автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Разработка методов и технических средств определения расхода электрической энергии на тягу поездов постоянного тока по зонам учета

На правг укописи

Л Уу-

I'

ХРЯКОВ Александр Анатольевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА ТЯГУ ПОЕЗДОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА ПО ЗОНАМ УЧЕТА

Специальность 05.22.07 - «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

3 КОЯ 2011

ОМСК 2011

4858705

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС)».

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор ЧЕРЕМИСИН Василий Титович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор ХАРЛАМОВ Виктор Васильевич;

кандидат технических наук, доцент ОСИПОВ Дмитрий Сергеевич.

Ведущая организация:

государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный государственный университет путей сообщения (ДВГУПС)».

Защита диссертации состоится 18 ноября 2011 г. в 11 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 218.007.01 при Омском государственном университете путей сообщения (ОмГУПСе) по адресу: 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35, ауд. 219.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан 17 октября 2011г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять в адрес диссертационного совета Д 218.007.01.

Тел./факс: (3182) 31-13-44; e-mail: nauka@omgups.ru

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук,

профессор

О. А. Сидоров.

© Омский гос. университет путей сообщения, 2011

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Одной из главных задач, поставленных перед железными дорогами в «Энергетической стратегией ОАО «Российские железные дороги» на период до 2010 г. и на перспективу до 2030 г.», является снижение энергоемкости перевозочного процесса, в том числе удельных затрат электроэнергии на тягу поездов. Так, по сети дорог планируется снижение удельного расхода электроэнергии на тягу поездов с 113,7 кВт-ч/104 тем брутто в 2010 г. до 112,3 в 2015 и до 108,1-к 2030г.

Решение этой задачи невозможно без эффективных методов и средств учета энергоресурсов. Повышение достоверности определения расхода и потерь электрической энергии на тягу поездов позволит увеличить эффективность поиска путей их снижения. В настоящее время на сети железных дорог наблюдается высокая степень точности определения расхода электрической энергии на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций (ТП). Однако не представляется возможным определение расхода электроэнергии в границах межподстанционных зон (МПЗ), имеет место лишь ее технический учет на электроподвижном составе (ЭПС), что приводит к повышенному значению небаланса электрической энергии по счетчикам ТП и ЭПС, который составляет около 19 % на сети железных дорог постоянного тока.

Отсутствие автоматизированной системы учета электрической энергии на фидерах контактной сети (ФКС) ТП и на ЭПС не позволяет контролировать распределение нагрузки в МПЗ смежными ТП, определять небаланс в границах тарифных зон и участков работы локомотивных бригад и составляющую небаланса для приватного ЭПС.

В системах тягового электроснабжения переменного тока задача учета электрической энергии решается с использованием промышленных счетчиков электрической энергии переменного тока. Однако в области учета постоянного тока сложилась неудовлетворительная ситуация, вызванная отсутствием на рынке средств учета с характеристиками, удовлетворяющими современным потребностям, к которым относятся высокая точность (не ниже 1,0), возможность интеграции в системы автоматизированного учета, высокие безопасность и надежность при эксплуатации и приемлемая стоимость.

Реформирование железнодорожного транспорта, наличие приватного подвижного состава требуют снижения небаланса электрической энергии на тягу поездов за счет создания новых средств учета электрической энергии посто-

3

янного тока, основанных на новых методах определения расхода электрической энергии в зонах учета с применением спутниковых навигационных систем.

Цель диссертационной работы - разработка методов и технических средств определения расхода электрической энергии на тягу поездов в границах зон учета на основе новых алгоритмов обработки данных, учитывающих особенности работы электрифицированных железных дорог постоянного тока.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих основных задач.

1. Выполнить анализ существующих методов определения расхода электрической энергии на тягу поездов в границах железных дорог с учетом взаимозаездов локомотивных бригад, провести анализ состояния качества электрической энергии в тяговых сетях постоянного тока, а также анализ отечественных и зарубежных систем учета электрической энергии, с целью обоснования целесообразности создания новых методов определения расхода электрической энергии на тягу поездов в границах железных дорог и разработки технических средств учета на электроподвижном составе и ФКС постоянного тока.

2. Предложить метод расчета расхода электрической энергии ЭПС для зон учета, тарифных, межподстанционных зон и участков работы локомотивных бригад с использованием технических средств учета, оснащенных спутниковой навигационной системой.

3. Разработать математическую модель аппаратно-программных технических средств для расчета расхода электрической энергии на полигонах постоянного тока, учитывающую комплекс мер по выбору полосы пропускания измерительного тракта для обеспечения заданной точности, компенсации смещения нуля аналого-цифрового тракта и повышения точности определения границ зон учета.

4. Разработать структуру технических средств для определения расхода электрической энергии постоянного тока на ЭПС и ФКС ТП с использованием цифровой обработки сигналов (ЦОС) первичных преобразователей тока и напряжения.

5. Предложить алгоритм и структуру автоматизированной системы расчета расхода и определения небаланса электрической энергии на тягу поездов в границах тарифных зон и участков работы локомотивных бригад с использованием разработанных технических средств учета.

Методы исследования. В работе использованы основные положения и методы цифровой обработки сигналов, гармонического анализа, теоретической электротехники, моделирования систем ЦОС и анализа экспериментальных данных на ЭВМ.

Научная новизна работы. В диссертационной работе решен комплекс задач по определению расхода электрической энергии по счетчикам ФКС ТП и ЭПС на полигонах постоянного тока сети железных дорог за счет разработки метода расчета расхода электрической энергии в границах зон учета и повышения достоверности учета электрической энергии на тягу поездов путем внедрения новых технических средств, позволяющих применять предлагаемый метод расчета расхода электрической энергии и автоматизировать процесс ее измерения.

К наиболее значимым можно отнести следующие теоретические и практические результаты диссертационной работы:

предложен метод расчета расхода электрической энергии ЭПС в границах зон учета, тарифных зон и участков работы локомотивных бригад при использовании технических средств учета, оснащенных спутниковой навигационной системой;

разработана структура и алгоритм работы технических средств определения расхода электрической энергии на ФКС ТП и ЭПС постоянного тока с использованием цифровой обработки сигналов и первичных преобразователей тока и напряжения.

Достоверность научных положений и результатов диссертационной работы обоснована теоретическими исследованиями, математическим моделированием и подтверждена результатами лабораторных и эксплуатационных испытаний на ФКС ТП и на ЭПС постоянного тока. Погрешность измерения электрической энергии постоянного тока составляет 0,2 % в нормальных условиях эксплуатации и 1,5 % во всем рабочем диапазоне температур (от минус 40°С до плюс (>О0С) с отключенной системой термокомпенсации.

Практическая ценность диссертации и реализация результатов работы заключается в следующем:

предложен метод расчета расхода электрической энергии в границах зон учета для ЭПС с использованием технических средств, оснащенных спутниковой навигационной системой;

разработаны технические требования, позволяющие создавать технические средства для определения расхода электрической энергии постоянного тока, соответствующие требованиям коммерческого учета;

предложена модель измерительной системы, позволяющая разрабатывать технические средства учета электрической энергии постоянного тока с заданной точностью измерений для применения на ЭПС и ФКС ТП;

создан новый метод компенсации смещения нуля аналого-цифрового измерительного тракта постоянного тока, повышающий точность измерений, и подтверждена эффективность предложенного метода;

на основе теоретических и экспериментальных исследований разработаны аппаратные средства и программное обеспечение технических средств определения расхода электрической энергии постоянного тока для использования на ФКС ТП и ЭПС, создан опытный образец устройства с высокой точностью и стабильностью измерений, в основу которого положены разработанные требования и предложенные методы обработки данных;

разработаны принципы построения автоматизированной системы сбора данных с ФКС ТП и ЭПС, позволяющей производить расчет потребленной энергии в границах зон учета, тарифных зон и плеч обслуживания локомотивных бригад.

Апробация работы. Основные положения, выводы и рекомендации диссертационной работы докладывались на 62-й научно-технической конференции СибАДИ (Омск, 2008), на юбилейной научно-технической конференции «Современное состояние и перспективы развития специальных систем радиосвязи и радиоуправления» (ОНИИП. Омск, 2008), на IV международной научно-технической конференции «Электромеханические преобразователи энергии» (Томский политехнический университет. Томск, 2009), на семинаре кафедры «Теоретическая электротехника» Омского государственного университета путей сообщения (Омск, 2011), на научно-техническом семинаре Омского государственного университета путей сообщения «Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта, объектов промышленной теплоэнергетики, телекоммуникационно-информационных систем, автоматики и телемеханики» (Омск, 2011).

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 16 научных работ, в том числе три статьи из списка изданий, определенных

ВАК Минобороннауки России, четыре патента на полезную модель, один патент на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, основных результатов и выводов, семи приложений, библиографического списка из 126 наименований и содержит 160 страниц основного текста, 10 таблиц, 53 рисунка.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, определены научная новизна и практическая ценность диссертации.

В первом разделе рассматриваются методы определения расхода электрической энергии на тягу поездов в границах тарифных зон и участков работы локомотивных бригад техническими средствами учета ТП и ЭПС и значение систем учета электрической энергии для снижения уровня небаланса в тяговой сети.

Расчет технических потерь электрической энергии в тяговой сети железной дороги должен производиться методами, учитывающими специфику тяговой нагрузки. Эти методы расчета получили развитие в работах К. Г. Мар-квардта, М. П. Бадера, Р. Р. Мамошина, А. В. Котельникова, А. Н. Митрофанова, А. Т. Буркова, Л. А. Германа, А. С. Бочева, А. Л. Быкадорова, В. Т. Доманского, Б. А. Аржанникова, Б. Е. Дынькина, Н. И. Молина,

A. Б. Косарева, Ю. П. Неугодникова, В. Д. Бардушко, В. Т. Черемисина,

B. Л. Григорьева и других авторов.

Обосновывается необходимость создания новых технических средств определения расхода электрической энергии в системе тягового электроснабжения железных дорог постоянного тока, оснащенных спутниковой навигационной системой для обеспечения учета электрической энергии по зонам учета.

