CC BY
7INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND TECHNICAL CONFERENCE "DIGITAL TECHNOLOGIES: PROBLEMS AND SOLUTIONS OF PRACTICAL IMPLEMENTATION IN THE SPHERES" APRIL 27-28, 2023
PAST KUCHLANISHLI HAVO ELEKTR UZATISH LINIYALARI UCHUN INTELLEKTUAL AXBOROT MONITORINGI TIZIMLAR TAHLILI Xayrullayev Alisher Fayzulla o'g'li
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi Toshkent axborot texnologiyalari universiteti
https://doi.org/10.5281/zenodo.7856770
Abstract. The increase in demand for energy consumption in the world is the basis for the formation of many scientific and practical projects in this field. In particular, the increase in the level of load on overhead power lines requires accurate and timely monitoring of the energy system. This article analyzed the issue of remote monitoring of the condition of low-voltage overhead power lines in laboratory conditions using an electronic micro current sensor. The results of the proposed research can be applied to the remote monitoring of the distribution network of low-voltage overhead power lines, which is of great importance for monitoring the condition of the lines, efficient use of energy, and intelligent maintenance.
Key words: sensor, load, monitoring, overhead transmission line, architecture, voltage, current, simulation.
KIRISH
Keyingi vaqtlarda energetika sohasiga korporativ boshqaruvning zamonaviy usullarini, ilg'or axborot-kommunikatsiya texnologiyalarini hamda, energiyani hisobga olish va nazorat qilishning avtomatlashtirilgan tizimlarini joriy etish, shu asosda samaradorlikni oshirish va ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytirish energetika tarmog'i tashkilotlari va moliya-xo'jalik faoliyatining shaffofligini ta'minlashda muhim o'rin tutmoqda [1].
Havo elektr uzatish liniyalarining taqsimlash tarmog'i milliy iqtisodiyot va ijtimoiy rivojlanish uchun muhim elementlardan biridir. Taqsimlash tarmog'i to'g'ridan-to'g'ri foydalanuvchi qurilmasi bilan bog'lanadi, shuning uchun uning ishlashi elektr ta'minotining ishonchliligi va quvvat sifatiga bevosita ta'sir qiladi.
Taqsimlash tarmog'i juda murakkab bo'lib, keng radiatsiya, ko'plab yuklanish nuqtalari va ko'p sonli foydalanuvchilarga ega. Taqsimlash tarmog'ini avtomatlashtirishni tadqiq qilishda bir qator qiyinchiliklar mavjud. Hozirgi vaqtda foydalanilayotgan ba'zi taqsimlash tarmog'i uskunalari vaqt o'tishi bilan jiddiy ravishda eskiradi, bu esa taqsimlash tarmog'ining is hlamay qolish darajasini oshiradi. Taqsimlash tarmog'ining ishdan chiqishi, tarmoq holatini o'z vaqtida tiklanishi va energiyani hisobga olishda muammolarga sabab bo'ladi.
Ushbu maqolada taqsimlash tarmog'idagi havo liniyalarining holat to'g'risida ma'lumotlarini o'lchash uchun mikrosensor texnologiyasiga asoslangan sensor ishlab chiqilgan bo'lib, yuqori aniqlikdagi ma'lumotlarni o'lchash muammosini hal qilishga qaratilgan.
ASOSIY QISM
Adabiyotlar tahlili va tadqiqot metodologiyasi
Energiya uzatish liniyalari holatini monitoring qilish bo'yicha j ahonda bir qator ilmiy ishlar va tadqiqotlar olib borilmoqda. N. Mohd Zainuddin, M.S.Abd. Rahman va boshqalar o'z tadqiqot ishlarida havo uzatish liniyalarining holatlari, liniyadagi haroratning oshib ketishi, kuchlanishning o'zgarishi va bu holatlarni bartaraf etish usullari haqida batafsil to'xtalib, yuqori kuchlanishli havo uzatish liniyalarida kabel sifatida ishlatiladigan materiallarni radiatsiya va issiqlikka chidamli elementlardan tayyorlash kerakligi xususida takliflar berishgan [2].
