Волошин Е.А., студент; Кобенок В.С., студент; , доцент.
(Донецкий Национальный Технический Университет, г. Донецк, Украина)

Работа представлена на Всеукраинскую научно-техническую конференцию студентов «Электротехника, электроника и микропроцессорная техника», (27-28 мая 2009 г. в Донецком национальном техническом университете)

Источник:http://www.masters.donntu.ru/2009/eltf/kobenok/library/index.htm

        Объектом исследования в данной статье является величина отклонения напряжения в городских и сельских сетях Донецка. Первой задачей статьи является проверка придерживания норм ГОСТ 13109-97 на одноминутные отклонения напряжения. Отклонение напряжения относится к кондуктивным помехам ЭМС. В действующих сетях эти помехи представляют собой случайные процессы, что требует разработки общих методов анализа. Данная тема особо важна и актуальна в наше время, поскольку в задачах ЭМС получают данные для технико-экономического обоснования и оценки эффективности применения средств уменьшения помех .

        Отклонение напряжения. Эта величина является случайной. Из практики известно, что закономерности, наблюдаемые в массовых случайных явлениях, проявляются тем точнее и отчетливее, чем больше объем статистического материала. Но даже при бесконечном количестве N опытов нельзя точно найти вероятностные характеристики. Однако при достаточно большом N вероятность расхождения между опытными и теоретическими значениями мала, поэтому опытные результаты можно принимать в качестве исходных .

        При обработке таких статистических данных часто возникает вопрос об определении законов распределения тех или иных случайных величин (законы Гаусса, Пуассона, Симпсона и др.). Но на практике из-за трудностей проведения эксперимента число наблюдений, а следовательно и количество экспериментальных данных всегда ограничено (20-30 и менее), поэтому результаты наблюдений и их обработки всегда содержат ту или иную долю случайности. В связи с этим требуется выбрать такие оценки для искомых характеристик, которые приводили бы к меньшим ошибкам .

        Известно, что всякая случайная величина может быть полностью описана с вероятностной точки зрения, если известно распределение между отдельными значениями этой случайной величины. Другими словами можно сказать, что любая случайная величина подчинена тому или иному закону распределения .

         На практике наиболее встречающийся закон распределения – нормальный закон (часто называемый законом Гаусса), главная особенность которого в том, что к нему приближаются другие законы распределения при часто встречающихся типичных условиях . В связи с этим, вторая задача статьи – выяснить, подчиняется ли эта случайная величина нормальному закону распределения.

        Опытным путем в течении месяца были произведены измерения напряжения в два разных времени суток – в 8 утра и 7 вечера. В течении короткого промежутка времени (около 1 мин) производилось 5 замеров. Затем определялось среднее значение измеряемой величины.

        Проанализировав измеренные данные можно отметить, что нормы стандарта на одноминутные отклонения напряжения выполняются только для городских сетей, поскольку все значения не превышают допустимый предел в 5%. Для сетей же сельского района ни одно из значений не удовлетворяет нормам ГОСТ.

        Для оценки полученных значений были найдены следующие параметры, характеризующие нормальное распределение: среднее значение χ_с , дисперсия D , среднее квадратическое отклонение σ (стандарт), которые сведены в табл. 1.

                  Таблица 1 – Параметры нормального распределения

        Из табл. 1 видно, что стандарт в вечернее время больше, чем в утреннее, что свидетельствует о большем отклонении напряжения относительно среднего значения.

        Найдены минимальное χ_min и максимальное χ_max значения случайной величины согласно с интегральной вероятностью 95%, которой соответствуют вероятности E_χ =0,05 для минимального и E_χ =0,95 для максимального значений; минимальное χ_п min и максимальное χ_п max расчетные значения; относительные расхождения σ_п min и σ_п max. Все результаты сведены в табл. 2.

                  Таблица 2 – Сопоставление расчетных значений

         Поскольку относительные расхождения не превышают 10%, можно с уверенностью утверждать, что исследуемая величина не противоречит нормальному закону распределения.

        Выводы:

        1. Доказано, что изменение напряжения во времени представляет собой нестационарный случайный процесс, для изучения которого необходимо записывать суточные графики нагрузки.

        2. Выполнено сравнение параметров городских и сельских районов: в обоих случаях отклонение напряжения не противоречит нормальному закону распределения; в сельских районах нормы стандарта на одноминутные отклонения напряжения не выполняются.