В результате анализа отечественных и зарубежных публикаций по теме работы были систематезированы основные негативные процессы, оказывающие влияние на точность измерения электрических величин постоянного тока.

На основе экспериментальных исследований, проведенных ЗападноСибирской железной дорогой, выполнен анализ состояния качества электрической энергии постоянного тока на ТП, получены спектрограммы сигналов тока и напряжения.

Приводятся результаты сравнительного анализа зарубежной и отечественной современной информационно-измерительной базы, представленной приборами учета электрической энергии постоянного тока. Доказывается необходимость создания специализированных средств учета.

На основе полученных данных разработаны основные технические требования к устройствам измерения электрических величин постоянного тока по зонам учета.

Во втором разделе рассматривается метод определения электрической энергии постоянного тока по зонам учета с заданной точностью.

Метод основан на делении железных дорог на зоны учета, как минимальной территориальной единицы, и определении специализированными техническими средствами учета ЭПС расхода электрической энергии в границах этих зон. В состав тарифных зон и участков работы локомотивных бригад входят от одной до нескольких зон учета.

На рис. 1 приведен алгоритм расчета электрической энергии раздельно по зонам учета с использованием спутниковой навигационной системы, являющийся частью общего алгоритма работы технического средства учета ЭПС, где уу - текущее значение приращения энергии по зонам учета; 1 - порядковый номер зоны учета, определяемый по данным системы ОЬСЖАББ/СРБ; - массив для хранения значений потребленной энергии раздельно по зонам учета через установленные учетные интервалы времени. Все события регистрируются и сохраняются в энергонезависимой памяти с метками времени для более детального исследования процесса учета электрической энергии с целью проведения дальнейших расчетов. При движении ЭПС через зоны учета в техническом средстве учета формируется база данных по потреблению электрической энергии в каждой зоне в отдельности и по общему потреблению электрической энергии ЭПС.

Например, на рис. 2 показана работа системы при прохождении трех зон

учета. Значения И'э'пс > ^эпс > ^эпс представляют собой накопленные данные об электрической энергии, потребленной ЭПС в различных зонах учета. При повторном прохождении зон производится дальнейшее приращение соответствующих величин. Таким образом, осуществляется учет потребленной ЭПС электроэнергии индивидуально для каждой зоны учета, географические границы которой определены в базе данных технического средства.

начало

\лг = О, Уй = О

["Обнуление данных по энергии : V/

Определение начальной зоны I

w = 0

(текущие значения энергии с учетом рекуперации)

— ^---------------------

/ Ввод х • (приращения энергии)'

: (приращение энергии текущее) I

ДА

X

\Мр] = W[¡] + у/ (приращение энергии по зонам)

^ Окончание учетного .^периода? . -

,1 НЕТ

Смена зоны учета?

] ДА

НЕТ

Окончание работы? НЕТ

ДА

W[i] = Wp) + w : (приращение энергии для зоны ¡) \

Выбор новой зоны I . (в соответствии с таблично заданными географическими данными)

(приращение энергии для !

зоны ¡) ;

Расчёт суммарной I потреблённой (рекуперированной)энергии!

по всем зонам учета !

Г Конец )

Рис. 1. Блок-схема процесса определения потребленной электрической энергии ЭПС по зонам учета

Расчет потребления электрической энергии ЭПС в границах участков работы локомотивных бригад производится согласно выражению:

к

^"" ' (1)

^эпс ~~ У! У! ^эпс, ,

7=1 /=1

где И^эпс,- отчетное значение расхода электроэнергии на тягу поездов 1-го ЭПС в границах }-й зоны учета; ш — количество локомотивных бригад в границах зоны учета; к - количество зон учета, входящих в состав участка работы локомотивных бригад.

Используя данные технических средств учета постоянного тока, установленных на ФКС ТП, и информацию средств учета ЭПС, определяют абсолютное значение потерь электрической энергии в контактной сети в зоне учета по соотношению:

/ т

(2)

где ^¿кстп, - значение отданной в контактную сеть электрической энергии по техническим средствам учета ФКС тяговой подстанции, входящей в состав .¡-й зоны учета; 1 - количество ТП в ]-й зоне учета.

Направление движения ЭПС

'и;;;;.

I I I-

. 1 2-я зона учета . 2

1-я зона учета . 2-я зона учета \12 3-я зона учета

Рис. 2. Движение ЭПС по трем зонам учета

Для определения величины потерь в межподстанционной зоне используются дополнительно программируемые координаты начала и конца выбранной зоны. Расчет производится по формуле:

А И'эТ, = Кксгп , + ^фкстп )" ^эРпс, , (3) где ЖФКГТ|1; и Ифкстп,., - значение расхода электроэнергии в межподстанционной зоне по средствам учета, установленным на ФКС и ¡+1-Й ТП; й^эпс ; - значение расхода электроэнергии по средствам учета ¡-го ЭПС для зоны между подстанциями] и]+1.

Погрешность измерения электрической энергии в границах зон учета определяется выражением:

5 = 1 Л тУа т + а ОР5 + мп + а сн > (4)

где инструментальная погрешность измерения без учета ошибки смещения нуля (определяется точностью электронных компонентов и схемотехническими решениями); погрешность измерения, вызванная неточностью

определения границы зоны учета; сго2сп - погрешность измерения, вызванная

ограничением спектра входного сигнала; стсн- погрешность измерения, вызванная смещением нуля.

Погрешность измерения, вызванная неточностью определения границ зоны учета, определяется выражением:

Ьпс -Т, '

(5)

где Д^орз _ абсолютная погрешность определения границ зон учета навигационной системой; ^эпс~ скорость движения ЭПС при прохождении границы зоны учета; Т}~ время нахождения в ]-й зоне учета;

Абсолютная погрешность определения навигационной системой границ зон учета определяется по формуле:

А5сге = 1,1Л/Д^У+А5Э2ПС+А^ , (6)

где Д5гзу - абсолютная погрешность выбора координат точки, определяющей

границу соседних зон; Д-!>эпс ~ абсолютная погрешность определения координат головной части ЭПС спутниковой навигационной системой; А5У - погрешность, вызванная скоростью движения ЭПС.

Наиболее очевидная ошибка определения координат связана с отклонением точки, определяющей границу зоны от пути движения ЭПС (Бз на рис. 3).

I

1-я зона учета |(Н 1)-я зона учета

I Т,

Направление движения ЭПС

1 Тзн ^

Рис. 3. Определение границы зоны учета

При расчете новой точки пересечения границы Тзн, расположенной на железнодорожном пути, комплексно уменьшаются погрешности А5П)., Д5 и Д5У . Для этого с помощью спутниковой навигационной системы определяются координаты точек 11 и 12, между которыми расположена граница зон учета, и производится расчет новой координаты пересечения границы (точка Тзн) по формуле:

где расстояние +5/?2) определяется по скорости движения ЭПС и времени прохождения участка между ^ и 12. Траектория движения ЭПС при этом принимается линейной, так как расстояние между точками ^ и г2 не превышает 100-200 м.

Погрешность измерения, вызванная ограничением спектра входного сигнала ст0СП связана с невозможностью создания технических средств с бесконечной частотной характеристикой. На основе идеальной модели выпрямленных напряжения и тока показана недопустимость учета только постоянной составляющей при измерении мощности. Получена зависимость погрешности измерения мощности сигнала от полосы пропускания измерительной системы (рис. 4), в которую входят различное число гармоник, начиная с первой.

10*

£

Л 10' |

з 1"'

Рис. 4. Зависимость погрешности измерения от частоты учитываемых при измерении высших гармоник для 6-пульсового выпрямителя

Из графика видно, что влияние гармоник на точность измерения мощности при ограничении спектра сигнала снижается с повышением номера гармоники и при учете только первой гармоники составляет 0,2 %. Для двенадцати-пульсового выпрямителя эта величина составит 0,01 %. Таким образом, для построения измерительной системы класса точности 0,2 недостаточно учитывать только постоянную составляющую. Соответственно в случае появления искажений в питающем напряжении ошибка измерения мощности будет еще выше.

Блок вычисления мощности постоянного тока с учетом гармонических составляющих построен путем замены интегрирования мгновенных значений мощности на фильтрацию фильтром низких частот, что повышает точность расчета за счет сужения полосы сигнала. Так, при сужении полосы в 90 раз (что

12

соответствует практическому применению) уровень шумов уменьшается в ^/90 раз, что идентично снижению уровня шума аналого-цифрового преобразователя (АЦП) на выходе фильтра на 19,5 дБ.

Погрешность измерения, вызванная ошибкой смещения нуля стси, связана с внутренними процессами в электронных компонентах и может привести к значительным ошибкам при измерении постоянного тока и напряжения. Для снижения влияния данной погрешности предложен принципиально новый метод компенсации дрейфа нуля в аналого-цифровом измерительном тракте, позволяющий повысить точность измерения значений тока и напряжения в широком диапазоне температур. Основной особенностью метода является использование двух каналов АЦП типа «сигма - дельта» с задержкой выходных данных, работающих синхронно, и задаваемый программно период калибровки в зависимости от температуры окружающей среды. На предложенный метод компенсации смещения нуля получен патент на изобретение [16].

В третьем разделе обосновываются технические характеристики средства определения расхода электрической энергии постоянного тока и предлагается разработанная структурная схема измерительной системы, предназначенной для эксплуатации на ФКС ТП и ЭПС электрифицированных железных дорог (рис. 5). В состав измерительной системы входят микропроцессорный измерительный преобразователь (МИП), изолирующий источник питания (ИИП), блок управления и индикации (БУИ), волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС), делитель напряжения (ДН) и токовый шунт (ТШ).