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND TECHNICAL CONFERENCE "DIGITAL TECHNOLOGIES: PROBLEMS AND SOLUTIONS OF PRACTICAL IMPLEMENTATION IN THE SPHERES" APRIL 27-28, 2023
Penza davlat universitetining axborot va o'lchash uskunalari va metrologiya bo'limi olimlari V.A.Listyuhin va boshqalar maqolalarida liniyadagi nuqsonlarni oldini olishning dastlabki bosqichini aniqlash orqali nuqsonli hududlarni o'z vaqtida aniqlash; elektr tarmoqlari kompleks taqsimlash tarmoqlarini texnologik boshqarish darajasini oshirish; havo liniyalarini texnik holatiga ko'ra ta'mirlash va saqlash haqida keltirib o'tishgan [3].
Hindistonning Manakula Vinayagar texnologiya instituti, Elektrotexnika muhandisligi bo'limi tadqiqotchilari A Muruganandhan va boshqalar PLC (Power Line Control) va SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) yordamida quvvat o'g'irlanishini aniqlash bilan taqsimlovchi transformatorni masofadan nazorat qilishning modeli va dasturiy kopleksini ishlab chiqishgan [4]. Ushbu dasturiy komplek asosan yuqori kuchlanish liniyalari uchun mo'ljallangan.
2014-yilda Kristofer, G. Svaminathan, P. Thangaraj tomonidan elektr uzatish liniyasidan foydalangan holda elektr energiyasini o'g'irlashni aniqlash uchun taqsimlash liniyasi monitoringi tizimi taklif etilgan [5]. Bu tizim asosan transformatorlarni holatini nazorat qilish vositasi sifatida tadbiq etilgan.
2015-yilda esa, VIT universitetining Elektrotexnika fakulteti olimlari K.Dineshkumar va boshqalar GSM tarmog'idan foydalangan holda ARM protsessoriga asoslangan elektr energiyasini o'g'irlashni nazorat qilish tizimini ishlab chiqishgan [6].
Z. Zibin, Y. Yatao, N. Xiangdong, D. Hong-Ning va Z. Yuren o'zlaring ilmiy ishlarida aqlli tarmoqlarni himoya qilish uchun elektr energiyasini o'g'irlashni aniqlash uchun keng va chuqur konvolyutsion neyron tarmoqlarini qo'llash mexanizmlarini ishlab chiqishgan [7]. Bu tadqiqotlar laboratoriyalar uchun nazariy va fundamental asos bo'lib xizmat qilgan.
Yuqoridagilardan [3-7] ko'rinib turibdiki, ushbu sohada tadqiqotlar keng miqyosda olib borilganiga qaramasdan, hanuzgacha ko'plab muammolar ko'zga tashlanadi. Ushbu muammolarni tahlil qilish, ularni bartaraf etishda mavjud usullarni takomillashtirish bu sohada yangi intellektual axborot monitoring tizimlarini qo'llashni taqozo etmoqda.
Ushbu maqolada havo elektr uzatish liniyalari holatini real vaqtda nazorat qilish uchun zamonaviy sensor qurilmalari yordamida masofadan monitoring tizimi taklif etilmoqda. Havo liniyasining intellektual axborot monitoringi tizimi 1-rasmda ko'rsatilganidek, o'lchov pog'onasi, aloqa pog'onasi, ma'lumotlar pog'onasi va tahlil pog'onasini o'z ichiga oladi.
Joriy Ma'lumotlar tahlili Viziualizatsiya monitoring [Data Mining)
1-rasm. Tizim arxitekturasi
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND TECHNICAL CONFERENCE "DIGITAL TECHNOLOGIES: PROBLEMS AND SOLUTIONS OF PRACTICAL IMPLEMENTATION IN THE SPHERES" APRIL 27-28, 2023
O'lchov pog'onasi ma'lumotni kuzatish qurilmasi orqali signalni o'lchaydi. Aloqa pog'onasi bir nechta qurilmalarning o'lchangan ma'lumotlarini simsiz aloqa orqali ma'lumotlar pog'onasiga uzatadi. Ma'lumotlar pog'onasi olingan axborotlarni saqlash, so'rovlar, virtualizatsiya va barcha o'lchangan ma'lumotlarni standartlashtirishni ta'minlaydi. Tahlil pog'onasi o'lchangan ma'lumotlarni hisoblash va tahlil qilish orqali vizualizatsiya, ma'lumotlarni boshqarish va saqlash funksiyalarini yakunlaydi.
