Адаптивні вимірювальні перетворювачі струму та напруги для високовольтних електроенергетичних об’єктів

Аналіз сучасного стану та тенденцій розвитку методів та засобів високовольтних вимірювань струмів та напруг в електроенергетиці. Розробка принципів побудови, складу та структурної схеми АВПСН (адаптивних вимірювальних перетворювачів струму та напруги).

Рубрика Физика и энергетика
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 13.08.2015
Размер файла 282,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ЕЛЕКТРОДИНАМІКИ

УДК 621.314.22.08

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Адаптивні вимірювальні перетворювачі струму та напруги для високовольтних електроенергетичних об'єктів

Спеціальність 05.14.02 - електричні станції, мережі і системи

Танкевич Сергій Євгенійович

Київ - 2011

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано у відділі моделювання електроенергетичних об'єктів та систем Інституту електродинаміки НАН України, м. Київ.

Науковий керівник -доктор технічних наук, професор, академік НАН України Кириленко Олександр Васильович, директор Інституту електродинаміки НАН України.

Офіційні опоненти: -доктор технічних наук, професор Лежнюк Петро Дем'янович, завідувач кафедри електричних станцій та систем Вінницького національного технічного університету МОН України;

-кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Слинько Володимир Мефодійович, старший науковий співробітник відділу автоматизації електричних систем Інституту електродинаміки НАН України.

Захист дисертації відбудеться «__» __________ 2011 р. о ___ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.187.03 в Інституті електродинаміки НАН України за адресою: 03680, Київ - 57, проспект Перемоги, 56, тел. 456-91-15.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту електродинаміки НАН України за вищевказаною адресою.

Автореферат розіслано «__» _________ 2011 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради О.В. Бібік

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Останніми роками енергетики більшості провідних країн світу прийшли до висновку, що за умов постійного динамічного зростання енергоспоживання подальше забезпечення вимог до якості електроенергії та надійності енергопостачання шляхом екстенсивного розвитку енергетичної галузі неможливе і визнали нагальну потребу вироблення нової концепції інноваційного розвиту електроенергетики.

У Європейському союзі та США в основу національних програм перспективного розвитку електроенергетики покладено нову технологічну платформу побудови енергосистем, що отримала назву Smart Grid. Основна ідея створення таких систем, які у нас отримали назву інтелектуальних, активно-адаптивних мереж - в Росії, це надійне, енергоефективне та якісне енергопостачання, що ґрунтується на зростанні ролі керування як провідного фактору інноваційного розвитку електроенергетики і побудові високопродуктивної інформаційно-обчислювальної інфраструктури, що має стати серцевиною енергосистеми. При цьому інформація, насамперед, оперативна вимірювальна, набуває ролі головного чинника підвищення енергоефективності та якості керування, а процеси та засоби її одержання, збирання та обробки, взаємообміну нею, стають основою розробки і впровадження нового технологічного базису електроенергетики 21століття за концепцією Smart Grid.

Дане дослідження є відповідною реакцією на зазначені обставини і спрямоване на створення адаптивних вимірювальних перетворювачів струму та напруги (АВПСН), що характеризуються повною інформаційною та електромагнітною сумісністю з цифровими автоматизованими системами керування електроенергетичних об'єктів (АСК ЕЕО) і є основними постачальниками цифрової вимірювальної інформації для таких систем. В такому комплексному, засобі вимірювання крім сприйняття і масштабного перетворення струмів та напруг ЕЕО здійснюється їх нормування, аналого-цифрове перетворення (АЦП), попередня обробка за допомогою вбудованого в первинний перетворювач електронного модуля, ряд функцій типу інтелектуальної поведінки (зміна алгоритму функціонування на основі оцінювання ситуації, програмна корекція похибок вимірювання, зміна характеристик вихідного сигналу відповідно до потреб вторинних систем, аналіз метрологічної придатності, самодіагностика), а також високопродуктивний зв'язок з іншими електронними пристроями АСК ЕЕО.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження за темою дисертаційної роботи проводилися у відділі моделювання електроенергетичних об'єктів та систем Інституту електродинаміки НАН України при виконанні наступних науково-дослідних робіт: НДР «Дослідження та розробка методів і засобів оцінки та контролю параметрів режимів ЕЕО та електричних мереж, в тому числі з нелінійними та нестаціонарними навантаженнями», шифр «МОНІТОР», № ДР 0107U002702; НДР «Розробити методи та засоби моніторингу та керування енергосистемами для підвищення стійкості та надійності їх функціонування», шифр «МОНІТОР К», № ДР 0109U007911; інноваційний проект «Розробка регіональної системи моніторингу перехідних режимів на базі Кримської електроенергетичної системи ДП «НЕК «Укренерго», шифр 453-09, № ДР 0710U002614; НДР «Розвинути теоретичні засади, розробити методи та засоби автоматизації розв'язання задач відновлення електропостачання споживачів на рівні енергопостачальної компанії з урахуванням функціонування в умовах ринку», шифр «Ренесанс», № ДР 0108U001112; НДР «Розвиток наукових основ створення засобів моніторингу, діагностики та керування електроенергетичними системами та об'єктами», шифр «Діамант-2», № ДР 0107U002701; договір №379 «Дослідження та розробки в галузі приладобудування та електроніки. Надання міжнародним стандартам статусу національних» з ДП «НЕК «Укренерго», де здобувачем розв'язувались задачі підвищення точності та надійності одержання, обробки та передачі інформації про стан та режими ЕЕО.

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є розвиток науково-технічних основ та удосконалення методів вимірювання струму і напруги високовольтних ЕЕО шляхом цифрового моделювання та попередньої цифрової обробки вихідних сигналів первинних давачів, інтелектуалізації процедури вимірювання, забезпечення інформаційної сумісності та взаємодії з цифровими системами автоматики, релейного захисту та вимірювання відповідно до вимог міжнародної нормативної бази в цій галузі.

Для досягнення визначеної мети в роботі розв'язуються наступні завдання:

- аналіз сучасного стану та тенденцій розвитку методів та засобів високовольтних вимірювань струмів та напруг в електроенергетиці;

- аналіз міжнародних нормативних документів в галузі електронних засобів високовольтних вимірювань струмів та напруг ЕЕО і мереж та систем зв'язку на електричних підстанціях;

- визначення вимог до засобів одержання вимірювальної інформації про струм і напругу ЕЕО зокрема і специфічних вимог до АВПСН з боку інтелектуальних інформаційно-вимірювальних систем, систем моніторингу, керування та релейного захисту;

- розробка та обґрунтування принципів побудови, складу та структурної схеми АВПСН;

- розробка загальної інформаційної моделі (Common information model, СІМ) АВПСН;

- розробка методу коригування вихідної інформації АВПСН на основі використання штучних нейронних мереж (ШНМ);

- розробка та обґрунтування організації схеми інформаційного взаємообміну інформацією вимірювальних трансформаторів (ВТ) з цифровими системами керування ЕЕО;

- розробка методики проведення випробувань АВПСН для визначення його метрологічних характеристик та підтвердження інформаційної та електромагнітної сумісності з іншими компонентами АСК ЕЕО;

- розробка проектів серії національних стандартів щодо мереж та систем зв'язку на підстанціях енергосистем, гармонізованих зі стандартами Міжнародної електротехнічної комісії (МЕК).