10 или 35 кВ

Рис. 5. Структурная схема системы учета электрической энергии постоянного тока и ее подключение на примере ТП

Приводится описание принципиальных схем всех разработанных компонентов системы учета. Описывается реализация тракта вычисления сигналов мощности и действующих значений напряжения и тока с использованием двухступенчатой низкочастотной фильтрации с промежуточным прореживанием. Рассматриваются принципы и особенности построения программного обеспечения МИПа, способы кодирования информации при передаче по ВОЛС. Описывается структура передаваемых по ВОЛС данных. Рассматривается структура программного обеспечения (ПО) БУИ с применением операционной системы реального времени БстЯТОБ, состав программных компонентов, алгоритмы расчета потребленной энергии, принципы калибровки. Описываются компоненты ПО для обеспечения связи с системами сбора данных.

В четвертом разделе рассматривается структура и алгоритм работы автоматизированной информационно-измерительной системы учета электроэнергии для расчета небаланса электрической энергии на тягу поездов в границах тарифных зон и участков работы локомотивных бригад (рис.6) с использованием разработанных технических средств учета электрической энергии для ЭПС и ТП постоянного тока.

Внедрение автоматизированной системы на ФКС ТП и ЭПС позволит получить точную информацию для снижения коммерческой составляющей небаланса электрической энергии на тягу поездов.

Величина потерь электрической энергии для тарифной зоны (без учета потерь в тяговых трансформаторах и преобразователях) определяется по формуле:

к

./=1

(8)

У, ^ФКСТП , X/ ^ЭПС;

где И^фкстп, - значение отданной в контактную сеть электроэнергии по техническим средствам учета ФКС 1-й тяговой подстанции, входящей в состав зоны учета; ^Эпс , - значение расхода электроэнергии по средствам учета \-го ЭПС для зоны учета]; 1 - количество ТП в .¡-й зоне учета; ш - количество локомотивных бригад в тарифной зоне; к - количество зон учета, входящих в тарифную зону.

Рассматривается построение автоматизированной системы, основу которой составляют технические средства учета электрической энергии постоянного тока ЭПС, оснащенные спутниковой навигационной системой и, включен-

ные посредством существующих на железной дороге каналов связи в глобальную сеть по сбору данных.

Тарифная зона Т1 Тлрифи >1М .(Оки I м

В пятом разделе приведены результаты экспериментальных исследований, которые включают в себя:

лабораторные испытания работоспособности технического средства учета электрической энергии постоянного тока в рабочем диапазоне температур;

эксплуатационные испытания технического средства учета на выпрямительном преобразователе ПВ-2 ТП Омск;

эксплуатационные испытания технического средства учета на электровозе ВЛ10 № 250.

Лабораторные испытания показали соответствие разработанного технического средства учета классу точности 0,2 по ГОСТ 10287-83 для счетчиков постоянного тока.

Результаты лабораторных испытаний подтверждены эксплуатационными испытаниями.

Приведена оценка энергоэффективности использования разработанного средства учета электрической энергии постоянного тока для решения проблем определения уровня удельного расхода и небаланса электрической энергии на тягу поездов в границах тарифных зон и участков работы локомотивных

бригад. При установке на ЭПС и ТП предложенная система позволяет снизить величину коммерческой составляющей потерь. Интеграция приборов в систему сбора данных позволит сформировать базу данных о потреблении и потерях электрической энергии на тягу поездов. Расчетный эффект от внедрения средств учета на сети железных дорог постоянного тока составит 0,394 млрд кВтч, или около 0,795 млрд р. в год в ценах 2011 г.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В'рсзультате проведенного анализа методов расчета расхода электрической энергии на тягу поездов, состояния качества электрической энергии постоянного тока и анализа отечественных и зарубежных средств учета обоснована необходимость разработки новой методики расчета расхода электрической энергии по зонам учета и сформулированы технические требования к техническим средствам учета электрической энергии, оснащенным спутниковой навигационной системой.

2. Разработан метод определения расхода электрической энергии в границах зон учета с использованием технических средств учета электроподвижного состава, оснащенных спутниковой навигационной системой.

3. На основе выбранной модели измерительной системы, решен комплекс задач по повышению точности учета электрической энергии: по выбору полосы пропускания измерительного тракта, компенсации смещения нуля аналого-цифрового измерительного тракта и повышению точности определения границ зон учета. На предложенный метод компенсация смещения нуля получен патент на изобретение [16].

4. Разработаны и защищены патентами [12 - 14] принципы построения и алгоритм работы технических средств учета электрической энергии для ФКС ТП и ЭПС постоянного тока. Решена задача высоковольтной гальванической изоляции первичных преобразователей путем разработки изолирующего источника питания, конструкция которого защищена патентом [15].

5. Предложены структура и алгоритм работы автоматизированной информационно-измерительной системы учета электроэнергии для расчета небаланса электрической энергии на тягу поездов в границах тарифных зон и участков работы локомотивных бригад с использованием разработанных технических средств.

6. Лабораторные испытания показали соответствие разработанного технического средства учета классу точности 0,2. Эксплуатационные испытания показали устойчивость разработанного средства учета при работе на ФКС ТП и ЭПС постоянного тока.

7. Экономический эффект от внедрения технических средств учета за счет снижения коммерческой составляющей небаланса электрической энергии на полигоне постоянного тока сети железных дорог должен составить свыше 220 млн р. в год.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Ч е р е м и с и н В. Т. Актуальные вопросы энергосбережения на тягу поездов и эксплуатационные нужды железной дороги / В. Т. Черемисин, М. М. Н и к и ф о р о в, А. А. X р я к о в // Сб. науч. ст. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2008. С. 6 - 11.

2. Ф и р с а н о в К. А. Счетчики постоянного тока для систем учета электрической энергии на тягу поездов на основе процессоров цифровой обработки сигналов / К. А. Ф и р с а н о в, А. А. X р я к о в // Матер, науч.-техн. конф. СибАДИ. Омск, 2008. Кн. 2. С. 190- 196.

3. Ф и р с а н о в К. А. Использование процессоров цифровой обработки сигналов в счетчиках постоянного тока в системах учета электрической энергии на тягу поездов / К. А. Ф и р с а и о в, А. А. X р я к о в // Естественные науки и экология: межвуз. сб. науч. тр. / Омский гос. педагогический ун-т. Омск, 2008. Вып. 13. С.36-40.

4. Г р и ц у т е н к о С. С. Метод повышения динамического диапазона аналого-цифрового преобразования при использовании многоканальных АЦП в измерителях тока тяговых подстанций электрифицированных железных дорог / С. С. Грицутенко, К. А. Фирсанов, А. А. Хряков// Межвуз. сб. тр. молодых ученых, аспирантов и студентов / Сибирский гос. автомобильно-дорожная академия. Омск, 2009. Вып. 6. С. 14- 19.

5. X р я к о в А. А. Учет расхода электрической энергии постоянного тока на тягу поездов / А. А. X р я к о в // Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта: Сб. науч. ст. молодых ученых и аспирантов университета/ Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2009. Выпуск 10. С. 34 - 39.

6. X р я к о в А. А. Концепция построения коммерческих систем учета электрической энергии на электроподвижном составе / А. А. X р я к о в // Электромеханические преобразователи энергии: Матер. IV международной науч-техн. конф. / Томский политех, ун-т. Томск, 2009. С . 323 - 326.

7. X р я к о в А. А. Метод компенсации смещения нуля в счетчиках электрической энергии постоянного тока подвижного состава и тяговых подстанций / А. А. X р я к о в // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. / Новосибирская гос. акад. водного трансп. Новосибирск, 2009. № 2. С.411-414.

8. X р я к о в А. А. Измерение постоянного тока в счетчиках электрической энергии постоянного тока подвижного состава и тяговых подстанций / А. А. X р я к о в // Омский научный вестник, Омский гос. техн. ун-т. Омск, 2010.№3(93). С. 196- 198.

9. X р я к о в А. А. Компенсация смещения нуля в счетчиках электрической энергии постоянного тока / А. А. X р я к о в // Известия Транссиба, Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2010. № 3(3). С. 94- 103.

10. Никифоров М. М. Снижение коммерческой составляющей потерь электрической энергии на тягу поездов на полигоне постоянного тока / М. М. Н и к и ф о р о в, А. А. X р я к о в // Известия Транссиба, Омский гос. ун:т путей сообщения. Омск, 2011. № 1(5). С. 42 - 45.

11. X р я к о в A.A. Расчет расхода электрической энергии в зонах учета электрической тяги постоянного тока с использованием новых технических средств / А. А. X р я к о в // Известия Транссиба, / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2011. № 2(6). С. 42 -45.

12. Пат. на полезную модель 52500 РФ, МПК G06F17/00. Универсальный перепрограммируемый микроконтроллер / К. И. Я ц е н к о, А. А. X р я к о в,

A. В. Панов, М. Ю. Муканова, А. Ю. Муканова (РФ) -№2005122840/22; Заявлено 18.07.2005; Опубл. 27.03.2006. Бюл. № 9.

13. Пат. на полезную модель 84315 РФ, МПК В60МЗ/04. Комплекс сбора данных об авариях на пунктах группировки станций стыкования /

B. Т. Черемисин, С. С. Г р и ц у т е н к о, М. М. Никифоров,

A. А. X р я к о в (РФ) - №2009101647/22; Заявлено 19.01.2009; Опубл. 10.07.2009. Бюл.№ 19.

14. Пат. на полезную модель 97829 РФ, МПК G01R11/54. Универсальный электронный счетчик для учета электрической энергии на электроподвижном составе постоянного и переменного тока / В. Т. Черемисин,

C. С. Г р и ц у т е н к о, М. М. Н и к и ф о р о в, С. Н. Ч и ж м а, А. А X р я к о в. (РФ) - №2010118148/28; Заявлено 05.05.2010; Опубл. 20.09.2010. Бюл. № 26.