Havo elektr uzatish liniyasi taqsimlash tarmog'ini monitoring qurilmasi arxitekturasi 2 -rasmda ko'rsatilgan. Qurilma asosan besh modulga bo'lingan bo'lib, ular joriy tok kuchini o'lchash moduli, analog signalni qayta ishlash moduli, raqamli signalni qayt a ishlash moduli, simsiz aloqa moduli va quvvat modulini o'z ichiga oladi.
2-rasm. Qurilmaning arxitekturasi
Tok kuchini o'lchash moduli sensor tizimining eng muhim qismidir va uning asosiy vazifasi oqim signalini kuchlanish signaliga aylantirishdir. Analog signalni qayta ishlash moduli oqim o'lchash modulidan kuchlanish signalini oldindan qayta ishlaydi, keyin esa signal A/D (Analog to digital) talablariga javob berishi mumkin. A/D bitta modulga tegishli emas. Bu raqamli signalni qayta ishlash modulining bir qismi bo'lib, CPU/MCU (Central processing unit) da A/D dan foydalanishi mumkin. Raqamli ishlov berish moduli A/D dan keyin raqamli signalni qayta ishlashni yakunlaydi, bu ham butun o'lchov tizimining barcha modullarini boshqaradi [8].
Natijalar
A. Strukturani loyihalash. Intellektual axborot monitoringi qurilmasi havo elektr uzatish liniyasiga o'rnatiladi, shuning uchun strukturaning barqarorligi va himoya darajalarini to'liq hisobga olish kerak. Qurilma g'altak (KaTymKa)larni o'z ichiga olganligi va magnit halqa tuzilishiga ega bo'lganligi sababli, 3-rasmda ko'rsatilganidek, strukturaning o'rnatilishini ta'minlash uchun butun struktura ochiq halqa sifatida o'rnatiladi.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND TECHNICAL CONFERENCE "DIGITAL TECHNOLOGIES: PROBLEMS AND SOLUTIONS OF PRACTICAL IMPLEMENTATION IN THE SPHERES" APRIL 27-28, 2023
3-rasm. Qurilmaning tuzilishi 4-rasm. Plomba qistirmasining dizayni
B. Himoya dizayni. Qurilmaning tashqi qoplamasi qattiq materildan tayyorlangan bo'lib, himoya dizayni IP67 talablariga javob berishi kerak. Himoya dizayni strukturani himoya qilish va material tanlashni o'z ichiga oladi.
Strukturaning umumiy dizaynida 4-rasmda ko'rsatilganidek, o'lchamni, moslikni va sirt shaklini yaxshilash orqali namlikning kirishiga yo'l qo'ymaslik uchun plombalangan qistirma qo'shiladi.
Hozirgi vaqtda keng tarqalgan magnit materiallarga amorf temir yadro, permalloy va silikon po'lat kiradi, ular orasida silikon po'lat arzon, ammo ob-havoga chidamliligi etarli emas va permalloy qimmat. Monitoring qurilmasining murakkab ish muhiti tufayli ushbu loyihada permalloy ishlatiladi [9].
C. Simulyatsiya. Tizimni sinab ko'rish uchun yuqori chastotali quvvat manbai, otsiloskop va ma'lumotlarni qabul qilish tizimini o'z ichiga olgan laboratoriya o'lchov muhitida simulyatsiya amalga oshiriladi (5-rasm). Tajribada qabul qilingan yuqori chastotali quvvat manbai 100 kHz eng yuqori chastotali sinus to'lqin va kvadrat to'lqinni ishlab chiqarishi mumkin va maksimal chiqish quvvati 20 V, 100 A. Otsiloskopning tarmoqli kengligi 500 MHz ni tashkil qiladi. Butun eksperimental test tizimi 6-rasmda ko'rsatilgan.