Об'єкт дослідження - автоматизовані системи керування високовольтних ЕЕО.

Предмет досліджень - методи та засоби цифрових вимірювань струму та напруги високовольтних підстанцій.

Методи досліджень - математичне моделювання; інформаційне моделювання на основі СІМ-технології; цифрова фільтрація; теорія штучних нейронних мереж; теорія похибок вимірювання; методи планування експерименту і статистичної обробки результатів випробувань.

Наукова новизна одержаних результатів.

1. Удосконалено метод вимірювання струмів та напруг високовольтних ЕЕО шляхом введення у вимірювальне коло, безпосередньо біля давача аналогової інформації електронного блоку, який здійснює процедуру перетворення вимірюваного сигналу в числову форму і його попередню обробку, що забезпечує підвищення точності та завадостійкості вимірювань, фіксацію часу їх виконання та можливість оптимізації конструкції давача.

2. Вперше визначено основні технічні вимоги, обґрунтовано структурну схему і склад АВПСН, який на відміну від існуючих вимірювальних трансформаторів, завдяки цифрового виходу та особливостям своєї архітектури забезпечує повну інформаційну сумісність з цифровими системами керування ЕЕО високої напруги.

3. Розроблено новий метод цифрового коригування похибки вихідного сигналу АВПСН в усталених режимах роботи ЕЕО програмними засобами, що дозволяє забезпечити високу точність АВПСН в усьому заданому діапазоні вимірювання без додаткових затрат на апаратні засоби.

4. Вперше визначено і обґрунтовано найбільш прийнятна та перспективна для сучасної вітчизняної електроенергетики схема організації інформаційної взаємодії вимірювальних трансформаторів з АСК підстанцій, яка забезпечує необхідну надійність, достовірність та швидкість одержання і передачі вимірювальної інформації про струм та напругу ЕЕО та потребує мінімуму витрат на її впровадження.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що:

- розроблено технічне завдання на створення АВПСН з визначенням структури, елементної бази та етапів практичної реалізації цього пристрою;

- розроблена методика цифрового коригування похибки вимірювання струму АВПСН в усталених режимах роботи ЕЕО з використанням ШНМ та показана доцільність її використання у темпі процесу, за умови реалізації роботи ШНМ на рівні контролера електронного блоку АВПСН;

- розроблено СІМ АВПСН як складову СІМ АСК технологічними процесами на підстанції, що дозволяє здійснювати моніторинг стану АВПСН та отримувати розширені дані про характеристики АВПСН та параметри режимів роботи ЕЕО;

- розроблено проект методики випробувань АВПСН, що дозволяє здійснювати контроль заданих метрологічних характеристик та його інформаційної сумісності з інтелектуальними електронними пристроями (ІЕП) на підстанції в процесі розробки перетворювача і проведення державних приймальних випробувань його промислових зразків;

- шляхом гармонізації міжнародних стандартів серії «Комунікаційні мережі та системи на підстанціях» створено нормативну основу для впровадження АВПСН, як ІЕП спостереження та контролю експлуатаційних характеристик ЕЕО.

Використання АВПСН дозволяє забезпечити єдність синхронізованих вимірювань струмів та напруг ЕЕО і побудувати на цій основі єдину базу даних вимірювальної інформації усіх ієрархічних рівнів керування енергосистемою.

Подальше використання теоретичних і практичних результатів дисертаційної роботи передбачено шляхом виготовлення експериментальних зразків АВПСН для їх випробувань та впровадження на ЕЕО ДП «НЕК «Укренерго» та електроенергетичних компаній.

Особистий внесок здобувача. Наукові положення і теоретичні результати, що ввійшли до дисертаційної роботи, отримані автором самостійно. У роботах опублікованих у співавторстві, здобувачеві належать наступні результати: у [1] - розроблено структурні рішення та обґрунтовано характеристики АВПСН; у [2] - визначено особливості роботи ВТ в складі цифрових АСК підстанцій; у [4] - визначено і обґрунтовано схему організації інформаційної взаємодії ВТ з автоматизованими системами керування електричних підстанцій об'єднаної енергосистеми (ОЕС) України; у [6] - визначено вимоги до єдиної бази даних вимірювальної інформації систем керування ЕЕО; у [7] - розроблено модель АВПСН на основі СІМ-технології; у [8] - розв'язано задачу коригування вихідного сигналу АВПСН у нормальному режимі роботи з використанням ШНМ; у [9] - визначено основні операції процедури цифрових вимірювань, їхні особливості і спричинювані ними похибки вимірювань струму; у [10] - досліджено частотні характеристики давачів струму на нанокристалічних магнітних матеріалах.

Апробація результатів дисертації. Основні результати за темою дисертаційної роботи доповідались і обговорювались на міжнародних та всеукраїнських конференціях, наукових та науково-технічних семінарах: «Електроенергетичні та електромеханічні системи» (м. Львів, 2009 р.), «Енергетичні ринки: перехід до нових моделей функціонування енергетичних ринків» (с.м.т. Курортне, 2010), «Проблеми сучасної електротехніки» (м. Київ, 2010), «Інтелектуальні енергетичні системи» (м. Свалява, 2010), «Силова електроніка та енергоефективність» (м. Алушта, 2010 р.), а також на наукових семінарах Інституту електродинаміки НАН України.

Публікації. За результатами дисертаційної роботи опубліковано 10 друкованих праць, з них: 8 статей у фахових наукових виданнях, 2 - у збірниках та доповідях наукових конференцій.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з переліку умовних скорочень, вступу, чотирьох розділів, загальних висновків, додатків та списку використаних джерел. Повний обсяг роботи становить 171 сторінка, включно 145 сторінок основного тексту, 41 рисунок, 13 таблиць, список використаних джерел із 111 найменувань та 3 додатки.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету і задачі досліджень, відображено основні результати виконаних досліджень, наведено основні положення, що відображають наукову новизну та практичну значимість одержаних результатів, наведено дані стосовно апробації результатів дисертаційної роботи та їх публікації у друкованих наукових виданнях.

У першому розділі проведено огляд та аналіз робіт стосовно розвитку методів і засобів вимірювання струмів та напруг високовольтних ЕЕО, а також сучасного стану вимірювання електричних величин на таких об'єктах.

За роки, що минули з моменту створення перших засобів вимірювання струму та напруг ЕЕО, якими були електромагнітні трансформатори струму (ТС) і напруги (ТН) багато вчених проводили дослідження у цій сфері. Значний внесок у розвиток первинних вимірювальних перетворювачів струму та напруги зробили: Барзилович В.М., Бачурин Н.І., Кутявин І.Д., Дроздов А.Д., Казанський В.Є., Вишневський А., Сирота І.М., Стогній Б.С., Танкевич Є.М., Кириленко О.В. та інші вітчизняні та зарубіжні учені.