15. Пат. на полезную модель 97881 РФ, МПК Н02МЗ/22. Устройство электропитания с высоким напряжением гальванической развязки /

B. Т. Ч е р е м и с и н, С. С. Г р и ц у т е н к о, А. А. X р я к о в. (РФ) -№2009149550/07; Заявлено 30.12.2009; Опубл. 20.09.2010. Бюл. № 26.

16. Пат. на изобретение 2422986 РФ. МПК Н03М1/00, G06F3/00. Устройство для ввода аналоговых сигналов с коррекцией смещения нуля / В. Т. Ч е р е м и с и н, С. С. Г р и ц у т е н к о, А. А. X р я к о в, М. М. Н и к и-ф о р о в. (РФ) -№2009149736/08; Заявлено 30.12.2009; Опубл. 27.06.2011. Бюл. №18.

Типография ОмГУПСа, 2011. Тираж 100 экз. Заказ 708. 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35

1. Введение.

1. Методы расчёта расхода и состояние средств учёта электрической энергии на тягу поездов электрифицированных железных дорог постоянного тока.

1.1. Методы расчёта расхода электрической энергии на тягу поездов в границах железных дорог с учётом взаимозаездов локомотивных бригад.

1.2. Проблемы учёта электрической энергии постоянного тока на тягу поездов.

1.3. Анализ состояния качества электрической энергии постоянного тока на тягу поездов.

1.4 Состояние измерительных систем постоянного тока на железнодорожном транспорте.

1.4 Выводы.

2. Разработка методов расчёта расхода электрической энергии в зонах учёта электрической тяги постоянного тока.

2.1 Разработка метода определения расхода электрической энергии в границах зон учёта с использованием технических средств учёта электроподвижного состава, оснащённых спутниковой навигационной системой.

2.2 Математическая модель напряжения и тока в тяговых сетях постоянного тока электрифицированных железных дорог для проектирования технических средств учёта электрической энергии.

2.3. Совершенствование алгоритма измерения мощности постоянного тока на тягу поездов.

2.4. Методика устранения смещения нуля измерительного тракта постоянного тока и особенности алгоритма работы системы.

2.5. Выводы.

3. Разработка принципов построения технических средств учёта электрической энергии постоянного тока для электроподвижного состава и тяговых подстанций.

3.1. Обоснование технических характеристик средств учёта электрической энергии постоянного тока для электроподвижного состава и тяговых подстанций.

3.2. Разработка структуры технического средства с учетом возможных схем включения на тяговых и подстанциях.

3.3. Разработка аппаратно-программной системы компенсации смещения нуля.

3.4. Разработка алгоритма обработки сигналов для получения значений мощности и действующих значений тока и напряжения.

3.5. Разработка программного обеспечения средства учёта.

3.7. Выводы.

4. Разработка автоматизированной системы расчёта составляющей небаланса в границах тарифной зоны.

4.1 Методы определения и задачи снижения небаланса электрической энергии на тягу поездов постоянного тока.

4.2 Разработка автоматизированной системы расчёта расхода и составляющей небаланса в границах тарифных зон.

5. Испытания технического средства учёта электрической энергии постоянного тока и обоснование экономической эффективности внедрения на сети железных дорог постоянного тока.

5.1 Тестирование технического средства учёта электрической энергии постоянного тока.

5.2 Расчёт экономического эффекта от внедрения автоматизированной системы учёта электрической энергии постоянного тока на тяговых подстанциях и электроподвижном составе.

Актуальность исследования. Одной из главных задач, поставленных перед железными дорогами в «Энергетической стратегией ОАО «Российские железные дороги» на период до 2010 г. и на перспективу до 2030 г.», является снижение энергоемкости перевозочного процесса, в том числе удельных затрат электроэнергии на тягу поездов. Так, по сети дорог планируется снижение удельного расхода электроэнергии на тягу поездов с 113,7 кВт-ч/104 ткм брутто в 2010 г. до 112,3 в 2015 и до 108,1 - к 2030 г.

Решение этой задачи невозможно без эффективных методов и средств учета энергоресурсов. Повышение достоверности определения расхода и потерь электрической энергии на тягу поездов позволит увеличить эффективность поиска путей их снижения. В настоящее время на сети железных дорог наблюдается высокая степень точности определения расхода электрической энергии на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций (ТП). Однако не представляется возможным определение расхода электроэнергии в границах межподстанционных зон (МПЗ), имеет место лишь ее технический учет на электроподвижном составе (ЭПС), что приводит к повышенному значению небаланса электрической энергии по счетчикам ТП и ЭПС, который составляет около 19 % на сети железных дорог постоянного тока.

Отсутствие автоматизированной системы учета электрической энергии на фидерах контактной сети (ФКС) ТП и на ЭПС не позволяет контролировать распределение нагрузки в МПЗ смежными ТП, определять небаланс в границах тарифных зон и участков работы локомотивных бригад и составляющую небаланса для приватного ЭПС.

В системах тягового электроснабжения переменного тока задача учета электрической энергии решается с использованием промышленных счетчиков электрической энергии переменного тока. Однако в области учета постоянного тока сложилась неудовлетворительная ситуация, вызванная отсутствием на рынке средств учета с характеристиками, удовлетворяющими современным потребностям, к которым относятся высокая точность (не ниже 1,0), возможность интеграции в системы автоматизированного учета, высокие безопасность и надежность при эксплуатации и приемлемая стоимость.

Реформирование железнодорожного транспорта, наличие приватного подвижного состава требуют снижения небаланса электрической энергии на тягу поездов за счет создания новых средств учета электрической энергии постоянного тока, основанных на новых методах определения расхода электрической энергии в зонах учета с применением спутниковых навигационных систем.

Цель диссертационной работы - разработка методов и технических средств определения расхода электрической энергии на тягу поездов в границах зон учета на основе новых алгоритмов обработки данных, учитывающих особенности работы электрифицированных железных дорог постоянного тока.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих основных задач.

1. Выполнить анализ существующих методов определения расхода электрической энергии на тягу поездов в границах железных дорог с учетом взаимозаездов локомотивных бригад, провести анализ состояния качества электрической энергии в тяговых сетях постоянного тока, а также анализ отечественных и зарубежных систем учета электрической энергии, с целью обоснования целесообразности создания новых методов определения расхода электрической энергии на тягу поездов в границах железных дорог и разработки технических средств учета на электроподвижном составе и ФКС постоянного тока.

2. Предложить метод расчета расхода электрической энергии ЭПС для зон учета, тарифных, межподстанционных зон и участков работы локомотивных бригад с использованием технических средств учета, оснащенных спутниковой навигационной системой.

3. Разработать математическую модель аппаратно-программных технических средств для расчета расхода электрической энергии на полигонах постоянного тока, учитывающую комплекс мер по выбору полосы пропускания измерительного тракта для обеспечения заданной точности, компенсации смещения нуля аналого-цифрового тракта и повышения точности определения границ зон учета.

4. Разработать структуру технических средств для определения расхода электрической энергии постоянного тока на ЭПС и ФКС ТП с использованием цифровой обработки сигналов (ЦОС) первичных преобразователей тока и напряжения.

5. Предложить алгоритм и структуру автоматизированной системы расчета расхода и определения небаланса электрической энергии на тягу поездов в границах тарифных зон и участков работы локомотивных бригад с использованием разработанных технических средств учета.

Методы исследования. В работе использованы основные положения и методы цифровой обработки сигналов, гармонического анализа, теоретической электротехники, моделирования систем ЦОС и анализа экспериментальных данных на ЭВМ.

Научная новизна работы. В диссертационной работе решен комплекс задач по определению расхода электрической энергии по счетчикам ФКС ТП и ЭПС на полигонах постоянного тока сети железных дорог за счет разработки метода расчета расхода электрической энергии в границах зон учета и повышения достоверности учета электрической энергии на тягу поездов путем внедрения новых технических средств, позволяющих применять предлагаемый метод расчета расхода электрической энергии и автоматизировать процесс ее измерения.

К наиболее значимым можно отнести следующие теоретические и практические результаты диссертационной работы: предложен метод расчета расхода электрической энергии ЭПС в границах зон учета, тарифных зон и участков работы локомотивных бригад при использовании технических средств учета, оснащенных спутниковой навигационной системой; разработана структура и алгоритм работы технических средств определения расхода электрической энергии на ФКС ТП и ЭПС постоянного тока с использованием цифровой обработки сигналов и первичных преобразователей тока и напряжения.

Достоверность научных положений и результатов диссертационной работы обоснована теоретическими исследованиями, математическим моделированием и подтверждена результатами лабораторных и эксплуатационных испытаний на ФКС ТП и на ЭПС постоянного тока. Погрешность измерения электрической энергии постоянного тока составляет 0,2 % в нормальных условиях эксплуатации и 1,5 % во всем рабочем диапазоне температур (от минус 40°С до плюс 60°С) с отключенной системой термокомпенсации.

Практическая ценность диссертации и реализация результатов работы заключается в следующем: предложен метод расчета расхода электрической энергии в границах зон учета для ЭПС с использованием технических средств, оснащенных спутниковой навигационной системой; разработаны технические требования, позволяющие создавать технические средства для определения расхода электрической энергии постоянного тока, соответствующие требованиям коммерческого учета; предложена модель измерительной системы, позволяющая разрабатывать технические средства учета электрической энергии постоянного тока с заданной точностью измерений для применения на ЭПС и ФКС ТП; создан новый метод компенсации смещения нуля аналого-цифрового измерительного тракта постоянного тока, повышающий точность измерений, и подтверждена эффективность предложенного метода; на основе теоретических и экспериментальных исследований разработаны аппаратные средства и программное обеспечение технических средств определения расхода электрической энергии постоянного тока для использования на ФКС ТП и ЭПС, создан опытный образец устройства с высокой точностью и стабильностью измерений, в основу которого положены разработанные требования и предложенные методы обработки данных; разработаны принципы построения автоматизированной системы сбора данных с ФКС ТП и ЭПС, позволяющей производить расчет потребленной энергии в границах зон учета, тарифных зон и плеч обслуживания локомотивных бригад.

