CC BY
37
Заключение
Примеры результатов экспериментальных исследований инструментальных средств в процессе анализа и моделирования конкурентных взаимодействий пар крупных сетевых компаний ритейлеров «Магнит» и Х5 Retail Group, Дикси» и «О'кей» для компаний «Магнит» и Х5 Retail Group приведены на рисунках (Рис. 7, Рис. 8).
Прогноз прибыли для оптимистического сценария
40 - ю 30 -о. * 20 -о. 1 1°
\/
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
■ Магнит 1,5 1,8 3,6 9,6 13 15 30 35, 40,
—Retail Group 2,0 2,5 3,7 5 6,6 7,5 -5, 11, 15,
• Прогноз для Магнит 39, 42 45
• Прогноз для Х5 RG 7 12 20
Рисунок 7 - Результаты для«Магнит» и «X5 Retail Group»
Моделирование и прогноз были сделаны для оптимистического, пессимистического и оптимального сценариев. Результаты показали погрешностью прогноза в среднем 4,5 % для динамики изменения прибыли в краткосрочной (до 1 года) и среднесрочной (до 3 лет) перспективах. Для всех компаний механизмами влияния на конкурентоспособ-
ность являются: а) увеличение капитальных затрат, б) увеличение товарооборота на единицу площади, в) увеличение численности персонала, г) диверсификация товаров и формата магазинов, д) увеличение взаимной информированности и т.п.
Прогноз чистой прибыли для оптимального сценария 16
14 -12 -10 -ю 8 - -о. 6 ..
1 -
2 2-0 --2 --
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
—■—Дикси 0,2 0,4 -о, -о, 0,2 1,1 1,0 3 8,1
—О'кей 0,6 0,4 -2, 0,7 2,6 3,2 4,7 5 5,1
• Прогноз для Дикси 2,3 8 15
• Прогноз для О'кей 6,2 6,5 4,9
Рисунок 8 - Результаты для «Дикси» и «О'кей»
Компоненты инструментального комплекса также внедрены и используются в хозяйственной деятельности на предприятиях ООО «Ремстрой» (г. Москва), Spl-lab (г. Москва), в организациях ООО «ОТП Банк» (г. Москва), ЗАО «ЕС-Лизинг» (г. Москва). Инструментальные средства эксплуатируются на данных предприятиях и применяются для синтеза рекомендаций по повышению конкурентных преимуществ на основе результатов прогностического моделирования динамики показателей конкурентоспособности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Финогеев А.Г. Моделирование исследование системно-синергетических процессов в информационных средах: Монография, Пенза: Изд-во ПГУ, 2004, 223 с.
2. Березин А.А. Математическая модель процесса бенчмаркинга для прогностической оценки динамики и конкурентоспособности компаний [Текст] / Березин А.А. // Современные наукоемкие технологии / Москва: Издательский Дом «Академия Естествознания». - 2016. - № 2-3. - с. 411-415.
3. Березин А.А., Финогеев А.Г. Математическое моделирование динамики конкурентоспособности предприятий на основе уравнений Ван дер Поля // Фундаментальные исследования / Москва: Издательский Дом «Академия Естествознания». - 2016. - № 2. - часть 3. - с. 467-471
4. Бершадский А.М., Финогеев А.Г., Бождай А.С. Разработка и моделирование гетерогенных инфраструктур для беспроводного информационного обеспечения процессов мониторинга // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. Пенза: Изд-во ПГУ. - 2010.- №1. - с. 3 645.
5. Березин А.А., Финогеев А.Г. Математическое моделирование динамики изменения банковских показателей в процессе эволюционного развития организационного поля // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 8, №1 (январь-февраль 2016) - [Электронный ресурс]. - http://naukovedenie.ru/PDF/0 9EVN116.pdf - Режим доступа - свободный. Дата обращения - 13.04.2016.
6. Ассонова М.Л. Анализ средств реализации клиент-серверного приложения и программных средств, требований к архитектуре // Надежность и качество: труды Международного симпозиума - Пенза: Изд-во ПГУ, 2015. - т.2. - с. 251-253.
7. Белов А.Г., Меркульев А.Ю., Алмаметов В.Б. Программная среда экспертных систем// Надежность и качество: труды Международного симпозиума - Пенза: Изд-во ПГУ, 2015. - т.1. - с. 279-281.
