog. URL:https://www.wika.ru/tr34_ru_ru.WIKA?ProductGroup= 73650&259=1076&264=1099&337=1401&338=1411 (дата обращения: 02.06.2019)

160. Wika catalog.URL: https://www.wika.ru/fws_ru_ru.WIKA?ProductGroup=73669 (дата обращения: 02.06.2019)

161. EAUA Gefran. URL: https://www.euautomation.com/au/gefran/drives/cht104c (дата обращения: 05.05.2016)

162. Analog Devices Microcontrollers. URL: https://www.analog.com/ru/index.html (дата обращения: 05.05.2016)

163. Catalogue. PC-28. URL: https://www.aplisens.ru/catalog/pressure/PC-28/ (дата обращения: 06.05.2016)

164. Encoders. URL: https://rusautomation.ru/promavtomatika/enkodery-autonics-enp (дата обращения: 06.05.2016)

165. Encoder E30S4. URL: https://rusautomation.ru/promavtomatika/e30s4-100-3-t-24 (дата обращения: 06.05.2016)

166. Rafson J. URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%D 1 %84%D 1 %81 %D0%BE%D0%BD,_%D0%94%D0%B6%D0%BE%D0%B7%D0%B5%D 1 %84 (дата обращения: 28.02.2022)

167. PEAK series URL:https://www.compel.ru/series/PEAK/P6CG-XXXXZS (дата обращения: 15.03.2022)

168. ТС-1088. URL: https://www.elemer.ru/files/catalog/glavi/ts.pdf (дата обращения: 06.05.2016)

ПРИЛОЖЕНИЕ П.1 Электросети. Оборудование и этапы строительства ЛЭП

Структура расхода электроэнергии. Структура расхода электроэнергии в Единой общероссийской электрической сети показана на Рисунке П. 1.1. Частой причиной сбоев электроэнергии является перегрузка сетей. В случае технической неисправности и социальных последствий отключения электроэнергии проводится расследование и устанавливаются причины отключения электроэнергии. Пример причин технологических сбоев ВЛ в РФ представлен на Рисунке П.1.2.

Рисунок П. 1.1. Структура технологического расхода электроэнергии в Единой национальной (общероссийской) электрической сети [130]

Рисунок П.1.2. Причины технологических сбоев ВЛ [130]

Министерство энергетики РФ проводит расчеты потерь и их обоснование. Специалисты рассматривают разные способы повышения пропускной способности, они показаны на Рисунке П.1.3.

Рисунок П.1.3. Пути повышения пропускной способности ВЛ [130]

Гидравлическое оборудование МК. Во всем мире применяется гидравлическое оборудование для прокладки ЛЭП ВЛ, модели и типоразмеры отличаются, принцип работы гидравлики похож.

Гидравлические машины отличаются по мощности и типу гидравлической системы (открытая или закрытая), закрытые сложнее в обслуживании. В МК применяются натяжные, тормозные и реверсивные машины.

Фирма Tesmec стала первооткрывателем в производстве натяжного и тормозного оборудования, является лидером производства оборудования МК, позднее к ней присоединились и другие фирмы, например, Jakob Thaler (см. Рисунки П.1.4 и П.1.5). Российские производители также не остались в стороне от производства специализированного гидравлического оборудования для прокладки

ЛЭП ВЛ методом монтажа «под тяжением» (см. Рисунок П.1.6). Данное оборудование используется при методе «монтажа под тяжением» [72].

Мощность такого оборудования выбирается исходя из марки прокладываемого кабеля или провода.

ARS400 FRS403

а б

Рисунок П.1.4. Машины Tesmec: а - натяжная; б - тормозная [59]

серия 3000 Jakob Thaler F120.100.2 Jakob Thaler

а б

Рисунок П.1.5. Машины Jakob Thaler: а - натяжная; б - тормозная [24]

ЛСИ.45НМ

а

ЛСИ.45ТМ

б

Рисунок П.1.6. Машины ООО «СИ» : а - натяжная; б - тормозная [85]

При строительстве ЛЭП ВЛ кабельно-проводниковая продукция поступает для монтажа на кабельных барабанах (см. Рисунок П.1.7). Они располагаются вместе с гидравлическими машинами на строительных участках (см. Рисунок П.1.8).