Апробация работы. Основные положения, выводы и рекомендации диссертационной работы докладывались на 62-й научно-технической конференции СибАДИ (Омск, 2008), на юбилейной научно-технической конференции «Современное состояние и перспективы развития специальных систем радиосвязи и радиоуправления» (ОНИИП. Омск, 2008), на IV международной научно-технической конференции

Электромеханические преобразователи энергии» (Томский политехнический университет. Томск, 2009), на семинаре кафедры «Теоретическая электротехника» Омского государственного университета путей сообщения (Омск, 2011), на научно-техническом семинаре Омского государственного университета путей сообщения «Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта, объектов промышленной теплоэнергетики, телекоммуникационно-информационных систем, автоматики и телемеханики» (Омск, 2011).

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 16 научйых работ, в том числе три статьи из списка изданий, определенных ВАК Минобрнауки России, четыре патента на полезную модель, один патент на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, основных результатов и выводов, семи приложений, библиографического списка из 126 наименований и содержит 172 страницы основного текста, 10 таблиц, 53 рисунка.

3.6. Выводы.

1. В данной главе были обоснованы основные технические характеристики измерительного устройства, которые определили структурную схему технического средства учёта постоянного тока и инженерные решения положенные в его разработку. Определена требуемая полоса пропускания на основе возможностей современной элементной базы. Структура средства учёта ориентирована на применение алгоритмов цифровой обработки сигналов и является двухпроцессорной. При этом выбрана иерархия - управляющий универсальный процессор и сопроцессор ЦОС. Данная структура построения защищена патентом.

2. Обоснован выбор процессора с ядром Cortex-МЗ компании ARM в качестве главного, и ядра TMS320VC5502 в качестве сопроцессора. Такая архитектура позволила реализовать режим реального времени для алгоритмов измерения на процессоре ЦОС и обеспечить функции управления и индикации, не требующие реального времени, а также построить эффективное управление архивированием и обменом данными с системами сбора данных.

3. Разработана аппаратная структура для реализации нового метода компенсации смещения нуля аналогового тракта МИП. Разработано программное обеспечение управления аппаратной структурой компенсации смещения нуля и программное обеспечение вычисления ошибки смещения.

4. Разработаны принципы функционирования микропроцессорного измерительного преобразователя и блока управления и индикации. Разработаны принципиальные схемы для них.

5. Разработан и построен тракт измерения мощности, действующих значений напряжения и тока в соответствии с заданными требованиями. Разработано программное обеспечение микропроцессорного измерительного преобразователя и блока управления и индикации.

6. Разработан изолирующий источник питания с высоким напряжением гальванической изоляции. Конструкция источника защищена патентом.

4. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ РАСЧЁТА СОСТАВЛЯЮЩЕЙ НЕБАЛАНСА В ГРАНИЦАХ ТАРИФНОЙ ЗОНЫ

4.1 Методы определения и задачи снижения небаланса электрической энергии на тягу поездов постоянного тока.

Абсолютное значение небаланса электрической энергии на тягу поездов в границах участков железных дорог по счётчикам ТП и счётчикам ЭПС определяются согласно выражению т = ш™ - цг& - + , (4.1) где " эчэ - принято электрической энергии на тягу поездов по счётчикам тяговых подстанций в границах расчётного участка железной дороги на границе балансовой принадлежности; эчэ - инвертировано электрической энергии по приборам учёта тяговых подстанций в границах расчётного участка на границе балансовой принадлежности; эпс ~ потреблено электрической энергии на тягу поездов по счётчикам ЭПС в границах расчётного участка; эпс - рекуперировано электрической энергии по счётчикам ЭПС в границах расчётного участка.

Значение небаланса

МГ = А1Гтм+А1Гк.п., (4.2) где Ь'^т.п - технические потери электрической энергии включают в себя потери на транспортировку электрической энергии от границы балансовой принадлежности до токоприёмника ЭПС (понизительные трансформаторы, выпрямительные инверторные преобразователи, в контактной сети, рельсах); к.п. ~ коммерческие потери электрической энергии, включающие в себя погрешность приборов учёта на ЭЧЭ и ЭПС, неучтённый отбор электрической энергии от контактной сети, несанкционированное вмешательство в работу приборов учёта.

Расход электрической энергии на тягу поездов в границах зоны учёта (рис.4.1) по приборам учёта тяговых подстанций определяется по формуле: т штп = Уж777 уузнк ¿^уу} , (4.3)

У=1 штп где: уу ] - расход электрической энергии, относимого на тягу поездов по показаниям прибора учёта у'-ой тяговой подстанции, кВт-ч; - количество тяговых подстанций, находящихся в зоне учёта.

Расчетное значение расхода электрической энергии на тягу поездов по приборам учёта ЭПС на всех участках работы локомотивных бригад в границах зоны учёта (рис. 4.2) определяется по формуле: т ууЭПС у ШЭПС, у Туваг.

УУЗНк ~ ¿^ УУЗНк ^ уотст.ке. } (4.4)

Тарифная зона Ті

Тарифная зона Тм где п - количество участков работы локомотивных бригад, выполняющих т17-ЭПС, работу в границах зоны учёта; уу знк - расход электрической энергии по данным счетчиков ЭПС на каждом из участков работы локомотивных бригад в границах зоны учёта, с учетом определения координат локомотива, кВт-ч; ттгваг. оотст.к - объем потребления электрической энергии от контактной сети на отопление пассажирских вагонов ву-м пункте отстоя, находящемся в к-й. зоне учёта, по показаниям счетчика электрической энергии, кВтч; ш - количество у-х пунктов отстоя пассажирских вагонов, питаемых от контактной сети, в границах к-й зоны учёта.

Рис.4.2. Схема зоны учёта

Относительное значение небаланса электропотребления на тягу поездов в границах к-й зоны учёта определяется по формуле, %:

- Д!УЭПС

5 =—зн* .юр зн* штп зн* . (4.5)

Расход электрической энергии на тягу поездов с учетом небаланса во всех видах движения, в том числе в пассажирском с учетом ее расхода на отопление пассажирских вагонов в пути следования, на ьом участке работы локомотивных бригад в границах к-й зоны учёта определяется по формуле: д^ЭПС

Тзн =-^Г--10°- (4-6)

ЗН* 100 - Ьзн к ;

Дополнительная установка приборов учёта постоянного тока на ФКС ТП позволит разделить область контроля потерь электрической энергии на две составляющие: потери в системе понизительный трансформатор -выпрямительный преобразователь и потери между ФКС и ЭПС. Первая составляющая определяется как разность показаний приборов учёта по переменному и постоянному току и не зависит от коммерческих потерь. Вторая составляющая включает в себя технологические потери при доставке электрической энергии постоянного тока до ЭПС и коммерческие потери, которые необходимо уменьшить. Таким образом, внедрение автоматизированной системы на ФКС ТП и ЭПС позволит исключить коммерческую составляющую небаланса электрической энергии на тягу поездов и тем самым снизить удельный расход электрической энергии по счётчикам ТП. Для этой цели вместо формулы (4.3) следует использовать формулу, которая использует данные приборов учёта постоянного тока на ттг ФКС тпк где уу - отчетное значение расхода электроэнергии по показаниям средств учёта постоянного тока, установленных на ФКС ТП для учётной зоны к; т- количество ФКС в учётной зоне.

Разница в показаниях приборов учёта переменного тока и приборов учёта постоянного тока на ФКС позволит оперативно следить за состоянием оборудования ТП по изменению величины потерь при преобразовании электрической энергии.

ФКС ТП: т

4.7)

Величина потерь электрической энергии для зоны учёта к по приборам учёта постоянного тока, установленным на ФКС ТП, определяется по формуле: п т

4.8)

1 /=1 где IV *пс - отчётное значение расхода электроэнергии на тягу поездов ьго

ЭПС для учётной зоны к по счётчикам постоянного тока (без учёта принадлежности зоны к различным железным дорогам).

Величина потерь для тарифной зоны I определяется по формуле:

Л^о, = I

ФКС ТП зн, ш

ЭПС ЗН V

1 = 1 = 1

4.9) где к - количество зон учёта, входящих в тарифную зону.

Для определения величины потерь в межподстанционной зоне необходимо использование дополнительно программируемых координат начала и конца выбранной зоны:

А ^эпс , — фкс тп } + ^фкс тп у+1 ) ^эпс , , (4.10) где ^фкстп] и ^фкстп]+] - значение расхода электроэнергии в межподстанционной зоне по средствам учёта, установленным на ФКС ]-той и

1-Й ТП; ^эпс , - значение расхода электроэнергии по средствам учёта

-го ЭПС для зоны между подстанциями ] и ]+1.

Точность расчёта потерь может значительно зависеть от погрешности определения координат навигационной системой и скорости прохождения ЭПС этих границ. Повысить точность определения потерь в межподстанционной зоне позволит накопление статистических данных за несколько пересечений ЭПС выбранной зоны.

Для выполнения вышеприведённых расчётов прибор учёта имеет модифицируемую базу данных координат для навигационной системы по зонам учёта, а также набор программируемых пар координат для проведения измерения величины расхода электрической энергии ЭПС на предварительно заданной дистанции с учётом направления движения, например, между двумя конкретно выбранными ТП, для оценки эффективности работы системы тягового электроснабжения в межподстанционной зоне.

4.2 Разработка автоматизированной системы расчёта расхода и составляющей небаланса в границах тарифных зон

Для решения задач расчета платы за пользование инфраструктурой ОАО «РЖД» в части электропотребления на тягу поездов электроподвижным составом, с учетом особенностей использования контактной сети на путях общего пользования, необходим легитимный механизм отнесения расхода электрической энергии на тягу поездов на всех участников перевозочного процесса.