Досліджено роль вимірювальної інформації в задачах автоматизованого керування ЕЕО та електроенергетичними системами (ЕЕС). Проведено аналіз вимог до такої інформації та засобів її одержання з боку вторинних систем. Визначені основні фактори впливу на процес вимірювання на ЕЕО, в тому числі цифрові вимірювання. Це - широкий діапазон струмів та напруг, що вимірюються та вплив на вимірюваний сигнал завад у вигляді перенапруг імпульсного та високочастотного характеру, що виникають у вторинних вимірювальних колах. Це дозволило визначити доцільність та шляхи удосконалення методів та засобів вимірювання струмів та напруг на високовольтних ЕЕО в напрямку створення АВПСН з цифровим представленням інформації та використанням адаптивних методів її обробки.

В дисертаційній роботі здійснено класифікацію високовольтних ВТ електронного типу (рис. 1), включно і оптико-електронних, з урахуванням сучасних тенденцій їх розвитку та особливостей практичного застосування. Основними класифікаційними ознаками є тип давача та характер вихідного сигналу електронного трансформатора. Показано доцільність використання при високовольтних вимірюваннях струмів і напруг саме цифрових методів і засобів, оскільки це дозволяє отримати ряд переваг перед аналоговими вимірюваннями.

Другий розділ присвячено формуванню вимог до АВПСН та організації інформаційного обміну між такими перетворювачами та вторинними системами ЕЕО та ЕЕС.

Виконано огляд та аналіз міжнародних нормативних документів, які регламентують основні вимоги до ТС і ТН включно і до електронних, реалізації їх цифрового виходу і зв'язку з системою керування підстанцією.

Насамперед, це стандарти МЕК щодо ВТ та комунікаційних мереж і систем на підстанції. Встановлено, що ці документи не дають чіткої регламентації вимог до таких пристроїв, оскільки вони формувалися в процесі перехідного періоду в масову цифрову сферу в електроенергетиці. Деякі вимоги в них подані у декількох можливих варіантах використання існуючих технологій, інші ж зовсім віддані на відкуп розробнику таких засобів вимірювання.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Класифікація електронних ТС і ТН: ВРП - відкритий розподільчий пристрій; ЗРП - закритий розподільчий пристрій

Виходячи з основних вимог цих нормативних документів, функціонального призначення вимірювальних перетворювачів (ВП), сукупності та обсягів задач, що виконуються вторинними системами, до складу яких вони входять, та характеристик середовища, в якому вони працюють, досліджено та сформульовано загальні технічні вимоги до АВПСН електроенергетики.

При виконанні досліджень враховані наступні обставини щодо ТС. По-перше, так як мова йде про два види ВП струму (для вимірювань і для захисту), то кожен з них розглядається як засіб вимірювання, спільний для ряду вторинних систем і вимоги до кожного з них повинні бути узагальненням вимог усіх окремих систем і задовольняти при цьому найбільш жорстким з них. По-друге, оскільки ВП струму є невід'ємною складовою частиною вторинних систем, то на них поширюються вимоги до цих систем, в частині щодо передачі інформації від давача до його вторинного навантаження. І, нарешті, так як ВП з цифровим представленням інформації являють собою цифрову інформаційно-вимірювальну систему, то відповідно на них поширюються усі вимоги і до таких систем. Фактично йдеться про переведення вимог до аналогових давачів струму та напруги ЕЕО, якими є високовольтні ТС і ТН, у вимоги до цифрових систем.

В роботі сформовано як вимоги загального характеру, яким повинні відповідати усі ВП, а також специфічні, що притаманні лише АВПСН.

Вимірювальні перетворювачі мають задовольняти вимогам до сучасних засобів автоматизації: комплексне і системне розв'язання задач автоматизації; забезпечення можливості вирішення специфічних проблем стандартними апаратними і програмними засобами з використанням структур відкритих систем; стандартизація підсистем керування; максимальне урахування потреб споживача при серійному виробництві; готовність до безпосереднього використання, розширення та модернізації.

Також для ВП як засобу вводу вимірюваного сигналу у вторинні системи, насамперед у релейний захист, в порівнянні з засобами зв'язку з об'єктом мікропроцесорних пристроїв, встановлюються такі додаткові специфічні умови:

- здатність працювати в умовах великих кратностей амплітуд вхідних сигналів;

- висока точність вимірювального перетворення в широкому динамічному та частотному діапазонах;

- підвищена швидкодія, яка забезпечувала б можливість прогнозування значень вхідних сигналів;

- здатність правильно працювати в електричних мережах зі змінними частотою та формою вхідних сигналів;

- забезпечення заданої точності вимірювання, електричної міцності та стійкості функціонування за умов впливів сильних електричних та магнітних полів на ЕЕО;

- забезпечення спеціальних вимог до джерел живлення, включно з забезпеченням функціонування ВП струму протягом деякого часу після виникнення аварії;

- вихідні сигнали вимірювального та захисного виходів в нормальному та аварійному режимах ЕЕО повинні являти собою послідовність миттєвих значень вимірюваних фазних струмів контрольованого приєднання і представлятися у вигляді цифри в системі шістнадцятирічного кодування;

- конструкція цифрового інтерфейсу, цифрові протоколи обміну інформацією між АВПСН та мікропроцесорними засобами вимірювання, захисту і автоматики підстанції мають відповідати вимогам стандартів МЕК 60044-7, 60044-8 і серії стандартів МЕК 61850.

Важливою вимогою до ВП, що працюють в складі систем обліку електроенергії, є необхідність унеможливити несанкціонований доступ до вимірювальної інформації. Також спеціальні умови встановлюються до ВП, що мають експлуатуватися на атомних станціях.

Виходячи із зазначеного, сформульовані основні технічні вимоги (технічне завдання) до АВПСН на напругу 110 кВ, що наведені в додатку до дисертаційної роботи.

В роботі досліджені питання інформаційної взаємодії АВПСН із вторинними системами ЕЕО. З метою вибору методу приєднання трансформаторів струму до вторинного обладнання розглянуто три можливих варіанти організації інформаційної взаємодії АВПСН із цифровими системами керування на ЕЕО, схематичне зображення яких наведено на рис. 2.

високовольтний електроенергетика перетворювач струм

Размещено на http://www.allbest.ru/

а) б) в)

Рис. 2. Варіанти організації зв'язку ВТ з системою автоматизації підстанції: ВС - вимірювальна система; РЗА - релейний захист та автоматика; Ф - фільтр

На рис. 2а зображено традиційну структуру з'єднання трансформаторів з вимірювальною системою та системою релейного захисту та автоматики за допомогою аналогових паралельних електричних зв'язків.