Рисунок П.1.7. Кабельный барабан по ГОСТ 5151-79 [27]:

1 - щека; 2 - шейка; 3 - обшивка; 4 - круг шейки; 5 - шпилька; Б - диаметр щеки; Ь - длина шейки; Ь1 - общая длина барабана; В1 - диаметр шейки; я- толщина щеки; толщина круга шейки;

толщина шейки; толщина доски; d- диаметр осевого отверстия; d1- диаметр поводкового отверстия; А - расстояние от оси барабана до оси поводкового отверстия

Рисунок П.1.8. Тормозная площадка монтажного комплекса: кабельные

тормозные домкраты на переднем плане с катушками провода, на заднем плане находится гидравлическая тормозная машина [87]

Метод монтажа под тяжением. Рассмотрим новые технологии монтажа ЛЭП ВЛ под тяжением [36, 56, 58]: монтаж ОКСН и ОКГТ по ЛЭП ВЛ, производящийся методом под тяжением с использованием комплексов на основе натяжной и тормозной гидравлических машин, замену грозотроса на оптический выполняют реверсивными гидравлическими машинами с контролируемым усилием тяжения [37, 85]. Натяжная и тормозная машины, кабельный домкрат с катушкой провода связаны строительными длинами проводов в виде цепочки гибких связей - лидер-троса и монтируемого кабеля или провода, свободно катящихся по раскаточным роликам, закрепленным на опорах ЛЭП ВЛ [73]. Технология монтажа под тяжением выполняется гидравлическим МК, включающим тормозную и натяжную площадки, строительную длину. Основными параметрами монтажа являются натяжение провода, его перемещение (длина протяжки), скорость и время протяжки.

Гидравлическое оборудование применяется для силового, волоконно-оптического кабелей, кабеля связи, диэлектрического троса из новейших высокомодульных материалов, грозотроса, одиночных и составных проводов (2-4 провода) [20, 26, 82]. Возможно подключения регистратора параметров и режимов работы машины [28, 30, 31, 35, 49, 88, 89, 90, 131, 140, 142, 143]. Натяжная, тормозная и реверсивная машины для замены грозотроса имеют идентичную конструкцию с тягово-тормозными барабанами большого диаметра, оснащенными гидроприводом, и комплектуются гидравлическими намотчиками лидер-троса.

Преимущества в применении метода монтажа «под тяжением». Когда нет повреждений на проводе, эффект короны уменьшается или сокращается. Провод не портится, т.к. он далеко от земли, на алюминиевой поверхности провода не образуются ни маленькие задиры, ни трещины. В цельном проводе эффект короны и связанные с ним потери резко уменьшается [68, 72].

Гидравлический МК используются для монтажа «под тяжением» поддерживающих и контактных проводов электрифицированных железных дорог (см. Рисунок П.1.9 и П.1.10) [13, 155, 156].

Рисунок П.1.9. Гидравлический раскаточный комплекс для монтажа контактных проводов [13]

182

Рисунок П.1.10. Общий вид МК прокладки контактных сетей железных дорог методом монтажа «под тяжением» [13]

Проектирование ЛЭП ВЛ. Проектирование ЛЭП ВЛ - важный этап строительных и монтажных работ. Проект ЛЭП ВЛ включает в себя такие этапы, как: обследование энергетических объектов, подготовка технического задания, согласование вопросов, связанных с выполнением строительства, а также проведение необходимых расчетов параметров ЛЭП ВЛ.

Проектные организации пользуются программными продуктами при проектировании ЛЭП ВЛ. В них заложены требования и правила устройств электрических установок. Программные разработки не решают все задачи проектировщиков, но упрощают их работу.