В настоящее время уровень небаланса электроэнергии на тягу поездов предъявляется сторонним перевозчикам на основании усредненных отчетных данных в границах отделений железных дорог. При этом тариф на электроэнергию также определяется в среднем в границах отделений железных дорог, что приводит к существенным искажениям, так как различные перевозчики могут выполнять работу в границах различных тарифных зон, в которых, соответственно, различается стоимость электроэнергии.

В связи с этим необходима автоматизированная система учёта электрической энергии постоянного тока на основе счётчиков, установленных на ФКС ТП и ЭПС. При этом интеграцию в эту систему должны обеспечивать как средства учёта тяговых подстанций, так и ЭПС. Средства учёта ЭПС должны также обеспечивать учёт электрической энергии в различных тарифных зонах. Всем этим требованиям отвечает разработанный прибор учёта постоянного тока.

В состав автоматизированной системы учёта электрической энергии входят средства учёта тяговых подстанций и ЭПС, средства связи с ЭПС, размещённые на станциях и депо, промежуточные серверы сбора данных, в том числе на станциях и депо и головной сервер, обеспечивающий сбор и обработку данных со всей системы. Для связи с ЭПС используются средства радиосвязи малого радиуса действия для работы в пределах территорий железнодорожных станций и депо, для передачи данных на головной сервер используются каналы передачи данных ОАО «РЖД» или коммерческие арендованные каналы, в том числе и сеть Интернет.

На основе разработанного счётчика электрической энергии постоянного тока возможно создание систем учета электроэнергии на фидерах контактной сети тяговых подстанций, основной целью которых является накопление базы данных об электропотреблении на тягу поездов для разработки организационно-технических мероприятий по снижению удельного расхода электроэнергии на тягу поездов, а также уточнения структуры и снижения уровня небаланса электроэнергии в контактной сети, принятой по счетчикам ФКС тяговых подстанций и потребленной по счетчикам электроподвижного состава.

Глобальная структура сети передачи данных системы учёта электрической энергии приведена на рис.4.3.

Рис.4.3. Структурная укрупнённая схема глобальной сети сбора данных с тяговых подстанций и ЭПС.

Главный сервер по сетям передачи данных получает информацию с локальных серверов тяговых подстанций и ЭПС. В зависимости от масштабов сети могут применяться промежуточные региональные серверы сбора данных, которые также могут обеспечивать обработку данных для своего региона.

На рис.4.4 изображена структурная схема локальной сети сбора данных приборов учёта электрической энергии, расположенных на тяговых подстанциях, расположенных территориально на небольшом удалении друг от друга. Локальный сервер сбора данных обеспечивает сбор данных приборов учёта, если необходимо, производит предварительную обработку и отправляет информацию на головной сервер через глобальную сеть передачи данных.

Выход в глобальную сеть

Рис.4.4. Структурная схема сети сбора данных со счётчиков тяговых подстанций в пределах относительно небольшой территории.

Сбор данных приборов учёта ЭПС осуществляется на территории железнодорожных станций и депо. Структурная схема подобного объекта, оснащённого системой сбора данных приборов учёта электрической энергии, расположенных на ЭПС приведена на рис.4.5. Сбор данных осуществляется с помощью сети радиоточек, расположенных на территории объекта таким образом, чтобы максимально охватить радиосвязью зону объекта. При необходимости, в случае невозможности прокладки проводной сети передачи данных на территории объекта, используются радиоточки, обеспечивающие ретрансляцию данных приборов учёта удалённых ЭПС на точки, включенные в локальную сеть.

Выход в глобальную сеть

Рис.4.5. Структурная схема сети сбора данных со счётчиков электроподвижных составов, находящихся на территории железнодорожной станции или депо.

При этом, для каждого объекта необходим индивидуальный проект, обеспечивающий максимальное качество радиосвязи. Локальный сервер сбора данных обеспечивает сбор данных приборов учёта ЭПС посредством радиоточек, если необходимо производит предварительную обработку и отправляет информацию на головной сервер через глобальную сеть передачи данных.

Таким образом, автоматизированная система учёта электрической энергии на основе разработанного прибора учёта постоянного тока позволяет производить автоматический сбор данных о потреблении электрической энергии и производить расчёт небаланса в контактной сети с учётом тарифных зон.

5. ИСПЫТАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА УЧЁТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПОСТОЯННОГО ТОКА И ОБОСНОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ НА СЕТИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ПОСТОЯННОГО ТОКА

5.1 Тестирование технического средства учёта электрической энергии постоянного тока

Техническое средство учёта электрической энергии постоянного тока является сложной электронной системой, построенной на двух процессорах и её проверка представляет собой сложную инженерную задачу. Вместе с тем, эта система для массового применения в качестве средства учёта электроэнергии на подвижном составе и тяговых подстанциях постоянного тока. Поэтому программа испытаний построена таким образом, чтобы определить работоспособность всей системы в целом, определить точность измерения мощности в широком диапазоне температур, а также провести сравнительные испытания на реальном объекте, в данном случае на тяговой подстанции.

Рассмотрим программу экспериментальных исследований для счётчика постоянного тока.

Учитывая особенности построения устройства, экспериментальная программа была разделена на пять этапов: проверка гальванической изоляции между микропроцессорным измерительным преобразователем и блоком управления и индикации; проверка работоспособности устройства в рабочем диапазоне температур (от минус 40°С до плюс 60°С); проверка погрешности измерения тока и напряжения без использования высоковольтного делителя напряжения в рабочем диапазоне температур (от минус 40°С до плюс 60°С); проверка погрешности измерения тока и напряжения с использованием специально разработанного высоковольтного делителя напряжения в рабочем диапазоне температур (от минус 40°С до плюс 60°С); проверка точности измерения потреблённой/отданной энергии на тяговой подстанции железной дороги и ЭПС.

Первые четыре этапа испытаний проводились в испытательной лаборатории ОАО «Сатурн». Пятый этап проводился на тяговой подстанции «Омская» и на электровозе ВЛ10.

Протокол лабораторных испытаний приведён в приложении 3. Проверка гальванической изоляции является важнейшим испытанием по безопасности, так как микропроцессорный измерительный преобразователь в рабочем состоянии находится под потенциалом 3,3 кВ. Дальнейшие испытания возможно проводить лишь после успешной проверки гальванической изоляции. В процессе испытаний проверялся изолирующий источник питания. Между входом и выходом источника было приложено действующее значение напряжения 16 кВ в течение 1 минуты. Испытания прошли успешно. Согласно сформулированным требованиям в гл.1 испытательное напряжение должно составлять не менее 15 кВ.

Проверка работоспособности устройства в рабочем диапазоне температур также является обязательным условием требований к безопасности. В процессе испытаний счётчик в выключенном состоянии был охлаждён в камере тепла-холода до температуры минус 40°С, после чего на него было подано питание. Счётчик успешно запустился и начал выполнять свои функции в полном объёме. После этого он был снова выключен и нагрет до плюс 60°С и снова включен. Счётчик также запустился успешно.

Проверка погрешности измерения в лабораторных условиях проводилась с помощью калибратора напряжения, источника высокого напряжения и вольтметра. В виду сложности измерения силы тока с помощью измерительного шунта в лабораторных условиях (трудности получения большой силы тока более 3000 А), на токовый вход измерительного преобразователя подавалось напряжение с номинальной величиной 75 мВ, являющееся эквивалентом номинального выходного напряжения токового шунта. При проведении испытаний в рабочем диапазоне температур все компоненты счётчика помещались в камеру тепла-холода. Схемы подключения приборов во время лабораторных испытаний, а также результаты испытаний приведены в протоколе испытаний. Результаты испытаний приведены в таблице 5.1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В результате проведённого анализа методов расчёта расхода электрической энергии на тягу поездов, состояния качества электрической энергии постоянного тока и анализа отечественных и зарубежных средств учёта обоснована необходимость разработки новой методики расчёта расхода электрической энергии по зонам учёта и сформулированы технические требования к техническим средствам учёта электрической энергии, оснащённым спутниковой навигационной системой.

2. Разработан метод определения расхода электрической энергии в границах зон учёта с использованием технических средств учёта электроподвижного состава, оснащённых спутниковой навигационной системой.

3. На основе выбранной модели измерительной системы, решён комплекс задач по повышению точности учёта электрической энергии: выбору полосы пропускания измерительного тракта, компенсации смещения нуля аналого-цифрового измерительного тракта и повышению точности определения границ зон учёта. На предложенный метод компенсация смещения нуля получен патент на изобретение [126].

4. Разработаны и защищены патентами [103, 123, 124] принципы построения технических средств учёта электрической энергии для ФКС ТП и ЭПС постоянного тока. Решена задача высоковольтной гальванической изоляции первичных преобразователей путём разработки изолирующего источника питания, конструкция которого защищена патентом [119].

5. Предложена структура и алгоритм работы автоматизированной информационно-измерительной системы учёта электроэнергии для расчёта небаланса электрической энергии на тягу поездов в границах тарифных зон и участков работы локомотивных бригад с использованием разработанных технических средств.

6. Лабораторные испытания показали соответствие разработанного технического средства учёта классу точности 0,2. Эксплуатационные испытания показали устойчивость технических средств измерения электрической энергии постоянного тока при работе на ФКС ТП и ЭПС постоянного тока.

7. Экономический эффект от внедрения технических средств учёта за счёт снижения коммерческой составляющей небаланса электрической энергии на полигоне постоянного тока сети железных дорог составит свыше 220 млн. р. в год.

1. Энергетическая стратегия ОАО «РЖД» на период до 2010 года и на перспективу до 2030 года. Распоряжение ОАО «РЖД» № 269 р от 11.02.2008 г.

