ВЫБОР МАТЕРИАЛА ОПОР ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ 110 КИЛОВОЛЬТ Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Новгородцев Б.П. - Москва: Энергия, 1979. - 312 с.

© Быковская Л.В., Штрамель А.В., Селин А.Ю., 2023

УДК 629.735

Быковская Л.В.

канд. техн. наук, доцент ОГУ, г. Оренбург, РФ Штрамель А.В.

студент магистратуры ОГУ, г. Оренбург, РФ

ВЫБОР МАТЕРИАЛА ОПОР ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ 110 КИЛОВОЛЬТ

Аннотация

В статье рассматривается применение программы-реализатора нечеткого вывода Мамдани для оптимального выбора материала опор ВЛ 110 кВ. Выбор осуществляется по значениям предполагаемого срока службы и ориентировочной стоимости возведения одного погонного метра трассы ВЛ.

Ключевые слова

нечеткий вывод Мамдани, стоимость возведения одного погонного метра трассы ВЛ, срок службы опор

воздушных линий, различные типы опор.

CHOICE OF SUPPORT MATERIAL OVERHEAD LINES 110 KILOVOLTS

Annotation

The article discusses the use of the Mamdani fuzzy inference program for the optimal choice of material for poles of 110 kV overhead lines. The choice is made according to the values of the expected service life and the estimated cost of erecting one linear meter of the overhead line route.

Keywords

fuzzy conclusion of Mamdani, the cost of one linear meter of the overhead line route, the service life of

overhead line supports, various types of supports.

Выбор материала опор предлагается осуществлять с помощью программы-реализатора нечеткого вывода Мамдани [3].

В качестве входных лингвистических переменных принимаются следующие:

1) Предполагаемый срок службы (срок эксплуатации возводимой трассы ВЛ 110 кВ) в годах. Терм-множество состоит из четырех термов: «Минимальный», «Средний», «Длительный» и «Максимальный», параметры которых приведены в таблице 1. Диапазон значений 0 ... 80 лет. Функции принадлежности для каждого терма из терм-множества представлены на рисунке 1.

Таблица 1

Параметры лингвистической переменной «Предполагаемый срок службы»

Терм Тип функции Параметры функции

Минимальный Z-линейная 25 - 30

Средний Трапециевидная 25 - 30 - 35 - 40

Длительный Трапециевидная 35 - 40 - 45 - 50

Максимальный Трапециевидная 45 - 50 - 75 - 80

1.2 1 0.8 0,6 0,4 0.2 0-

1

1 1

II

I 1 1 1! L |

— Минимальный Средний

— Длительный

— Максимальный

19,15 39.15 59..15 79,15 Рисунок 1 - Функции принадлежности переменной «Предполагаемый срок службы»

2) Ориентировочная стоимость возведения одного погонного метра (п.м.) трассы ВЛ в относительных единицах (о.е.). Терм-множество состоит из четырех термов: «Минимальная», «Средняя», «Высокая» и «Максимальная», параметры которых приведены в таблице 2. Диапазон значение 0 ... 2500 о.е. Функции принадлежности для каждого терма из терм-множества представлены на рисунке 2.

Таблица 2

Параметры лингвистической переменной «Ориентировочная стоимость»

Терм Тип функции Параметры функции

Минимальная Z-линейная 1200 - 1300

Средняя Трапециевидная 1200 - 1300 - 1600 - 1700

Высокая Трапециевидная 1600 - 1700 - 2000 - 2100

Максимальная S-линейная 2000 - 2100

1.210.8 0.6 0.40.2 0-

I

1

|

- Минимальная

Средняя

-Высокая

- Максимальная

-25 475 975 1475 1975 2475 Рисунок 2 - Функции принадлежности переменной «Ориентировочная стоимость»

В качестве выходной лингвистической переменной примем «Рекомендуемый материал опор», которая отражает оптимальный тип опор. Задается следующими термами: «Изменить входные данные», «Деревянные», «Железобетонные»; «Металлические» и «Композитные». Параметры приведены в

таблице 3. Диапазон значений 0 ... 10 о.е. Для нашего случая Функции принадлежности для каждого лингвистического терма из базового терм-множества представлены на рисунке 3.