Пример расчёта тяговых усилий ЛЭП ВЛ показан на Рисунке П.1.11.

Рисунок П. 1.11. Пример расчёта тяжений. Исходные данные [30]

Задаются исходные данные и программа рассчитывает монтажные тяжения для участка ЛЭП ВЛ. Допускаемые напряжения (тяжения) обосновываются программой, например, LineMech (LineMechCad) "Механический расчёт проводов, тросов и самонесущих кабелей" [30, 31, 145]. Усилие тяжения, стрелы провеса, скорость протяжки как для объекта в целом, так и для каждого отдельного пролета рассчитываются индивидуально [91, 144].

Проводится расчет монтажных тяжений и стрел провеса (см. Рисунок П .1.12).

Е.мш.МонпЪСдс! - Расчёт рлк>нт<1.4 им* щне ими и стрел пронеса прииодов, тросов н сами несущих на!}.

Проект Опс^ы Расчеты ^¿ЬоСай Поигдь

Щ^н т & -¡я в ®

Климатические услиыы

Гололёд; 15 т _Температура_

ЕЗ МтспкоЙ ЕнссЧ ■ ТсстФ1.х15

Участки

Опоры 1-8

Опоры 6-15

139 м

Опоры v Промежуточная

Анкерная

1 Файл Правка Вид Вставка Формат Сервис ¿анные С&ко Справка Введите еопр > . б X 1

Я О „ » Аг^Суг - 10 Ж К 3 ^ 1* т ш Э % ж м ¡Л шф 1

| Н35 ~ £ а£13305639619874 павой, ком! 1

0 С 0 Е ¥ о н—1 1 а К 1 _ м т

21 Анкерный )Ч1СП11 Ед,«ш.

22 23 Допустимое напряжение I прашоде 13,9 даН/мм^ Д(Щу1СЕ4вМ0С

Сргднеэгхппумщиикное 9,2 длН/ьсм^З Среднеэрспщг

21 Минтажные тяжения 1 даН при темпе]

25 рпер Длима, Ил Пр ии. п^йлгж, м АЛС120ЛЭ

26 ■зол -зил ЛОЛ г о МЛ 20Л З&Л 40Л -ЭОЛ л *л

27 8-12 570 00 145 1492 1305 1132 975 вза 727 Б37 565 52-5

29 29 г 12-15 405.00 135 1500 1310 1131 зее 027 710 616 543 577

30 Амперным учашк Визируемые ■ф«Л?ТЫ Монтажные стрелы п

31 № ЛЕЩ]. спор Длнн1. и ИрНЕ. Длина, 11 № ИФф. стар АПС120Я9

32 -зал -гол -10 л ' 0 ЮЛ 20 Л ЗОЛ 12

Н 33 | 8-12 | 570 ДО 145 | 133^0 д-ю 0.76 0,87 101 1.17 1.36 1.57 1.79

щ Э5| е-12 570 ДО 145 131 ДО 10-11 0)63 0,77 0,89 Ц04 1.20 1.35 1,53 С

г 12-1Б 405 £Ю 1Э5 | 1Э5Л0 13-14 0.72 1 0,82 ода 1.11 1.30 Ц51 1,7,3

1« 1 т .

к < > н \ Опоры 1-3 ^Опоры 0-15/ Ы 1 ±\г\

| Готадо N1X1

Рисунок П. 1.12. Результаты расчёта программы LineMountCad представлены тяжением и стрелами провеса отдельно по каждому анкерному участку [30]

Расстановка опор представлена на Рисунке П. 1.13. При этом, в комплекте чертежей представляются трассы ЛЭП с опорами ЛЭП ВЛ, их координатами, а

также стрелы провеса кабеля или провода, рельеф местности, необходимое оборудование и их обозначение в зависимости от типа чертежа.