2. Черемисин В.Т. Система контроля удельного расхода и «условных» потерь электроэнергии в границах участков железной дороги / В. Т. Черемисин, С. И. Петров, А. Г. Зверев // Железнодорожный транспорт 2000 №10 С 45 47.

3. Быданцев В. Н. Совершенствование организации учета электроэнергии на участках железных дорог / В. Н. Быданцев, В.Т. Черемисин, С. И. Петров // Промышленная энергетика. 1990. № 2. С. 6-8.

4. Черемисин В. Т. Метод расчета потерь электроэнергии на тягу поездов в границах отделения железной дороги / В.Т. Черемисин,

5. B. В. Акимцев, С. И. Петров // Разработка и исследование автоматизированных средств контроля и управления для предприятий железнодорожного транспорта: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1993. С. 12 18.

6. Черемисин В.Т. Расчет небаланса приема и потребления электроэнергии на тягу поездов в границах НОД/ В.Т. Черемисин,

7. C. И. П е т р о в // Электроснабжение на предприятиях Западно-Сибирской железной дороги: Тезисы докл. науч.-практ. конф. Зап.- Сиб. ж.-д. / Омская гос. акад. путей сообщения. Омск, 1995. С. 33 35.

8. Метод расчета «условных» потерь и платы за электрическую энергию на тягу поездов в границах отделений железной дороги / В. Т. Черемисин, С.И.Петров; Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. // Омск, 1995. 30 с. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 10.02.95, № 5982.

9. МИ3274-2010. Железнодорожный транспорт. Методика измерений электрической энергии на тяговом подвижном составе. Государственная система обеспечения единства измерений. Рекомендация.

10. Счётчики киловатт-часов постоянного тока типа СКВТ-Д621. Паспорт ЗПТ.419.021-01 ПС. С.-П., 1998. - 12 с.

11. ГОСТ 10287-83 (1990). Счётчики электрические постоянного тока. Общие технические условия. М. : Изд-во стандартов, 1990. - 21с.

12. ГОСТ 8.401-80(2010). Классы точности средств измерений. Общие требования. М. : Изд-во стандартов, 2010. - 16с.

13. ГОСТ Р 52323-2005 (МЭК 62053-22:2003). Статические счётчики активной энергии классов точности 0,28 и 0,58. Частные требования. М. : Изд-во стандартов, 2005. - 16с.

14. ГОСТ Р 52320-2005 (МЭК 62052-22:2003). Счётчики электрической энергии. Общие требования. Испытания и условия испытаний. 4.11. М. : Изд-во стандартов, 2005. - 32с.

15. Бей Ю. М. Тяговые подстанции / Ю. М. Б е й, Р. Р. М а м о ш и н,

16. B. Н.Пупынин, М. Г.Шали мов//М.: Транспорт, 1986. 319 с.

17. Аржанников Б. А. Совершенствование системы электроснабжения постоянного тока на основе автоматического регулирования напряжения тяговых подстанций / Б. А. Аржанников, А. А.Пышкин // Урал. гос. ун-т путей сообщения. Екатеринбург, 2006. -117 с.

18. Б а д е р М. П. Электромагнитная совместимость / М. П. Б а д е р // Учебник для вузов железнодорожного транспорта / М.: УМК МПС, 2002. 638 с.

19. Бочев А. С. Расчет электротяговых сетей методом наложения /

20. A. С. Б о ч е в // Учебное пособие / Ростов на Дону, 1973. 60 с.

21. Бурков А. Т. Методы расчета систем тягового электроснабжения железных дорог: Учебное пособие/ А. Т. Бурков, В. М. Варенцов,

22. C. Е. Кузин, Э. П. Селезенцов, В. Г. Картаев//Л.: ЛИИЖТ, 1985. 73 с.

23. Б ы к ад о р о в А. Л. Имитационное моделирование системы электроснабжения электрифицированного участка / А. Л. Быкадоров,

24. B. Т. Доманский // Днепропетровский инст. инж. трансп. Днепропетровск, 1985. 60 с.

25. Герман Jl. А. Структура потерь в системе электроснабжения железных дорог / Л. А. Герман, В. А. Басов // Изв. вузов. Сер. «Энергетика». 1984. № 7. С. 43 46.

26. Григорьев В.Л. Тепловые процессы в устройствах тягового электроснабжения / В. Л. Григорьев, В. В. Игнатьев // М: УМЦ, 2007.- 182 с.

27. Ермоленко Д. В. Анализ потерь электроэнергии от высших гармоник в системе тягового электроснабжения/ Д. В. Ермоленко // Вестник ВНИИЖТа. 1990. № 6. С. 15 18.

28. Котельников А. В. Электрификация железных дорог / А. В. Котельников// М.: Интекст, 2002. 104 с.

29. Ермоленко Д. В. Исследование эффективности многофункциональных компенсирующих устройств в эксплуатационных условиях / Д. В.Ермоленко, Н. И. Молин, И. В. Павлов // Вестник ВНИИЖТа. 1991. № 7. с. 44 47.

30. Фигурнов Е. П. Статистическая проверка методов расчета системы электроснабжения электрических железных дорог / Е. П. Ф и г у р н о в // Известия вузов / Энергетика. М., 1959. №10.

31. ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах элек-троснабжения общего назначения. М.: Изд-во стандартов, 1997. 44 с.

32. IEEE Standard 141-1993, Recommended Practice for Electric Power Distribution for Industrial Plants, aka the RED Book.

33. IEEE Standard 142-1991, Recommended Practice for Grounding of Industrial and Commercial Power Systems, aka the Green Book.

34. П р о х о рский A.A. Тяговые и трансформаторные подстанции. 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Транспорт., 1983. - 496 с.

35. Почаевец B.C. Электрические подстанции- М.: Желдориздат, 2001.-512 с.

36. Грицутенко С. С. Повышение достоверности измерения показателей качества электрической энергии в системе тягового электроснабжения / С.С. Грицутенко // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Омск. 2007. 154 с.

37. Марквардта К. Г. Справочник по электроснабжению железных дорог. Т. 1 / Под ред. К. Г. Марквардта М.: Транспорт, 1980 - 256с.

38. Баранов В. А. Математическое моделирование электромагнитных процессов в силовой цепи электровоза постоянного тока при последовательно-независимом возбуждении тяговых двигателей/ В. А. Баранов; Вестник ВНИИЖТ.-№2. 2009. С.43-47.

39. ГОСТ 30605-98. Преобразователи измерительные напряжения и тока цифровые. Общие технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1998. 11 с.

40. ГОСТ 24855-81. Преобразователи измерительные тока, напряжения, мощности, частоты, сопротивления аналоговые. Общие технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1981. 30 с.

41. ГОСТ 26.011-80. Средства измерений и автоматизации. Сигналы тока и напряжения электрические непрерывные входные и выходные. М.: Изд-во стандартов, 1980. 6 с.

42. ГОСТ 29322-92 (МЭК 38-83). Стандартные напряжения. М.: Изд-во стандартов, 1992. 6 с.

43. Технологические карты на межремонтные испытания оборудования тяговых и трансформаторных подстанций железных дорог. Департамент электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД» М., Трансиздат., 2005. -232 с.

44. Электрические железные дороги Текст. : учебник / под ред. проф. В.П. Феоктистова, проф. Ю.Е. Просвирова ; Моск. ун-т путей сообщения; Самарская гос. акад. путей сообщения. Самара : СамГАПС, 2006.-312 с.

45. Шляпошников Б.М. Игнитронные выпрямители для тяговых подстанций железных дорог / Б.М. Шляпошников . М.: Транс-желдориздат, 1947. 735 с.

46. Гурлев Д.С. Справочник по ионным приборам-Киев: «Техника», 1970.-180 с.

47. Алиев И.И., Абрамов М.Б. Электрические аппараты. Справочник.-М.: «Радиософт», 2004.-256 с.

48. Комякова Т.В. Многопульсовые выпрямители тяговых подстанций электрического транспорта : диссертация кандидата технических наук : 05.22.09/ Комякова Т. В.; Место защиты: Ом. гос. ун-т путей сообщ..- Омск, 1999.- 282 с.

49. Барковский Б.С., Магай Г.С., Маценко В.П. Двенадцатипульсовые полупроводниковые выпрямители тяговых подстанций-М.; Транспорт, 1990. -127 с.

50. Работа m-пульсовых выпрямителей при несимметричных напряжениях переменного тока / Ковалева Т.В.; Омский ин-т инж. ж.-д. трапсп., 1989. -22 с. Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 30.01.90, № 4905.

51. Ковалёва Т.В. Сглаживающие фильтры тяговых подстанций с многопульсовыми выпрямителями/ Т.В. Ковалёва // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Омск. 1996. 254 с.

52. Сербиненко Д.В. Электромагнитные процессы в тяговой сети и их влияние на показатели качества электрической энергии./ Д.В. Сербиненко, М. С. Хлопков; Вестник ВНИИЖТ.-№3. 2003. с.31-33.

53. Бондарев H.A. Контактная сеть. -М.: «Маршрут», 2006.-590 с.

54. Зимакова А.Н. Электроснабжение и контактная сеть электрифицированных железных дорог/ Учебное пособие. М.: Транспорт, -1989,- 166 с.

55. Осипов С.И., Осипов С.С. Основы тяги поездов. Учебник для студентов техникумов и колледжей ж/д тр-та. -М.; УМК МПС России, 2000592 с.

56. Ласка Б. Системы приводов для электропоездов постоянного тока 3 кВ. Локомотив. 2000, №. 1. с.42-4 5.

57. Бялонь А. Электромагнитная совместимость тиристорного электроподвижного состава постоянного тока с системами автоматики и связи на польских железных дорогах // А. Бялонь; Вестник ВНИИЖТ. №4. 2000. с.36-39.

58. Раков В. А. Пассажирский электровоз ЧС2. Изд. 3-е перераб. и доп. / В. А. Раков // М. : Транспорт., 1976. 320 с.