Зображення організації зв'язку давачів інформації через шину процесу представлено на рис. 2б. Фактично, це - локальна мережа в яку надходять дані з рівня процесу підстанції, зокрема від ВП, що встановлені на первинному обладнанні енергосистеми. Шина процесу в свою чергу також може бути з'єднана з шиною станції, але через фільтр, що запобігає перенавантаженню шини станції даними вимірювань. Таким чином, будь-який мікропроцесорний пристрій має змогу прийняти синхронізовану за часом вимірювальну інформацію від ТС та ТН і провести обробку даних. До синхронізації даних, що надходять в шину процесу, висуваються підвищені вимоги. Так похибка синхронізації за часом для вибіркових значень сигналів повинна бути в діапазоні ±4 мксек. При цьому за основну частоту дискретизації приймається 80 вибірок за період промислової частоти для систем захисту і моніторингу і для випадків високочастотного використання, таких як вимірювання показників якості електроенергії та осцилографування з високою розподільчою здатністю - 256 вибірок. У цьому випадку разом із миттєвими фазними значеннями сигналів, наприклад, струму можуть передаватися також його середньоквадратичні значення; похідні фазних струмів; симетричні складові струму; усереднені значення струму на деякому часовому інтервалі; гармонічній склад струму, включно до сорокової гармоніки.

На рис. 2в зв'язок ВП реалізується через цифровий виділений канал. Набір даних, що надходять від давачів струму та напруги в цьому випадку має бути чітко регламентований. Цей набір містить дані про номінальні параметри, а також 12 каналів, що можуть містити дані про параметри трьохфазної напруги, трьохфазних струмів для вимірювання, трьохфазних струмів для захисту, а також два 16-ти бітних машинних слова, що відображають поточний стан обладнання.

Хоча відмова від організації технологічної шини дещо обмежує функціональні можливості АСК, але при цьому, об'єкт стає більш універсальним, в першу чергу за рахунок придатності даних вимірювань для використання в подальшому у цифровій мережі, включно, і з шиною процесу. Таким чином, така організація зв'язку на ряду із вказаними перевагами дозволяє вирішити стратегічне питання. Мова йде про повну автоматизацію підстанцій у відповідності з новими стандартами і при цьому мінімізацію витрат на її розробку та впровадження. Отже сьогодні в України доцільно вибирати саме варіант приєднання ВП до вторинних систем на підстанції за допомогою цифрового виділеного каналу зв'язку.

Третій розділ присвячений визначенню та обґрунтуванню структурних рішень АВПСН, а також методу коригування його вихідних сигналів.

Процеси, інформацію про які передає АВПСН, мають різні часові характеристики. Так, характерний час зміни процесів при роботі в усталених режимах має порядок секунд, а характерний час зміни процесу в перехідних режимах - мілісекунд. Це свідчить про те, що для керування усталеним режимом необхідна інформація про діючі значення струму та напруги, в той час, як для керування в аварійних режимах необхідними стають дані про їх миттєві значення.

На рис. 3 представлено розроблену структурну схему АВПСН.

Конструктивно АВПСН складається з ряду компонентів: трьох фазних трансформаторів струму та напруги (ТСА, ТСВ, ТСС, ТНА, ТНВ, ТНС), призначених для первинного вимірювального перетворення фазних струмів приєднання в пропорційні їм вторинні струми; проміжних перетворювачів струм/напруга та напруга/напруга (I/U, U/U) для нормування вихідного сигналу трансформаторів для безпосереднього використання в АЦП; блоку аналого-цифрового перетворення вимірювальних сигналів; мікропроцесора, як засобу оброблення вимірювальної інформації; чотирьох Ethernet контролерів для формування кадру передачі вимірювальних даних до вторинних систем ЕЕО по волоконно-оптичним лініям зв'язку (ВОЛЗ).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3. АВПСН і його зв'язок із вторинними системами

Фізично АВПСН виконується з чотирма цифровими виходами. Два з них (вимірювальні) призначені для видачі сигналу вимірювальної інформації цифровим вимірювальним системам, інші два (захисні) - цифровим системам захисту, автоматики та керування. Також передбачено аналогові виходи для видачі сигналу вимірювальної інформації аналоговим системам захисту, автоматики та керування. Визначення виду режиму ЕЕО здійснюється програмним шляхом на основі контролю ознаки режиму. Ознакою режиму слугує модуль відхилення сигналу, що реєструється, від гармонічного сигналу. Передача інформації про струм та напругу контрольованого ЕЕО у цифровому вигляді здійснюється за допомогою виділених каналів оптоволоконних ліній передачі. Живлення електронної частини АВПСН забезпечується від акумуляторних батарей власних потреб підстанцій і виконується мідною жилою в складі оптоволоконного кабелю.

На основі використання можливостей сучасних інформаційних технологій, зокрема технології СІМ та розширюваної мови розмітки (eXtensible Markup Language, XML), у відповідності з вимогами міжнародних стандартів щодо інформатизації електроенергетики, розроблена загальна інформаційна модель АВПСН. Вона дозволяє зберігати інформацію про АВПСН, його складові та характеристики у загальнодоступному формалізованому форматі та здійснювати її інтерактивне відображення. Розроблена СІМ забезпечує інтеграцію даних про характеристики та структуру АВПСН, разом із необхідними параметрами їх налаштування, в загальну інформаційну модель АСК підстанції. В подальшому вона використовуються для моніторингу стану АВПСН та для отримання розширених даних про характеристики АВПСН та параметри режимів роботи ЕЕО.

Розроблено метод підвищення точності роботи АВПСН при вимірюванні фазних миттєвих значень струмів високої напруги в усталених режимах роботи ЕЕО, зокрема ліній електропередачі (ЛЕП), шляхом коригування вимірювальних сигналів за допомогою використання штучних нейронних мереж. Основна перевага цього методу над іншими полягає в тому, що похибка АВПСН в результаті його застосування є однаково малою у всьому заданому діапазоні вимірювань.

Аналіз публікацій та врахування таких властивостей ШНМ як їх здатність до навчання, високі здібності до апроксимації неперервної функції, можливість їх використання для аналізу рядів даних, не зважаючи на відсутність чи наявність якої-небудь періодичності та циклічності, а також невисока чутливість до викривлення вхідної інформації, дозволили визначити доцільність їх використання для коригування похибок вимірювальних сигналів АВПСН. Крім того, до переваг ШНМ слід віднести простоту їх використання та адаптації в процесі експлуатації в порівнянні з іншими методами. Застосування ШНМ дозволяє використовувати для навчання дані, що отримані шляхом моделювання. Це, в свою чергу, дозволяє не враховувати велику кількість факторів, які впливають на точність отримання вимірювальної інформації, при використанні ШНМ як засобу коригування вимірювальних сигналів АВПСН, під час його фактичного застосування на ЕЕО в умовах реальної експлуатації.

Проаналізовано різні типи ШНМ, зокрема багатошаровий персептрон та ШНМ на основі радіально-базисних функцій (РБФ). До переваг ШНМ на основі РБФ при розв'язанні поставленої задачі, порівняно з багатошаровим персептроном, слід віднести спрощення процедури вибору її оптимальної архітектури (за рахунок наявності тільки одного скритого шару), а також вища швидкість навчання та роботи РБФ ШНМ для даної задачі. Останнє є найважливішим критерієм з точки зору вибору ШНМ на основі РБФ, оскільки коригування похибок вимірювальних сигналів АВПС повинно відбуватися в режимі реального або близького до реального часу (в темпі процесу вимірювання). З урахуванням зазначеного та приймаючи до уваги результати проведених досліджень, для корекції похибки вимірювання АВПСН вибрано ШНМ на основі РБФ.