5-rasm. Potensial taqsimotning 6-rasm. Test platforma
simulyatsiya natijalari
Ushbu maqola intellektual axborot monitoringi tizimi tahlil qilindi. Qurilma ishlab chiqilgan bo'lib, unda oqim o'lchash moduli, analog signalni qayta ishlash moduli, raqamli signalni qayta ishlash moduli, simsiz aloqa moduli va quvvat moduli mavjud. Qurilmaning tuzilishi ish sharoitini hisobga olgan holda ishlab chiqilgan. Va nihoyat, qurilmaning ish faoliyati laboratoriyada sinovdan o'tkazildi. Qurilmaning aniqligi ishonchli bo'lib, ushbu loyihaning
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND TECHNICAL CONFERENCE "DIGITAL TECHNOLOGIES: PROBLEMS AND SOLUTIONS OF PRACTICAL IMPLEMENTATION IN THE SPHERES" APRIL 27-28, 2023
tadqiqot talablariga javob beradigan turli xil to'lqin shakllarini o'lchashni yakunlashi mumkin.
Ushbu loyihada ishlab chiqilgan qurilma intellektual axborot monitoringi uchun javob beradi.
Ushbu tizim taqsimlash tarmog'ining ishonchliligini oshiradi va taqsimlash tarmog'idagi
nosozliklarni aniqlashga hissa qo'shadi.
REFERENCES
1. Davronbekov D.A., Khayrullaev A.F. Models and algorithms for remote monitoring of the condition of overhead power lines // Bulletin of TUIT: Management and Communication Technologies. ISSN 2181-1083. 2022. Vol-2(9)
2. N. Mohd Zainuddin et al, "Review of Thermal Stress and Condition Monitoring Technologies for Overhead Transmission Lines: Issues and Challenges," in IEEE Access, vol. 8, pp. 120053120081, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.3004578.
3. V.A.Listyukhin et al. Systematization and monitoring of quality parameters of overhead power transmission lines functioning // 2022 IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci.990012058. doi10.1088/1755-1315/990/1/012058.
4. A.M.D., M.R., R.S. and M.V.J., "Remote Monitoring of Distribution Transformer with Power Theft Detection using PLC & SCADA," 2020 International Conference on System, Computation, Automation and Networking (ICSCAN), Pondicherry, India, 2020, pp. 1-4, doi: 10.1109/ICSCAN49426.2020.9262306.
5. A. V. Christopher, G. Swaminathan, M. Subramanian and P. Thangaraj, "Distribution line monitoring system for the detection of power theft using power line communication," 2014 IEEE Conference on Energy Conversion (CENCON), Johor Bahru, Malaysia, 2014, pp. 5560, doi: 10.1109/CENC0N.2014.6967476.
6. K. Dineshkumar, P. Ramanathan and S. Ramasamy, "Development of ARM processor based electricity theft control system using GSM network," 2015 International Conference on Circuits, Power and Computing Technologies [ICCPCT-2015], Nagercoil, India, 2015, pp. 16, doi: 10.1109/ICCPCT.2015.7159401
7. Z. Zibin, Y. Yatao, N. Xiangdong, D. Hong-Ning and Z. Yuren, "Wide and Deep Convolutional Neural Networks for Electricity-Theft Detection to Secure Smart Grids," IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL INFORMATICS, VOL. 14, NO. 4, APRIL 2018, pp. 1606-1615.
8. Khayrullaev A., Davronbekov D. ANALYSIS OF CONSTRUCTION METHODS AND DESIGN PROCESSES OF WIRELESS SENSOR NETWORKS //Acta of Turin Polytechnic University in Tashkent. - 2022. - T. 12. - №. 3.
9. Z. Liang, Z. Jian and L. Hua, "Research on Intelligent Transient Information Monitoring Technology for Overhead Line," 2019 IEEE Innovative Smart Grid Technologies - Asia (ISGT Asia), Chengdu, China, 2019, pp. 4102-4105, doi: 10.1109/ISGT-Asia.2019.8881668.