59. Малыхин А. П. Электровоз ВЛ8. Руководство по эксплуатации. М.: Транспорт., 1982. 320 с.

60. Калинин В. К. Электровозы и электропоезда./ В. К. Калинин // М. : Транспорт., 1991.-480 с.

61. Кудрявцев Л.Д. Краткий курс математического анализа. Т.2. Дифференциальное и интегральное исчисления функций многих переменных. Гармонический анализ: Учебник- 3-е изд., перераб- М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005.-424 с.

62. Гольденберг Л.М., Матюшкин Б.Д., Поляк М.Н. Цифровая обработка сигналов: Учеб. Пособие для вузов.-2-изд. Перераб. и доп-М.:Радио и связь, 1990.-256 с.

63. Дьяконов В. МАТЬАВ. Обработка сигналов и изображений. Специальный справочник.-СПб.: Питер, 2002.-608 с.

64. Кузнецов В.А. Измерения в электронике: Справочник / В. А. Кузнецов, В. А. Долгов, В. М. Коневских и др. Под ред. В. А. Кузнецова-М.: Энергоатомиздат, 1987-512 с.

65. Ленинградский электромеханический завод,-URL: http://www.lemz.spb.ru/nophp/products/f610/vac.htm (дата обращения : 5.12.2010 г.).

66. Счётчики электрической энергии постоянного тока электронные СКВТ-Ф610. Паспорт ЗПТ.412.010 ПС. С.-П., 2005. -24 с.

67. Радиоэлектроника. Шунты измерительные стационарные взаимозаменяемые. URL: http://rel.by/docs/shunt/163.html (дата обращения : 7.12.2010 г.).

68. Шунты измерительные стационарные взаимозаменяемые 75ШСМ.М. Руководство по эксплуатации АУЮВ.411111.42 РЭ. -Краснодар. 2008. 24 с.

69. Научно-производственное предприятие Горизонт, URL : http : // www.intelecon.ru / production / railway / systems / metrology / obj52 (дата обращения : 8.11.2010 г.).

70. Modbus, URL: http://www.modbus.org/ (дата обращения : 7.12.2010 г.).

71. Руководство пользователя DCTME. Budapest. 2005- 26 с.

72. Энергометрика,-URL: http://www.energometrika.ru/catalog/721/ (дата обращения : 14.12.2010 г.).

73. ELESTER-PKP,-URL:http://www.elester-pkp.com.pl/ le3000plusen.html (дата обращения : 8.11.2010 г.).

74. LEM, -URL: http://www.lem.com/ru/ru/content/view/280/708/ (дата обращения : 12.11.2010 г.).

75. LEM. Current transducer НТС 1000. .3000-S. Data sheet. 2003. - 2р.

76. LEM. Current transducer LT 4000-S/SP34. Data sheet. 2003. - 2p.

77. LEM. Voltage transducer LV 100-3000. Data sheet. 2003. - 2p.

78. LEM. Voltage transducer LV 100-4000. Data sheet. 2003. - 2p.

79. Научно-технический центр «rocaH»,-URL: http://www.gosan.ru/ (дата обращения : 10.12.2010 г.).

80. Датчик напряжения ДН-4к, Руководство по эксплуатации ИЯШУ.407112.002 РЭ.2002. 7с.

81. Датчик тока ДТ-10к-4к, Руководство по эксплуатации ИЯШУ.407112.001 РЭ.2002. 9с.

82. Everon Energy Systems Private Limited.-URL: http://www.indiamart.com/everonenergy/power-management-system.html (дата обращения : 9.12.2010 г.).

83. Mahesh Electrical Instruments- URL: http://www.indiamart.com/maheshelectrical/electricalinstruments.html (дата обращения : 9.12.2010 г.).

84. Айфичер, Эммануил С., Джервис, Барри У. Цифровая обработка сигналов: практический подход, 2-е издание. : Пер. с англ.- М.: Издательский дом «Вильяме», 2004- 992 с.

85. Выгордский М.Я. Справочник по высшей математике / М. Я. Выгордский -М.: «Джангар», 2001.-864 с.

86. Кудрявцев В. А. Краткий курс высшей математики: Учебное пособие для вузов /В. А. Кудрявцев, Б. П. Демидович .- 7-е изд., испр-М.: Наука, 1989.-656 с.

87. Мэтьюз, Джон, Г., Финк, Куртис, Д. Численные методы. Использование MATLAB, 3-е издание. : Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2001. - 720 с.

88. Грицутенко С.С. К вопросу о разрядности аккумулятора в цифровых сигнальных процессорах. Вопросы радиоэлектроники. Серия <Электронная вычислительная техника> / Москва. 2008. Вып. 3. С. 127-136.

89. AD73360. Six input channel analog front end. Data sheet. 2000. - 35p.

90. Корис P., Шмидт-Вальтер X. Справочник инженера-схемотехника. M: Техносфера, 2006. - 608с.

91. Усилители с автоматической коррекцией нуля- URL: http://library.espec.ws/section2/article42pv.html (дата обращения : 9.12.2010 г.).

92. Интегральные микросхемы: Микросхемы для аналого-цифрового преобразования и средств мультимедиа. Выпуск 1 М.: Додека, 1996. -384 с.

93. Дельта-сигма АЦП. URL: http://eewiki.ru/wiki/AS- АЦП (дата обращения : 9.12.2010 г.).

94. X р я к о в А. А. Компенсация смещения нуля в счетчиках электрической энергии постоянного тока / А. А. X р я к о в // Известия Транссиба, Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2010. № 3(3). С. 94 -103.

95. Аналоговые ключи и мультиплексоры Vishay. URL: http://www.compeljournal.ru/enews/2008/12/7 (дата обращения : 9.12.2010 г.).

96. Бессонов JI.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учебник для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных вузов 7-е изд. Перера. И доп.- М.: Высш.школа, 1978 - 528 с.

97. Хемминг Р.В. Цифровые фильтры. Пер. с англ. М.: Сов. Радио, 1980.-224 с.

98. Пат. на полезную модель 97829 РФ, МПК G01R11/54. Универсальный электронный счетчик для учета электрической энергии на электроподвижном составе постоянного и переменного тока /

99. B. Т. Черемисин, С. С. Грицутенко, М. М. Никифоров,

100. C. Н. Ч и ж м а, А. А X р я к о в. (РФ) №2010118148/28; Заявлено 05.05.2010; Опубл. 20.09.2010. Бюл. № 26.

101. ADG511/ADG512/ADG513. Precision 5V/3V Quad SPST Switches. -Data sheet. Analog Devices. 2009. 12p.

102. ADG711 /ADG712/ADG713. Low Voltage 4Q Quad SPST Switches. -Data sheet. Analog Devices. 2009. 12p.

103. Генераторы кварцевые. Серия CPPL. Data sheet. БМГ Плюс.2005.-2 с.

104. TMS320VC5502 Fixed-Point. Digital Signal Processors Data Manual. Literature Number: SPRS166J. April 2001 Revised Auguest 2006

105. HFBR-0500Z Series Versatile Link. The Versatile Fiber Optic Connection. Data sheet. Avago Technologits 2008. - 18p.

106. STM32F103xC, STM32F103xD, STM32F103xE High-density performance 1 ine ARM-based 32-bit MCU with 256 to 512KB Flash, USB, CAN, lit imers, 3 ADCs, 13 cimmunication interfaces. Data sheet. 2008. - 118p.

107. ARM The Architecture for the Digital World, - URL : http : // www.arm.com (дата обращения : 2.11.2010 г.).

108. DS3231. Extremely Accurate I2C-Integrated RTC/TCXO/Crystal.-Data sheet. Maxim, Dallas. 2004. 19p.

109. CY7C1041DV33. 4-Mbit (256K x 16) Static RAM. Data sheet. Cypres. 2005.- 19p.

110. FM25V10 1Mb Serial 3V F-RAM Memory. Data sheet. Ramtron. 2007.- 15p.

111. AT45DB321D. 32-megabit 2.7-volt DataFlash. Data sheet. Atmel.2006. 54p.

112. ПРИЕМНИК CH-4706. РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ТДЦК.434855.001 РЭ.-Москва. 20Ю.-74с.

113. Пат. на полезную модель 97881 РФ, МПК Н02МЗ/22. Устройство электропитания с высоким напряжением гальванической развязки /

114. В. Т. Черемисин, С. С. Грицутенко, А. А. Хряков. (РФ) -№2009149550/07; Заявлено 30.12.2009; Опубл. 20.09.2010. Бюл. № 26.

115. Agilent Technologies: Plastic Optical Fiber Cable and Accessories for Versatile Link-Technical Data. 2010.-1 lp.

116. Пат. на полезную модель 52500 РФ, МПК G06F17/00. Универсальный перепрограммируемый микроконтроллер / К. И. Я ц е н к о,

117. A. А. X р я к о в, А. В. П а н о в, М. Ю. M у к а н о в а, А. Ю. M у к а н о в а (РФ) -№2005122840/22; Заявлено 18.07.2005; Опубл. 27.03.2006. Бюл. № 9.

118. Пат. на полезную модель 84315 РФ, МПК В60МЗ/04. Комплекс сбора данных об авариях на пунктах группировки станций стыкования /

119. B. Т. Черемисин, С. С. Грицутенко, M. М. Никифоров,

120. A. А. X р я к о в (РФ) №2009101647/22; Заявлено 19.01.2009; Опубл. 10.07.2009. Бюл. № 19.

121. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов. М.: Экономика, 2000. 421 с.

122. Пат. на изобретение 2422986 РФ. МПК Н03М1/00, G06F3/00. Устройство для ввода аналоговых сигналов с коррекцией смещения нуля /

123. B. Т. Черемисин, С. С. Грицутенко, А. А. Хряков, M. M. H и к и ф о р о в. (РФ) №2009149736/08; Заявлено 30.12.2009; Опубл. 27.06.2011. Бюл. № 18.