Рисунок П.1.13. Результаты расчёта расстановки опор, тяжений и стрел провеса ВЛ [31]

Требования, в соответствии с которыми происходит проектирование и строительство ЛЭП ВЛ, включены в большое количество документов, такие как:

1. Правила проектирования, строительства и эксплуатации волоконно-оптических линий связи на воздушных линиях электропередачи напряжением 110 кВ и выше (РД 153-34.0-48.518-98) [102].

2. Строительные нормы и правила для электротехнических устройств (СНиП 3.05.06-85) [115].

3. Методические указания (МУ 34-70-177-87) [82].

Оформленный проект на создаваемую ЛЭП ВЛ включает в себя технические расчеты, смету всех типов работ, схемы разработки с чертежами и графиками и план проведения работ.

Строительство ЛЭП ВЛ состоит из подготовки трассы, монтажных площадок, установки опор, монтажа ЛЭП ВЛ. После прокладки строительной длины, монтажные площадки перемещаются вдоль трассы к следующему участку трассы (см. Приложение, Рисунок П.1.8). По завершению монтажа проводится приемка работ. Заказчики получают данные с регистраторов гидравлических машин (см. Рисунки П.1.14 и П.1.15) [56]. При прокладке ЛЭП ВЛ решается задача обеспечения точности прокладки. Так, например, одна из ведущих в мире компаний (Tesmec) рекомендует при монтаже поддерживать точность тяжения в пределах ±5% от номинального значения усилия тяжения [131, 132].

а

б

Рисунок П. 1.14. Регистратор МК: а - общий вид регистратор; б - данные [83]

Рисунок П. 1.15. Регистратор МК на гидравлической натяжной машине

Автоматизация управления МК. Строительство ведется с использованием оборудования, которое конструируется и изготавливается под определенную ЛЭП ВЛ, в том числе для обслуживания железнодорожной инфраструктуры, в частности для монтажа, обслуживания и диагностики контактной сети железных дорог. Основными техническими достоинствами вагонов Tesmec для постоянного тяжения являются [88]:

1. Натяжение несущего троса и контактного провода в соответствии с техническими требованиями по их монтажу без ущерба для контактного провода.

2. Независимая настройка тяжения для различных проводов и тросов.

3. Автоматический контроль заранее установленных значений усилия тяжения провода или троса.

Такое решение автоматизации гидравлического оборудования является не единственным и успешно применяется на практике. Эффективность работы таких систем напрямую зависит от использования средств автоматизации, особенно в таких повторяющихся операциях, как монтаж проводов ЛЭП. Полностью автоматизированный вагон, управляемый из кабины оператора, позволяет совершать работы без его вмешательства, не требует присутствия персонала на рабочей установке. Функции рабочих ограничиваются лишь смазкой резьбовых соединений и сменой барабанов с проводом. Система функционирует автоматически в последовательности, управляемой программируемым логическим контроллером, у оператора вагоном сохранена возможность управления всеми системами со своего пульта управления в кабине [88].

Автоматизированные системы для прокладки ЛЭП вдоль контактных линий железных дорог работают на различных направлениях по всему миру, подтверждая безупречность данной технологии результатами: безаварийные условия труда, снижение стоимости работ и затрат на логистику, повышение скоростей монтажа, более точное управление параметрами, уменьшение воздействия на окружающую среду [147].

П. 2 Текст скрипта расчета формы гибкой нити в пролетах ЛЭП

П.2.1 Расчет формы однородной нити для n=1 пролета ЛЭП

function dx = differ(x,h) % функция дифференцирования

% x - массив, который хотим продифференцировать % h - шаг сетки

dx = zeros(length(x), 1); % формируем массив нулей размера length(x)*1

for i = 2:1:length(x)-1

dx(i,1) = (x(i+1)-x(i-1))/(2*h); % центральные точки end

dx(1,1) = (x(1+1)-x(1))/(h); % левая крайняя точка dx(length(x),1) = (x(length(x))-x(length(x)-1))/(h); % правая крайняя точка end

function dx = difsis(s,x) dx = zeros(4,1);

dx(1) = cos(x(4)); dx(2) = sin(x(4)); dx(3) = 0;

dx(4) = -1*(((cos(x(4)))A2)/x(3));

end clc

clear all close all

% Дано XA = 0; YA = 10; XB = 7;