8. Иванов А.П., Алексеев В.М., Алимов К.Н. Система обеспечения безопасности информации организации от инсайдерских угроз // Надежность и качество: труды Международного симпозиума - Пенза: Изд-во ПГУ, 2015. - т.1. - с.73-75.
УДК 621.311, 621.315, 621.316.1, 621.316.3
Горячев В.Я., Бростилова Т.Ю., Русаков В.А., Алексеев А.А.
ФГБОУ ВО «Пензенский госуниверситет», Пенза, Россия АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ОБОРУДОВАНИЯ КОМПЛЕКТНОЙ ПОДСТАНЦИИ КТП 630/10/0,4 НА ПРИБОРЫ УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Статья посвящена приближенному анализу магнитного поля трансформаторной подстанции с целью определения степени влияния магнитного поля электрооборудования подстанции на приборы учета электрической энергии. Анализ магнитного поля подстанции показал, что индукция магнитного поля в месте установки приборов учета в тысячи раз меньше значений, которые могли бы привести к нарушению нормальной работы приборов учета. Ключевые слова
Подстанция, трансформатор, магнитное поле, прибор учета электроэнергии, магнитная проницаемость.
В последнее время для кражи электрической энергии используют постоянные магниты, создающие мощное магнитное поле. Постоянный магнит помещают рядом с шаговым двигателем электромеханического счетного устройства счетчика электрической энергии. Ротор шагового двигателя в нормальном режиме вращается под действием магнитного поля обмоток, расположенных на статоре. Магнитная индукция поля шагового двигателя рас-
считана на создание механического момента, достаточного для работы механического счетного устройства. Мощное внешнее магнитное поле блокирует ротор шагового двигателя, и счетное устройство счетчика блокируется.
Для борьбы с этим явлением были разработаны наклейки, фиксирующие кратковременное усиление внешнего магнитного поля выше определенного уровня (антимагниты). Основным элементом, реагирующим на внешнее магнитное поле, является
капсула с магнитном суспензией, имеющая в нормальном режиме вид черноИ точки. Эта капсула и является индикатором нарушения пломбы. При поднесении к капсуле магнита с мощным магнитным полем происходит разрушение капсулы. Это разрушение указывает на то, что капсула находилась под воздеиствием внешнего магнитного поля определен-ноИ интенсивности. У каждого такоИ пломбы имеется идентификационный номер, индивидуальный и не повторяющийся. Заменить пломбу другой анти-магнитноИ пломбоИ невозможно, так как она имеет индивидуальный номер. Некоторые «специалисты» в области электромагнетизма считают факт разрушения антимагнитной пломбы, установленной на приборах учета электрической энергии подстанций, не являющимся доказательством целенаправленного воздействия на прибор внешнего магнитного поля. Они считают, что при работе подстанции в аварийном режиме, в месте установки антимагнитной пломбы могут быть созданы магнитные поля способные разрушить капсулу антимагнитной пломбы. Про-
анализируем магнитное поле комплектной подстанции ПК-10 кВ типа КТП 630/10/0,4. План подстанции представлен на рисунке 1.
Источниками магнитного поля представленной подстанции являются:
трехфазный трансформатор маслонаполненный типа ТМГ 630/10/0,4;
измерительные трансформаторы тока, смонтированные на стороне низкого напряжения для подключения приборов учета и контроля электрической энергии;
автоматические выключатели, которые защищают подстанцию от коротких замыканий на ЛЭП, соединяющих подстанцию с потребителем;
кабели низкого напряжения, используемые для подключения приборов учета и контроля электрической энергии.
Предположим, что антимагнитная пломба установлена на прибор учета электрической энергии, расположенный в отсеке учета электрической энергии подстанции, указанной на плане подстанции (рисунок 1)
Рисунок 1 - Схема трансформаторной подстанции 630 кВА
Следует определить индукцию магнитного поля в точке установки прибора учета, который находится в щите в форме коробки, изготовленной из стального листа толщиной 1 мм.
Индукцию магнитного поля подстанции, работающей в нормальном режиме, в точке расположения пломбы рассматривать не имеет смысла, так как при превышении индукции в этой точке пломба сработает сразу после ее установки.