Слід зазначити, що особливістю задачі корекції похибки АВПСН з використанням ШНМ на основі РБФ є неможливість використання як навчальну, тестову та контрольну вибірки виключно ретроспективну інформацію, оскільки в даному випадку не враховується викривлення вхідної інформації і зміна значення струму в ЛЕП. Тому підготовка даних для навчання ШНМ на основі РБФ вимагає попереднього створення адекватних вибірок даних, які у загальному випадку, мають містити, як «еталонні», так і ретроспективні значення струмів ЛЕП, що мають бути поставлені у відповідність до значень струму ЛЕП та можливого викривлення вхідної інформації. В цьому випадку, вхідна вибірка даних для навчання ШНМ на основі РБФ буде містити ретроспективну виміряну інформацію, а вихідна вибірка даних буде містити очікувані (еталонні) значення струмів ЛЕП. Вибірки даних будуються в умовах невизначеності форми можливої функціональної залежності між вхідними та вихідними даними. В цьому випадку «еталонні» дані отримуються з урахуванням викривлення вхідної ретроспективної інформації та зміни значення струму в ЛЕП в усталеному режимі. Підготовка вибірки значень для навчання та роботи ШНМ формувалася шляхом рівномірного розподілення та внесення похибки по всій вибірці очікуваної (еталонної) виміряної інформації щодо значень струму в одній фазі ЛЕП. В цьому випадку прийнято, що максимальне відхилення ретроспективних (фактично виміряних) значень струмів ЛЕП від їх еталонних значень знаходиться в діапазоні від -3% до +3%, що враховує зміну значень струму ЛЕП в усталеному режимі, а також інших факторів, що впливають на точність вимірювального засобу.

Для тестування ряду ШНМ на основі РБФ як ретроспективної інформації використовувались значення струмів в одній фазі ЛЕП 330 кВ в усталеному режимі. Дискретизація даних у вибірках становила 20 значень на період, а кількість даних у загальній вибірці - 2500. При цьому, навчальна вибірка даних склала 60%, а контрольна та тестова вибірки - по 20 % відповідно, від загальної вибірки даних.

Рис. 4. Значення тестової вибірки відносно результату апроксимації ШНМ

В результаті досліджень була обрана ШНМ на основі РБФ з 90 нейронами у прихованому шарі. Вона має, як найменшу похибку навчання (0,0058 кА), так і найменшу тестову похибку (0,0036 кА) серед випробуваних ШНМ. До того ж, обрана ШНМ РБФ має найбільшу швидкість роботи. Вона становить 0,0006 (секунд) в обраному програмному інструментарії Statistica 6, що встановлена на електронній обчислювальній машині з процесором Intel Core 2 Duo частотою 2,4 ГГц з операційною системою Windows 7. Це, апріорі, дозволяє зробити висновок про те, що використання ШНМ на основі РБФ є цілком можливим у режимі реального часу, за умови реалізації роботи такої ШНМ на рівні контролера електронного блоку АВПСН. Рис. 4 зображає залежність даних тестової вибірки та апроксимованих ШНМ на основі РБФ даних. З рисунку видно, що ці дані майже не відхиляються від прямої лінії. Це свідчить про незначну похибку апроксимації обраної ШНМ РБФ.

Запропонований підхід дозволив забезпечити коригування похибки АВПСН в усталених режимах роботи ЛЕП при зміні струму в межах (0,01-1,2)I1ном. Здатність ШНМ на основі РБФ до навчання дозволяє проводити їх адаптацію до зміни умов функціонування ЕЕО, зокрема і ЛЕП.

В четвертому розділі проведено дослідження щодо визначення основних вимог до побудови комунікаційних мереж та систем сучасних АСК ЕЕО та розроблено проект методики випробувань АВПСН.

Визначено, що архітектура таких систем будується на принципі багаторівневості і має три ієрархічні рівні керування електрообладнанням ЕЕО. Мова іде, по-перше, про «рівень процесу», що складається з віддалених пристроїв вводу-виводу, інтелектуальних електронних пристроїв: давачів інформації та приводів комутаційних апаратів. По-друге, виділяється «рівень комірки» що містить пристрої секції керування, захисту або автоматичного контролю для кожної окремої комірки. І, нарешті, «рівень підстанції» містить станційний комп'ютер з базою даних, автоматизоване робоче місце з інтерфейсами віддаленого зв'язку тощо (рис.5).

Обмін даними між цими рівнями забезпечується шляхом розподілу виконуваних функцій на логічні вузли і організацією їх зв'язку на основі логічних інтерфейсів. Причому, логічним вузлом є найменша частина функції, що обмінюється даними та представляє функцію у фізичному пристрої.

Інтерфейси (5, 6 та 1, 2) забезпечують відповідно обмін даними між рівнями комірки й підстанції та між рівнями процесу й комірки. Інтерфейс 3 слугує для взаємних перемикань на рівні комірки. Інтерфейси 3 і 7 відповідають за обмін даними в межах рівня комірки та рівня станції відповідно. За допомогою інтерфейсів 8 та 9 забезпечується зв'язок підстанції з віддаленим робочим місцем та віддаленим центром керування відповідно.

Метою побудови таких АСК ЕЕО є досягнення функціональної сумісності ІЕП різних виробників. Згідно міжнародної нормативної документації ІЕП є пристроєм, що містить процесор і здатен надавати або отримувати інформацію.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 5. Система автоматизації підстанції та її інтерфейси

Під час проведення досліджень щодо сучасних АСК ЕЕО розроблено ряд державних стандартів України (ДСТУ) серії «Комунікаційні мережі та системи на підстанціях», шляхом їх гармонізації з відповідними міжнародними стандартами. Ці стандарти слугують підґрунтям для побудови АСК ЕЕО в електроенергетиці України та сумісного застосування ІЕП у їх складі.

За визначеними та вказаними ознаками АВПСН є ІЕП. Враховуючи це в роботі розроблено методики випробувань АВПСН на точність та сумісність його функціональних характеристик з іншими ІЕП.

На основі досліджень та аналізу міжнародних нормативних документів, а також науково-технічних джерел розроблено проект методики випробувань АВПСН, де головна увага надана метрологічним випробуванням.

Схема повірки точності АВПСН, що входить до методики випробувань наведена на рис. 6.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 6. Схема метрологічних випробувань АВПСН: U1 - напруга на вході еталонного АЦП; R1 - навантаження для високоточного регулювання напруги U1; R1+R2 - номінальне вторинне навантаження еталонного ТС.