YB = 10; % координаты опор L = 8.5; %длина нити

UA = -3;

tetaA = -0.9; % начальные приближения варьируемых переменных

exp = 0.001; % заданная точность

x0 = [XA;YA;UA;tetaA]; % вектор начальных параметров % Интегрирование системы ДУ с вектором начальных условий

x0

[s XL0] = ode45(@difsis,0:0.001:L,x0); figure (1)

plot(XL0(:,1),XL0(:,2),'Color', 'k', 'LineWidth' ,2)

grid on

xlabel('x');

ylabel('y');

% Вычисление невязки r = zeros(2,1);

r(1,1) = XB-XL0(length(XL0(:,1)),1); r(2,1) = YB-XL0(length(XL0(:,1)),2);

% Интегрирование системы при (UA+deltaUA) и (tetaA+deltaTETA) n=1;

while n<100

if((abs(r(2,1))>exp ) || ( abs(r(1,1)>exp)))

deltaUA = (UA/100)/n; % приращение UA deltaTETA = (pi/180)/n; % приращение tetaA

x01 = [XA;YA;UA+deltaUA;tetaA]; x02 = [XA;YA;UA;tetaA+deltaTETA];

[s XL01] = ode45(@difsis, 0:0.01:L ,x01);

[s XL02] = ode45(@difsis, 0:0.01:L ,x02); r1 = zeros(2,1);

r1(1,1) = XB-XL01(length(XL01(:,1)),1);

r1(2,1) = YB-XL01(length(XL01(:,1)),2); % вектор невязки при интегрировании системы с начальным вектором x01

о. %

r2 = zeros(2,1);

r2(1,1) = XB-XL02(length(XL02(:,1)),1);

r2(2,1) = YB-XL02(length(XL02(:,1)),2); % вектор невязки при интегрировании системы с начальным вектором x02

% Формирование матрицы Гато J0 = zeros (2,2);

J0(1,1) = (r1(1,1)-r(1,1))/deltaUA; J0(2,1) = (r1(2,1)-r(2,1))/deltaUA; J0(1,2) = (r2(1,1)-r(1,1))/deltaTETA; J0(2,2) = (r2(2,1)-r(2,1))/deltaTETA;

end

% Итерационный процесс Xk = [XL0(1,3);XL0(1,4)]; J0inv = J0\r;

k=0;

while k<3 0

Xkk = Xk-J0\r;

x0 = [XA;YA;Xkk(1,1);Xkk(2,1)];

[s XL] = ode45(@difsis, 0:0.01:L ,x0);

% Вычисление невязки r = zeros(2,1);

r(1,1) = XB-XL(length(XL(:,1)),1); r(2,1) = YB-XL(length(XL(:,1)),2);

Xk = Xkk; k = k+1;

if((abs(r(2,1))<exp ) && ( abs(r(1,1)<exp))) k = 1000; n = 1000;

figure (2)

plot(XL(:,1),XL(:,2),'Color', 'k', 'LineWidth' grid on

axis([0 7 0 10]);

xlabel('x');

ylabel('y');

figure (3)

plot(s, XL(:,3),'Color', 'k', 'LineWidth' ,2) grid on

axis([0 8.5 -5 0]);

xlabel('s');

ylabel('U');

figure (4)

plot(s,XL(:,4),'Color', 'k', 'LineWidth' ,2) grid on

axis([0 8.5 -pi/2 pi/2]);

xlabel('s');

ylabel('teta');

end

end

n = 2*n; end

function F=forma(x,c1,c2,c3)