Проанализируем магнитное поле трансформатора подстанции, работающей в аварийном режиме. Наихудшим режимом работы подстанции является режим трехфазного короткого замыкания на шинах низкого напряжения или на отходящих линиях. Рассматривать случай короткого замыкания на высокой стороне трансформатора не имеет смысла, так как магнитное поле, создаваемое проводами высокого напряжения подстанции весьма слабое. Намагничивающая сила магнитного поля, численно равна току провода, а эффективное количество витков равно единице.
Рассмотрим магнитное поле трансформатора, работающего в режиме короткого замыкания.
Конструкция трансформатора представлена на рисунке 2.
ТГМ-630/10/0,4
Рисунок 2
Основными элементами трансформатора, создающими магнитное поле, являются обмотки трансформатора. В двухобмоточном трехфазном трансформаторе таких катушек шесть. Катушки обмоток расположены на магнитопроводе, изготовленном из листов электротехнической стали. Магнитопровод 1, изображенный на рисунке, имеет три вертикальные колонны, на которых расположены попарно соосно катушки 2 низкого и высокого напряжения фаз А, В и С. Эти катушки (рисунок 2), обтекаемые токами трехфазной системы напряжений, создают намагничивающие силы магнитного поля. Результирующий магнитный поток сердечников трехфазного трансформатора, работающего в нормальном режиме, практически не зависит от нагрузки трансформатора и остается постоянным. Особенностью симметричной трехфазной системы напряжений и токов, разработанной Доливо-Добровольским, является равенство нулю суммы мгновенных значений токов и напряжений в любой момент времени.
Вычислим напряженность магнитного поля в месте установки антимагнитной пломбы от действия намагничивающих сил обмоток трансформатора со следующими геометрическими размерами и параметрами:
- диаметр средней линии обмоток трансформатора примем равными 0,3 м;
- длина силовой линии магнитного поля сердечника трансформатора равна 2 м;
- максимальное значение магнитной индукции листовой электротехнической стали Э41 сердечника трансформатора равняется 1,6 ...1,8 Тл. Для расчета принимаем значение индукции 1,6 Тл;
- относительная магнитная проницаемость электротехнической стали марки Э41 равняется 6000.
Напряженность магнитного поля внутри сердечника трансформатора вычисляется с помощью формулы
н = ,
Л-Л0
где Н - напряженность магнитного поля, В -индукция магнитного поля внутри сердечника, равная 1,6 Тл, ¡1 - относительная магнитная проницаемость электротехнической стали, равная 6000, ¡0 - магнитная проницаемость вакуума (воздушной
среды), равная 4-п-10 1 .
Подставив значения в формулу, получаем
H =-
1,6
- = 212 А/м.
Fe (t) = 424 - sin(®t +1200)
Определим напряженность магнитного поля намагничивающих сил обмоток трансформатора в точке расположения прибора учета электрической энергии А без учета влияния на результирующее поле других факторов. Магнитное поле каждой намагничивающей силы представлено одной круговой силовой линией, проходящей через точку А . В соответствии с планом комплектной трансформаторной подстанции расстояние от прибора учета до витка намагничивающей силы фазы С (рс (?)) равно 2,1 м. Расстояние от прибора учета до витка намагничивающей силы фазы В (р (?)) равно 2,6 м. Расстояние от пломбы до витка намагничивающей силы фазы А (рА (¿)) равно 3,1 м.
Рисунок 3
Намагничивающая сила магнитного поля витка в произвольной точке (не на оси вращения) выражается сложно через эллиптические интегралы. Однако на расстояниях г много больших, чем радиус витка К справедлива простая приближенная формула (дипольное приближение) для вычисления напряженности магнитного поля:
н (r
4-ж
m 3- (m - r ) - r
Г + ~5
при
r >> R ,
6000-4-п-10-1
По закону полного тока максимальное значение намагничивающей силы фазной катушки трансформатора будет равно
р = Н-1 = 212-2 = 424 А,
где Р - максимальное значение намагничивающей силы катушки одной фазы трансформатора, Н -напряженность магнитного поля,
I - длина силовой линии магнитного поля сердечника трансформатора.