Як видно зі схеми, метою метрологічних випробувань є отримання значень похибок випробуваного ВП. Нижче представлено алгоритм розрахунку струмової та фазної похибок досліджуваного АВПСН. Дискретне перетворення Фур'є періодичних сигналів i1(tn) та i2(n) виконується за формулами:

де i1 - первинний струм; i2 - вторинний струм цифрового виходу (на виході електронного блоку); n - позначення набору даних; tn- час, за який здійснюється вибірка значень первинних струмів і напруг n-го набору даних; k - число підсумовуваних періодів; Ts-проміжок часу між двома вибірками первинного струму.

Для гармоніки h використання наведених співвідношень при f = fh = h·fном дає наступні комплексні коефіцієнти:

Струмова f та фазова Д похибки при номінальній частоті fном обчислюються зі значенням h = 1:

Подано обґрунтування переваг за точністю вимірювального каналу із використанням АВПСН в порівнянні з аналоговими ВТ.

В роботі наведена методика проведення випробувань на функціональну сумісність АВПСН із іншими ІЕП. Мета таких випробувань полягає в перевірці потоку даних в комунікаційних каналах щодо організації доступу, формату кадру передавання даних, синхронізації за часом, форми сигналу і його рівня, визначення реакції на помилки. До таких випробувань належать: перевірка синтаксису, перевірка комунікаційного стеку, відповідність загальним вимогам стандарту МЕК 61850. Результати цих випробувань записуються у визначеній формі, що має назву PICS (інформація про можливість введення в дію). Розроблена методика випробувань дозволяє як відпрацювати підходи до інтеграції АВПСН у АСК ЕЕО, так і виявляти потенційні джерела проблем, що можуть виникнути в процесі їх інтеграції.

Додатки містять проект технічного завдання на АВПСН на напругу 110 кВ, акти впровадження результатів роботи, а також представлення загальної інформаційної моделі АВПСН в Internet Explorer.

ВИСНОВКИ

В дисертаційній роботі розв'язане важливе для електроенергетики наукове завдання розробки науково-технічних основ створення, випробувань та функціонування адаптивних вимірювальних перетворювачів струму та напруги з цифровим представленням вихідної інформації в складі цифрової підстанції. На основі аналізу міжнародних стандартів стосовно електронних ТС і ТН та розробки проектів серії національних стандартів щодо мереж та систем зв'язку на підстанціях енергосистем, гармонізованих зі стандартами МЕК, розроблено принципи побудови, структурна схема та загальна інформаційна модель АВПСН, метод корекції його вихідного сигналу та методика випробувань, обґрунтована схема обміну інформацією між АВПСН та цифровою системою керування підстанцією. В роботі отримано такі наукові та практичні результати:

1. Низький рівень інформаційної та функціональної сумісності електромагнітних ВТ з аналоговими вихідними сигналами з сучасними цифровими системами автоматизації електричних підстанцій стримує підвищення енергоефективності та якості керування ЕЕО та ЕЕС, інноваційний розвиток електроенергетики. Це потребує розробки АВПСН ЕЕО відмінними особливостями яких є наявність в їх складі вбудованого електронного блоку, цифрове представлення та коригування вимірювальної інформації, а також високопродуктивний зв'язок з іншими ІЕП автоматизованих систем керування ЕЕО.

2. Удосконалено метод вимірювання струмів та напруг високовольтних ЕЕО за рахунок використання принципів багатомірності та комбінування вимірювань, максимального наближення засобів цифрової обробки вимірювальної інформації до її джерел, що на відміну від традиційних аналогових методів вимірювання, дозволило підвищити завадостійкість, швидкодію і точність вимірювань та знизити затрати на їх виконання.

3. Визначено основні технічні вимоги до побудови, визначено склад та розроблено структурну схему АВПСН високовольтних ЕЕО, обґрунтована перевага за точністю вимірювального каналу при використанні АВПСН в порівнянні з використанням аналогових ВТ. Розроблено ряд ДСТУ серії «Комунікаційні мережі та системи на підстанціях», шляхом гармонізації відповідних міжнародних стандартів, що слугують підґрунтям для побудови сучасних АСК ЕЕО та сумісного застосування ІЕП у їх складі в ЕЕС України.

4. Розроблено метод та практичну методику цифрової корекції похибки вимірювання струму АВПСН в усталених режимах роботи ЕЕО з використанням ШНМ, що забезпечило необхідну точність АВПСН у діапазоні номінального струму від 0,01 до 1,2I1ном, простоту та швидкодію. Отримані результати підтверджуються виконаними експериментальними розрахунками з використанням реальних даних вимірювань.

5. Розроблено загальну інформаційну модель АВПСН, яка забезпечує можливість інтеграції даних та структури АВПСН, разом із необхідними параметрами їх налаштування, до загальної інформаційної моделі АСК технологічними процесами на підстанціях, а також розроблено проект методики проведення випробувань АВПСН для визначення і підтвердження його метрологічних характеристик та інформаційної сумісності з іншими компонентами АСК ЕЕО та ЕЕС.

6. На основі дослідження функціональних можливостей різних видів з'єднання ВТ з системами керування, що регламентовані міжнародними стандартами, визначена прийнятна та перспективна для вітчизняної електроенергетики схема організації інформаційної взаємодії ВТ з автоматизованою системою керування підстанцією, яка на відміну від існуючих, здатна забезпечити надійність одержання та високу швидкість передачі вимірювальної інформації при мінімізації затрат на її впровадження.

7. Подальше використання теоретичних і практичних результатів дисертаційної роботи передбачено шляхом виготовлення експериментальних зразків АВПСН для їх випробувань та впровадження на ЕЕО ДП «НЕК «Укренерго» та електроенергетичних компаній.

ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Кириленко О.В. Інтелектуальний вимірювальний перетворювач струмів та напруг для інтелектуальних енергосистем / О.В.Кириленко, Є.М.Танкевич, С.Є. Танкевич // Праці ІЕД НАНУ (Спеціальний випуск). - 2010. - C. 82 - 86.

2. Танкевич Є.М. Вплив стандарту МЕК 61850 на вимоги до первинних вимірювальних перетворювачів струму та напруги // Є.М.Танкевич, Г.М. Варський, І.В. Яковлєва, С.Є.Танкевич / Технічна електродинаміка. - 2010.-Ч.2.- С. 53-56. (Тем. вип.: Проблеми сучасної електротехніки).

3. Танкевич С.Є. Використання мікроелектроніки у вторинних колах високовольтних вимірювальних трансформаторів / С.Є. Танкевич // Праці ІЕД НАНУ. - 2008. - Вип.21. - С.122-125.

4. Танкевич С.Є. Організація обміну даними вимірювальних трансформаторів в інтегрованій АСУ ТП підстанції / С.Є.Танкевич, Є.М.Танкевич, І.В.Блінов // Технічна електродинаміка. - 2010.-Ч.1.- С. 110 - 113. (Тем. вип.: Силова електроніка та енергоефективність).

5. Танкевич С.Є. Особливості регламентації характеристик високовольтних універсальних перетворювачів струму / С.Є. Танкевич // Технічна електродинаміка. - 2009. - Ч.3.- С.31 - 34. (Тем.вип.: Силова електроніка та енергоефективність).

6. Танкевич С.Є. Про єдину базу даних вимірювальної інформації мікропроцесорних систем керування електроенергетичними об'єктами / С.Є. Танкевич, Є.М. Танкевич, М.М. Лутчин // Електромеханічні та енергетичні системи, методи моделювання та оптимізації. Збірник матер. VIII Всеукр. наук.-техн. конф. молодих вчених і спеціалістів у м. Кременчук 08 - 09 квітня 2010 р. - С. 77 - 79.

7. Танкевич С.Є. Загальна інформаційна модель адаптивного трансформатора струму та напруги високовольтної ЛЕП / С.Є. Танкевич, І.В. Блінов // Праці ІЕД НАНУ. - 2011. - Вип. 28. - С. 5 - 9.

8. Танкевич С.Є. Цифрова обробка сигналів з використанням штучних нейронних мереж для корекції похибки адаптивного вимірювального перетворювача струму в усталених режимах / С.Є. Танкевич, І.В. Блінов, О.В. Самков // Наукові записки Українського науково-дослідного інституту зв'язку. - 2011. - №2. - С. 27-31.

9. Яковлєва І.В. Особливості цифрових вимірювань струмів високовольтних електроенергетичних об'єктів / І.В. Яковлєва, С.Є. Танкевич // Вісник НУ «Львівська політехніка».- 2009. - №637. - С. 111 - 114. (Серія:Електроенергетичні та електромеханічні системи).

10. Tankevich E. Current sensor designed for usage with digital control systems of electric grid / Evgeny Tankevich; Gregory Varsky; Inna Iakovlieva; Sergy Tankevich // [електронний ресурс]: 17th Symposium IMEKOTC 4, 3rd Symposium IMEKOTC 19 and 15th IWADC Workshop - Sept. 8-10, 2010, Kosice, Slovakia - 1 електр. опт. диск (CD-ROM): 12 см. - ISBN: 978-80-553-0423-3. - 5 с.

АНОТАЦІЯ

Танкевич С.Є. Адаптивні вимірювальні перетворювачі струму та напруги для високовольтних електроенергетичних об'єктів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 - електричні станції, мережі і системи. - Інститут електродинаміки НАН України, Київ, 2011.

У дисертаційній роботі розв'язане важливе для електроенергетики наукове завдання - удосконалення методу вимірювання струмів та напруг високовольтних електроенергетичних об'єктів, розроблення теоретичних основ створення високовольтних адаптивних вимірювальних перетворювачів струму та напруги.

На основі аналізу міжнародних стандартів стосовно електронних ТС і ТН та розробки проектів серії національних стандартів щодо мереж та систем зв'язку на підстанціях енергосистем, гармонізованих зі стандартами МЕК, розроблено принципи побудови, структурна схема та загальна інформаційна модель АВПСН та метод коригування його вихідних сигналів. Розроблено проект методики проведення випробувань АВПСН для визначення і підтвердження його метрологічних характеристик та інформаційної та функціональної сумісності з іншими компонентами АСК ЕЕО. Визначено і обґрунтовано найбільш прийнятну та перспективну для сучасної вітчизняної електроенергетики схему організації інформаційної взаємодії ВТ із АСК підстанцій. Створення та впровадження АВПСН відповідає вимогам міжнародних стандартів, сприятиме прискоренню набуття ОЕС України характеристик та показників функціонування сучасного енергооб'єднання, що повністю відповідає вимогам ENTSO-E.

Ключові слова: вимірювальний перетворювач, цифровий вихід, автоматизована система керування, сумісність.

АННОТАЦИЯ

Танкевич С.Е. Адаптивные измерительные преобразователи тока и напряжения для высоковольтных электроэнергетических объектов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.02 - электрические станции, сети и системы. - Институт электродинамики НАН Украины, Киев, 2011.

В диссертационной работе решена важная для электроэнергетики научная задача - развитие научно-технических основ и совершенствование методов измерения тока и напряжения высоковольтных электроэнергетических объектов (ЭЭО), путем цифрового моделирования и предварительной цифровой обработки выходных сигналов первичных датчиков, интеллектуализации процедуры измерения, обеспечения информационной совместимости и взаимодействия с цифровыми системами автоматики, релейной защиты и измерений, в соответствии с требованиями международной нормативной базы в этой области.

В электроэнергетике быстрыми темпами развиваются и внедряются цифровые системы автоматизации ЭЭО. Неотъемлемой частью таких систем являются датчики информации о токе и напряжении ЭЭО - высоковольтные трансформаторы тока и напряжения. В настоящее время, в основном, они являются аналоговыми, и не имеют полной совместимости с цифровыми вторичными системами. Данное исследование является ответной реакцией на указанные обстоятельства и направлено на создание адаптивных измерительных преобразователей тока и напряжения (АИПТН), которые характеризуются полной информационной, функциональной и электромагнитной совместимостью с цифровыми автоматизированными системами управления электроэнергетическими объектами и основными поставщиками цифровой измерительной информации для таких систем.

В работе проведен обзор и анализ работ по развитию методов и средств измерения токов и напряжений высоковольтных ЭЭО. Определены основные факторы влияния на процесс измерения на ЭЭО, включая цифровые измерения. Осуществлена ??классификация высоковольтных измерительных трансформаторов (ИТ) электронного типа, включая и оптико-электронные, с учетом современных тенденций их развития и особенностей практического применения.

Усовершенствован метод измерения токов и напряжений высоковольтных ЭЭО путем введения в измерительную цепь, непосредственно у датчика аналоговой информации электронного блока, который осуществляет процедуру преобразования измеряемого сигнала в числовую форму и его предварительную цифровую обработку. Это позволило обеспечить повышение точности и помехоустойчивости измерений и фиксацию времени их выполнения. Также усовершенствование метода дает возможность оптимизации конструкции датчика путем уменьшения его массо-габаритных показателей, поскольку уменьшается вторичная нагрузка датчика.

Впервые определены основные технические требования, обоснована структурная схема и состав адаптивного измерительного преобразователя. Такой преобразователь в отличие от существующих ИТ, благодаря цифровому выходу и особенностям своей архитектуры обеспечивает полную информационную совместимость с цифровыми системами управления ЭЭО высокого напряжения.

Разработан новый метод цифровой коррекции погрешности выходного сигнала АИПТН в установившихся режимах работы ЭЭО программными средствами с использованием искусственных нейронных сетей, что обеспечило необходимую точность АИПТН во всем диапазоне измерений тока от 0,01 до 1,2 I1ном, простоту и быстродействие. Основное преимущество такого метода заключается в том, что погрешность АИПТН является одинаково малой во всем диапазоне измерений.

Впервые определена и обоснована наиболее приемлемая и перспективная для современной отечественной электроэнергетики схема организации информационного взаимодействия ИТ с автоматизированными системами управления (АСУ) на подстанциях, которая обеспечивает необходимую надежность, достоверность и скорость получения и передачи измерительной информации о токе и напряжении ЭЭО и требует минимальных затрат на ее внедрение.