F=c1.*sqrt(1+(sinh(c2+x./c1)).A(2))+c3;

end

function F=myfun(c) global y2 y1 l x1 x2

F = [y1-c(3)-c(1)*cosh(c(2)+x1/c(1)); y2-c(3)-c(1)*cosh(c(2)+x2/c(1)); l-c(1)*(sinh(c(2)+x2/c(1))-sinh(c(2)+x1/c(1)))];

end

clear all

global y1 y2 l x1 x2

y1=10;

x1 = 0;

y2=10;

x2 = 7;

l=8.5;

x0=[2,2,2];

options=optimset('Display,,,iter');

[x,fval]=fsolve(@myfun,x0,options);

c1=x(1,1);

c2=x(1,2);

c3=x(1,3);

x=x1:0.01:x2;

y=forma(x,c1,c2,c3); % форма нити

tgTETA=differ(y,0.01); TETA=atan(tgTETA); % угол

figure (5)

plot(x,y,'Color', 'k', 'LineWidth' ,2) grid on

U(1,1) TETA(1,1)

П.2.2 Расчет формы однородной нити для n=2 пролетов ЛЭП

clc

clear all close all % Дано

%Точное решение берем в качестве начального приближения XA = 0; YA = 10;

UA = -3.18128046630646; tetaA = -0.928256776314105; L1 = 8.5;

XB = 7; YB = 10;

UB = -3.18128046630646; tetaB = -0.928256776314105; L2 = 8.5;

XC = 14; YC = 10;

%Новые координаты промежуточной опоры XBnew = 8; YBnew = 11; Lsum = L1+L2;

exp = 0.01; % заданная погрешность p = 0; n = 1;

deltaX = (XBnew-XB)/100; % величина приращения по координате равна 1% расстояния, на которое смещена опора deltaY = (YBnew-YB)/100; deltaU = (UA/100)/n; % приращение U deltaTETA = (pi/180)/n; % приращение teta

x01 = [XA;YA;UA;tetaA]; %вектор начальных условий 1 пролета

options1=odeset('Events',@events21); %конструкция,

реализующая прекращение интегрирования по условию

% Интегрирование системы ДУ с вектором начальных условий

x01

[s XL1 SE1 XE1 IE1] = ode45(@difsis, 0:0.01:Lsum ,x01, options1,p);

x02 = [XB;YB;UB;tetaB]; %вектор начальных условий 2 пролета

options2 = odeset('Events',@events22);

% Интегрирование системы ДУ с вектором начальных условий

x02

[s XL2 SE2 XE2 IE2] = ode45(@difsis, 0:0.01:Lsum, x02, options2);

% Вычисление невязки при расчете "по номиналу" r = zeros(4,1);

r(1,1) = XBnew-XL1(length(XL1(:,1)),3); r(2,1) = YBnew-XL1(length(XL1(:,1)),2); r(3,1) = Lsum-(SE1+SE2); r(4,1) = YC-XL2(length(XL2(:,1)),2);

figure (5)

plot(XL1(:,1),XL1(:,2),'Color', 'k', 'LineWidth' ,1) grid on

axis([0 14 0 15]); hold on xlabel('x'); ylabel('y');

plot(XL2(:,1),XL2(:,2),'Color', 'k', 'LineWidth' ,1) grid on

axis([0 14 0 15]); hold on xlabel('x'); ylabel('y');

%Вектор начальных условий при возмущенных усилию и углу x013 = [XA;YA;UA+deltaU;tetaA];

x014 = [XA;YA;UA;tetaA+deltaTETA];

x023 = [XB+deltaX;YB+deltaY;UB+deltaU;tetaB]; x024 = [XB+deltaX;YB+deltaY;UB;tetaB+deltaTETA];

p = 1;

while p<100 % цикл по отрезку изменения параметра

n = 1; while n<100

if ( (abs(r(1,1))>exp) || (abs(r(2,1)>exp)) || (abs(r(3,1))>exp) || (abs(r(4,1))>exp) )

[s XL13 SE13 XE13 IE13] = ode4 5(@difsis, 0:0.01:Lsum ,x013, options1,p);

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.