Упрощенный вид магнитного поля трансформаторной подстанции без учета влияния элементов подстанции, содержащих магнитные материалы, представлен на рисунке 3.
Для упрощения расчетов катушки одной фазы трансформатора представим в виде витка с током, намагничивающая сила которого равна эквивалентной намагничивающей силе фазных катушек. Радиус витка примем равным 0,15 м. Намагничивающие силы фазных обмоток трансформатора Ра() , Рв(0 и Рс (?) представлены на рисунке в форме витков с указанием положительного направления токов. Токи обмоток трансформатора сдвинуты по фазе на 120 градусов. Мгновенные значения намагничивающих сил обмоток трансформатора будут изменяться во времени по следующим законам:
Ра (? ) = 424 - 8ю(ю/)
где т - магнитный дипольный момент: т = Р-З-п ; З - площадь, охватываемая витком; п - нормаль (перпендикуляр) к плоскости витка, представляющий собой единичный вектор, модуль которого равен 1.
Подставляя в формулу значение радиуса катушек К = 0,15 и расстояния от места установки приборов до центров витков - намагничивающих сил Ра() , рви рс() га =3,1
намагничивающих Гв = 2,6 м и
П
e:
2,1 м
получаем:
- амплитуда напряженности магнитного поля в точке установки прибора учета электрической энергии от действия намагничивающей силы катушки
фазы С равняется
He = 4.55
А/м;
- амплитуда напряженности магнитного поля в точке установки пломбы от действия намагничива-силы катушки фазы В
равняется Hв = 3,67
ющей А/м;
- амплитуда напряженности магнитного поля в точке установки пломбы от действия намагничива-
равняется На = 3,01
фазы A
FB (t) = 424 - sin( ®t -1200)
ющеи силы катушки А/м.
Учитывая то, что намагничивающие силы фазных обмоток изменяются во времени по синусоидальному закону и сдвинуты по фазе на 1200 , результирующая напряженность магнитного поля в точке установки прибора учета H (t ) = Ha (t)+Нв (t)+He (t ) =
= 3,07 - sin (at)+3,67 - sin [at -1200 )+ 4,55 - sin [at+120 0 ) '
В комплексной форме:
H = H л + H л + Hn = 4,55 + 3,67 • e^'120
, Л /-120° 1 лол -з-23,81°
+3,07 - е= 1,284 - е
Таким образом, модуль напряженности магнитного поля от действия трансформатора в месте установки пломбы будет равен 1,284 А/м.
В воздушной среде индукция магнитного поля связана с напряженностью следующей зависимостью:
в = м°ы,
где В - индукция магнитного поля, Н - напряженность магнитного поля, ^° - магнитная проницаемость вакуума (воздушной среды), Для нашего случая
Прибор учета потребления электроэнергии установлен в щите, представляющий собой ящик, изготовленный из листового железа толщиной 1 мм.
Глубина проникновения плоского магнитного поля частотой 50 Гц в листовую сталь составляет 0,85 мм.
Под глубиной проникновения магнитного поля подразумевают расстояние от поверхности листа до точки, магнитная индукция в которой меньше индукции на поверхности в е = 2,72 раз.
Если учитывать только экранирующее действие стальных перегородок, корпуса трансформатора и корпуса щитка приборов учета электрической энергии магнитное поле трансформатора в точке установки антимагнитной пломбы уменьшится в
B = jU°H = 4 • к • 1° "7 • 1,284 = 1,6 • 1° "6
Тл.
K = —2,72 = 35,2 0,85
раза.
Следовательно, индукция магнитного поля в точке установки прибора учета энергии от действия магнитного поля трансформатора без учета влияния других факторов равна
В = 1,6 мкТл.
Ток обмоток трансформатора, работающего в режиме короткого замыкания примерно в 10 раз больше номинального тока. Напряженность магнитного поля в воздушной среде пропорциональна току, поэтому в режиме короткого замыкания индукция в точке установки прибора учета энергии будет примерно в 10 раз больше, то есть 16 мкТл.
Следующим фактором, влияющим на значение магнитной индукции в любой точке пространства трансформаторной подстанции, является экранирующее действие элементов подстанции, изготовленных из магнитных материалов.