Разработан проект методики испытаний АИПТН, которая позволяет осуществлять контроль заданных метрологических характеристик и его информационной и функциональной совместимости с интеллектуальными электронными устройствами (ИЭУ) на подстанции в процессе разработки преобразователя и проведения государственных приемочных испытаний его промышленных образцов. Также в работе разработана общая информационная модель АИПТН как составная часть общей информационной модели АСУ технологическими процессами на подстанции, что позволяет осуществлять мониторинг состояния АИПТН и получать расширенные данные о характеристиках АИПТН и параметрах режимов работы ЭЭО. Путем гармонизации международных стандартов серии «Коммуникационные сети и системы на подстанциях» создано нормативную основу для внедрения АИПТН, как ИЭУ наблюдения и контроля эксплуатационных характеристик ЭЭО.

...

Подобные документы

  • Несправності блоків живлення, методи їх усунення. Вимір напруг всередині блоку. Перевірка резисторів, діодів. Електромеханічні вимірювальні перетворювачі. Вимірювальні трансформатори струму та напруги, їх класифікація та метрологічні характеристики.

    курсовая работа [3,2 M], добавлен 27.07.2015

  • Діючі значення струму і напруги. Параметри кола змінного струму. Визначення теплового ефекту від змінного струму. Активний опір та потужність в колах змінного струму. Зсув фаз між коливаннями сили струму і напруги. Закон Ома в комплекснiй формi.

    контрольная работа [451,3 K], добавлен 21.04.2012

  • Вимірювання змінної напруги та струму. Прецизійний мікропроцесорний вольтметр: структурні схеми. Алгоритм роботи проектованого пристрою. Розробка апаратної частини. Розрахунок неінвертуючого вхідного підсилювача напруги. Оцінка похибки пристрою.

    курсовая работа [53,8 K], добавлен 27.10.2007

  • Поняття змінного струму. Резистор, котушка індуктивності, конденсатор, потужність в колах змінного струму. Закон Ома для електричного кола змінного струму. Зсув фаз між коливаннями сили струму і напруги. Визначення теплового ефекту від змінного струму.

    лекция [637,6 K], добавлен 04.05.2015

  • Дослідження властивостей електричних розрядів в аерозольному середовищі. Експериментальні вимірювання радіусу краплин аерозолю, струму, напруги. Схема подачі напруги на розрядну камеру та вимірювання параметрів напруги та струму на розрядному проміжку.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 26.08.2014

  • Види систем електроживлення, вимоги до них. Огляд існуючих перетворювачів напруги. Опис структурної схеми інвертора. Вибір елементної бази: транзисторів, конденсаторів, резисторів та трансформаторів. Розрахунок собівартості виготовлення блоку живлення.

    дипломная работа [3,8 M], добавлен 08.02.2011

  • Розрахунок напруги i струмів електричних кіл в режимi синусоїдального струму на частотах. Векторні діаграми струмів в гілках ЕК. Розрахунок вхідного опору кола. Обчислення падіння напруги на елементі. Комплексна та активна потужність електричного кола.

    контрольная работа [341,3 K], добавлен 06.11.2016

  • Перетворення та генерація електричного струму постійної енергії. Класифікація перетворювачів постійної напруги. Схема та способи управління реверсивними ППН, технологія їх виготовлення і застосування. Розробка зарядного пристрою для мобільних телефонів.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 03.03.2015

  • Основи функціонування схем випрямлення та множення напруги. Особливості однофазних випрямлячів змінного струму високої напруги. Випробувальні трансформатори та методи випробування ізоляції напругою промислової частоти. Дефекти штирьових ізоляторів.

    методичка [305,0 K], добавлен 19.01.2012

  • Застосування автономних інверторів напруги, асинхронних електродвигунів. Силова схема тягового електропривода локомотива, форми живлячої напруги. Розрахунок фазних струмів двофазної системи "автономний інвертор напруги - асинхронний електродвигун".

    курсовая работа [548,4 K], добавлен 10.11.2012

  • Вибір та обґрунтування силової схеми тягового електропривода локомотива. Удосконалення сучасних систем асинхронного електропривода. Вибір форми напруги для живлення автономного інвертора. Розрахунок фазних струмів двофазної системи. Гармоніки напруги.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 10.11.2012

  • Побудова рівняння Кірхгофа, балансу потужностей та потенційної схеми контуру. Обчислення фазних і лінійних струмів; струму в нейтральному проводі; активної, реактивної і повної потужності кола. Побудова в масштабі векторної діаграми напруг і струму.

    контрольная работа [380,0 K], добавлен 18.01.2011

  • Побудова схеми з'єднань силового ланцюга трифазного тиристорного перетворювача, його регулювальна характеристика. Принцип дії трифазного автономного інвертора напруги з постійними кутами провідності ключів. Формування напруги на навантаженні АІН.

    контрольная работа [3,1 M], добавлен 13.03.2013

  • Характеристика споживачів силової трансформаторної підстанції. Розрахунок і вибір компенсуючих пристроїв, вимірювальних трансформаторів, автоматичних високовольтних вимикачів, струмопроводів. Розрахунок струму короткого замикання і захисного заземлення.

    курсовая работа [103,1 K], добавлен 08.10.2014

  • Розрахунок символічним методом напруги і струму заданого електричного кола (ЕК) в режимі синусоїдального струму на частотах f1 та f2. Розрахунок повної, активної, реактивної потужності. Зображення схеми електричного кола та графіка трикутника потужностей.

    задача [671,7 K], добавлен 23.06.2010

  • Поняття, склад та електроємність конденсаторів. Характеристика постійного електричного струму, різниці потенціалів та напруги постійного струму. Сутність закону Ома в інтегральній та диференціальній формах. Особливості формулювання закону Джоуля-Ленца.

    курс лекций [349,1 K], добавлен 24.01.2010

  • Загальні відомості про електровимірювальні прилади, їх класифікація, побудови та принципи дії. Вимірювання сили струму, напруги, активної потужності, коефіцієнта потужності. Прилади для вимірювання електричної енергії, опорів елементів кола та котушки.

    лекция [117,9 K], добавлен 25.02.2011

  • Техніко-економічне обґрунтування технічного завдання та структурної схеми пристрою. Електричний розрахунок ключа, випрямляча напруги та надійності за відмовами. Перевірка генератора на основну похибку встановленої частоти, на зменшення напруги живлення.

    дипломная работа [549,3 K], добавлен 21.11.2010

  • Загальні відомості та схема електричного ланцюга. Розрахунок електричного кола постійного струму. Складання рівняння балансу потужностей. Значення напруг на кожному елементі схеми. Знаходження хвильового опору і добротності контуру, струму при резонансі.

    курсовая работа [915,3 K], добавлен 06.08.2013

  • Перетворення у схемі; заміна джерела струму на еквівалентне; система рівнянь за законами Кірхгофа. Розрахунок струмів холостого ходу методами двох вузлів, вузлових потенціалів і еквівалентного генератора; їх порівняння. Визначення показань вольтметрів.

    курсовая работа [85,3 K], добавлен 30.08.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.