Таблица 3

Параметры лингвистической переменной «Рекомендуемый материал опор»

Терм Тип функции Параметры функции

Изменить входные данные Z-линейная 1,5 - 2

Деревянные Трапециевидная 2 - 2,5 - 3,5 - 4

Железобетонные Трапециевидная 4 - 4,5 - 5,5 - 6

Металлические Трапециевидная 6 - 6,5 - 7,5 - 8

Композитные S-линейная 8 - 8,5

Структура нечеткой системы выбора материала опор ВЛ 110 кВ после ввода входных и выходной переменных, представлена на рисунке 4.

Для работы программы-реализатора нечеткого вывода Мамдани необходимо задаться рядом правил выбора материала опор ВЛ 110 кВ. База состоит из 16 правил, которые представлены в таблице 3. На рисунке 5 изображена внесенная база правил в программу-реализатор.

1.2 1

0.30.6 0.4 0.20

1 [

1 |

- Изменить Еход^ые Д5№ые

Деревянные

-Железобетонные

- Металлические

Комг>оз1ттные

1.9 3,9 5.9 7.9 9,9 Рисунок 3 - Функции принадлежности выходной переменной «Материал опор»

Рисунок 4 - Структура нечеткой системы выбора материала опор

Таблица 3

Составленные базы правил для выбора материала опор ВЛ

- Срок службы Тип связи Стоимость - Материал опор

Если Минимальный И Минимальная Тогда Деревянные

Если Минимальный И Средняя Тогда Деревянные

Если Минимальный И Высокая Тогда Деревянные

Если Минимальный И Максимальная Тогда Деревянные

Если Средний И Минимальная Тогда Изменить входные данные

Если Средний И Средняя Тогда Железобетонные

Если Средний И Высокая Тогда Железобетонные

Если Средний И Максимальная Тогда Железобетонные

Если Длительный И Минимальная Тогда Изменить входные данные

Если Длительный И Средняя Тогда Изменить входные данные

Если Длительный И Высокая Тогда Металлические

Если Длительный И Максимальная Тогда Металлические

Если Максимальный И Минимальная Тогда Изменить входные данные

Если Максимальный И Средняя Тогда Изменить входные данные

Если Максимальный И Высокая Тогда Изменить входные данные

Если Максимальный И Максимальная Тогда Композитные

пз1 Редактор правил

ЕСЛИ Предполагаемый срок службы ЕСТЬ Минимальный И Ориентировочная стоимость ЕСТЬ Минимальная ТОГДА Рекомендуемый материал опор ЕСТЬ Деревянные

ЕСЛИ Предполагаемый срок службы ЕСТЬ Минимальный И Ориентировочная стоимость ЕСТЬ Средняя ТОГДА Рекомендуемый материал опор ЕСТЬ Деревянные

ЕСЛИ Предполагаемый срок службы ЕСТЬ Минимальный И Ориентировочная стоимость ЕСТЬ Высокая ТОГДА Рекомендуемый материал опор ЕСТЬ Деревянные

ЕСЛИ Предполагаемый срок службы ЕСТЬ Минимальный И Ориентировочная стоимость ЕСТЬ Максимальная ТОГДА Рекомендуемый материал опор ЕСТЬ Деревянные

ЕСЛИ Предполагаемый срок службы ЕСТЬ Средний И Ориентировочная стоимость ЕСТЬ Минимальная ТОГДА Рекомендуемый материал опор ЕСТЬ Изменить входные данные

ЕСЛИ Предполагаемый срок службы ЕСТЬ Средний И Ориентировочная стоимость ЕСТЬ Средняя ТОГДА Рекомендуемый материал опор ЕСТЬ Железобетонные

ЕСЛИ Предполагаемый срок службы ЕСТЬ Средний И Ориентировочная стоимость ЕСТЬ Высокая ТОГДА Рекомендуемый материал опор ЕСТЬ Железобетонные

ЕСЛИ Предполагаемый срок службы ЕСТЬ Средний И Ориентировочная стоимость ЕСТЬ Максимальная ТОГДА Рекомендуемый материал опор ЕСТЬ Железобетонные

ЕСЛИ Предполагаемый срок службы ЕСТЬ Длительный И Ориентировочная стоимость ЕСТЬ Минимальная ТОГДА Рекомендуемый материал опор ЕСТЬ Изменить входные данные

ЕСЛИ Предполагаемый срок службы ЕСТЬ Длительный И Ориентировочная стоимость ЕСТЬ Средняя ТОГДА Рекомендуемый материал опор ЕСТЬ Изменить входные данные

ЕСЛИ Предполагаемый срок службы ЕСТЬ Длительный И Ориентировочная стоимость ЕСТЬ Высокая ТОГДА Рекомендуемый материал опор ЕСТЬ Металлические

ЕСЛИ Предполагаемый срок службы ЕСТЬ Длительный И Ориентировочная стоимость ЕСТЬ Максимальная ТОГДА Рекомендуемый материал опор ЕСТЬ Металлические

ЕСЛИ Предполагаемый срок службы ЕСТЬ Максимальный И Ориентировочная стоимость ЕСТЬ Минимальная ТОГДА Рекомендуемый материал опор ЕСТЬ Изменить входные данные

ЕСЛИ Предполагаемый срок службы ЕСТЬ Максимальный И Ориентировочная стоимость ЕСТЬ Средняя ТОГДА Рекомендуемый материал опор ЕСТЬ Изменить входные данные

ЕСЛИ Предполагаемый срок службы ЕСТЬ Максимальный И Ориентировочная стоимость ЕСТЬ Высокая ТОГДА Рекомендуемый материал опор ЕСТЬ Изменить входные данные

ЕСЛИ Предполагаемый срок службы ЕСТЬ Максимальный И Ориентировочная стоимость ЕСТЬ Максимальная ТОГДА Рекомендуемый материал опор ЕСТЬ Композитные

Если

| Лингвистическая переменная Не Терм

Предполагаемый срок службы В Отсутствует ч

Ориентировочная стоимость □ Отсутствует

Тогда

Лингвистическая переменная

Рекомендуемый материал опор

Не Терм | О Отсутствует

Тип СВЯЗИ

® Тип И О Тип ИЛИ

| Добавить | | Изметть | | Удатыть | | Ьдшд~

Рисунок 5 - База правил в программе «Выбор материала опор ВЛ 110 кВ»

Пример работы программы «Выбор материала опор ВЛ 110 кВ» показан на рисунке 6.

Рисунок 6 - Пример работы программы «Выбор материала опор ВЛ»

Из рисунка 6 следует, что при максимальном сроке службы и максимальной стоимости возведения одного погонного метра следует выбрать композитные опоры ВЛ 110 кВ.

Вывод: построенная модель нечеткого метода определения материала опор ВЛ 110 кВ способна правильно выбирать рекомендуемый материал опор планируемой к строительству трассы ВЛ 110 кВ, по заданным сроку службы и ориентировочной стоимости одного погонного метра трассы.

Список использованной литературы:

1. Быковская, Л.В. Сравнительный анализ опор линий электропередачи // Л.В. Быковская, А.В. Штрамель. Международный научный журнал «Инновационная наука»; Уфа, 15-30 апр. 2022 г. - С. 44-46.

2. Семенова, Н.Г. Исследование и моделирование электроэнергетических систем (учебное пособие) / Н.Г. Семенова, Л.А. Влацкая. - Оренбург: ОГУ, 2022. - 125 с.

3. Методические указания по проведению периодического технического освидетельствования воздушных линий электропередачи ЕНЭС // ОАО «ФСК ЕЭС». 2010. URL: http://www.fsk-ees.ru/upload/docs/56947007-29.240.01.053-2010.pdf

4. Бочаров, Ю.Н., Жук В.В. К вопросу о композитных опорах воздушных линий // Труды Кольского центра РАН. Сер.: Энергетика. 2012. Вып. 4. С. 78-85.

5. Крюков, К. П. Конструкции и механический расчет линий электропередачи, изд. 2 / Крюков К.П., Новгородцев Б.П. - Москва: Энергия, 1979. - 312 с.

© Быковская Л.В., Штрамель А.В., 2023