Рассматривая конструкцию корпуса подстанции можно установить следующее:
Источники магнитного поля, которыми являются катушки с током, расположены в стальном корпусе трансформатора, изготовленном из гофрированного железа. Толщина стенок корпуса составляет 2 - 3 мм.
Перегородки внутри подстанции изготовлены из листовой стали толщиной 4 мм. (см. рисунок 1).
На пути от трансформатора до места установки прибора учета электрической энергии имеется две перегородки толщиной 4 мм.
Следовательно, индукция магнитного поля в месте установки прибора учета при коротком замыкании в цепях низкого напряжения подстанции будет равна
B = = 0,45 35,2
мкТл.
Следующими источниками магнитного поля на подстанции являются измерительные трансформаторы тока, которые установлены на стороне низкого напряжения подстанции и предназначены для питания приборов учета в данном случае. Максимальный ток вторичной обмотки трансформатора равен 5 или 1 Амперу. Трансформатор тока соединен с прибором учета кабелем, жилы которого расположены на малом расстоянии друг от друга, поэтому напряженность магнитного поля этих проводов пренебрежительно мала даже на малом расстоянии от кабеля.
Автоматические выключатели, установленные на подстанции в отсеке низкого напряжения подстанции, содержащие электромагнитные расцепители тоже не способны создать ощутимое магнитное поле в месте установки прибора учета.
Таким образом, индукция магнитного поля, создаваемого оборудованием электрической подстанции в месте установки приборов учета электрической энергии, не превышает фонового уровня и не может нарушить нормальный режим работы этих приборов.
М., Советская энциклопедия,
ЛИТЕРАТУРА
1. Прохоров, А.М., ред. ФИЗИЧЕСКИЙ ЭНЦИКЛОПЕДИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ, 1983. статья: Сверхсильные магнитные поля.
2. Гроднев, И.И. Электромагнитное экранирование в широком диапазоне частот. М.: Связь. 1972. -
275 с.
3. В. Краузе, ред. Конструирование приборов. В 2-х кн. / Пер. с нем. В.Н. Пальянова; Кн. 1-М.: Машиностроение, 1987. 384с.
4. Материалы в приборостроении и автоматике: Справочник/ под. ред. Ю.М. Пятина. - 2е изд. Пере-раб. И доп. - М.: Машиностроение, 1982.
5. Горячев, В.Я. Основные соотношения и схема замещения для датчиков угловых перемещений с электромагнитной редукцией/В. Я. Горячев, Ю.А. Шатова// // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. - 2007. - т.1 - С. 172-173
6. Горячев, В.Я. Электрические параметры двухкоординатного датчика ускорений/ В.Я. Горячев, А.В. Савин, А.А. Кривощапов, Ю.А. Шатова//Труды Международного симпозиума Надежность и качество. -2010. - С. 448-450.
7. Артемов И.И. Прогнозирование надёжности и длительности приработки технологического оборудования по функции параметра потока отказов / И.И. Артемов, А.С. Симонов, Н.Е. Денисова // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. 2. С. 3-7.
8. Горячев, В.Я. Использование метода распределенных удельных мощностей для определения мест установки источников питания в цехе машиностроительного предприятия / С. А. Михайлов, В. Я. Горячев, Т. Ю. Бростилова // Надежность и качество сложных систем. - 2015. - № 4 (12). - С. 85-90.
УДК: 339.137.2 Коваленко Т.Д.
ФГБОУ ВО «Пензенский госуниверситет», Пенза, Россия
РАБОТА ПО ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЮ КАК ОДНА ИЗ ПРИОРИТЕТНЫХ ЗАДАЧ ЭКОНОМИЧЕСКОГО И СОЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ ПЕНЗЕНСКОЙ ОБЛАСТИ
В настоящее время решение задачи импортозамещения становится наиболее актуальным. В сложившихся экономических условиях, несмотря на предпринимаемые действия, импортозамещение пока не достигает своих целей. Работа по импортозамещению в Пензенской области считается одной из приоритетных задач экономического и социального развития региона. В 2015 году Пензенская область добилась хороших результатов в плане работы по импортозамещению. Была разработана совместно с бизнесом соответствующая программа действий для каждого района губернии.
Ключевые слова:
