автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Автоматизированная информационно-измерительная система стендовых испытаний обмоток силовых трансформаторов и реакторов

ЦАПАЕВ Алексей Владимирович

На правах рукописи

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА СТЕНДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ ОБМОТОК СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ И РЕАКТОРОВ

Специальность: 05.11.16 -

Информационно-измерительные и управляющие системы (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003472844

Самара - 2009

003472844

Работа выполнена на кафедре "Информационно-измерительная техника" Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет"

Научный руководитель: Доктор технических наук, доцент

Мелснтьев Владимир Сергеевич

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор

Орлов Сергей Павлович

Кандидат технических наук Занозин Илья Юрьевич

Ведущая организация: Самарский научно-технический центр

Российской академии ракетно-артиллерийских наук

Защита состоится 24 июня 2009 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 212.217.03 ГОУВПО Самарский государственный технический университет (СамГТУ) по адресу: г. Самара, ул. Галактионовская 141, корпус 6, аудитория 28.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим высылать по адресу: 443100 г. Самара, ул. Молодогвардейская 244, Главный корпус, на имя ученого секретаря диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Самарского государственного технического университета по адресу: г. Самара, ул. Первомайская, 18.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 2440тзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244, СамГТУ, Главный корпус, ученому секретарю диссертационного совета Д212.217.03.

Автореферат разослан « 22 » мая 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212.217.03

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современное состояние энергетической системы России характеризуется большими единичными мощностями энергообъектов, усложнением электротехнического оборудования и возрастанием требований к качеству энергоснабжения. В нашей стране свыше 80% электроэнергии, вырабатываемой на электростанциях, по пути до шин потребителей претерпевает от одной до восьми трансформаций. При этом более трети потерь энергии в сети соответствующей ступени напряжения приходится на трансформаторы. Поэтому каждый процент снижения потерь за счет улучшения качества трансформаторов (ТР) дает большой экономический эффект. Передача реактивной мощности связана с рядом нежелательных явлений, приводящих к ухудшению технико-экономических показателей работы сетей энергосистемы и работе приемников электроэнергии при недопустимых отклонениях напряжения от номинальных значений. Для снижения перетоков по сетям реактивной мощности применяются компенсирующие устройства индуктивного характера - реакторы (РТ).

Одним из элементов контроля качества ТР и РТ являются электромагнитные испытания, в состав которых входит измерение сопротивления обмоток трансформаторов и реакторов при установившимся значении постоянного тока. Данный вид испытаний позволяет определить потери трансформаторов и реакторов, а также наличие дефектов в электрической части. При испытании РТ без магнитопровода необходимо также определять индуктивность обмоток.

В этой связи особое значение приобретает создание и внедрение систем испытаний силовых ТР и РТ, обеспечивающих автоматическую регистрацию полученных результатов и возможность дистанционного управления процессом испытаний. Создание, эффективное использование и совершенствование таких систем возможны только на базе современных достижений в области информационно-измерительной техники с привлечением передовых информационных технологий, оптимальных методов математической обработки измерительной информации.

На большинстве существующих в настоящее время станций для стендовых испытаний обмоток трансформаторов и реакторов в режиме определения сопротивления обмоток постоянному току используются отдельные, как правило, аналоговые приборы. Это исключает возможность автоматического определения момента установления тока в измерительной цепи, регистрации результатов измерения и управления режимом форсирования тока в измерительной цепи.

В общем случае обмотку ТР и РТ можно рассматривать как двухполюсную электрическую цепь (ДЭЦ). Значительный вклад в теорию и практику раздельного получения информации о параметрах ДЭЦ внесли работы научных коллективов, руководимых Т.М. Алиевым, Ф.Б. Гриневичем, К.Б. Карандеевым, В.Ю. Кнеллером, Л.Ф. и КЛ. Куликовскими, Б.Я. Лихтциндером, А.И. Мартяшиным, А.И. Мелик-Шахназаровым, Ю.А. Скрипником, В.А. Сапельниковым, В.И. Чер-нецовым, Э.К. Шаховым и многими другими.

Учет многоэлементной схемы замещения (модели) ДЭЦ повышает точность определения информативных параметров. Однако с ростом числа элементов, входящих в состав цепи, задача построения информационно-измерительных

систем (ИИС) усложняется и большинство известных ИИС параметров ДЭЦ являются узкоспециализированными, применяемыми только для данного типа объекта исследования.

Очевидно, априорное представление об объекте исследования (контроля), топологии схемы замещения (модели), информативном параметре схемы, подлежащем измерению, и ожидаемых значениях неинформативных (паразитных) параметров может существенно упростить задачу раздельного определения параметров ДЭЦ.

Методы измерения параметров ДЭЦ на переменном токе достаточно хорошо изучены и продолжают успешно совершенствоваться. Однако раздельное измерение параметров ДЭЦ при подключении к измерительной цепи (ИЦ) напряжения постоянного тока практически не изучено. За счет обработки мгновенных значений переходных процессов, возникающих в ИЦ, решается одна из главных задач - сокращение времени измерения.

Таким образом, актуальной является задача разработки методов и ИИС раздельного измерения электрических параметров обмоток силовых трансформаторов и реакторов, обладающих улучшенными метрологическими характеристиками и быстродействием.

Работа выполнялась в рамках госбюджетной фундаментальной НИР №514/08 "Создание единой методологии метрологического анализа систем измерения и контроля параметров технических объектов", хоздоговорной НИР № 521/07, а также НИР по гранту для аспирантов Самарского государственного технического университета "Разработка и исследование аппроксимационных методов определения параметров электрических цепей".

Целью работы является разработка методов измерения параметров двухполюсных электрических цепей и создание на их основе автоматизированной информационно-измерительной системы, обеспечивающей повышение производительности стендовых испытаний и увеличение точности измерения параметров обмоток силовых трансформаторов и реакторов.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

- исследование стендовых испытаний силовых трансформаторов и реакторов в режиме измерения сопротивления обмоток постоянному току;

- анализ особенностей построения ИИС параметров электрических цепей и возможность использования аппроксимационного подхода к определению данных параметров;

- анализ методов измерения параметров одноэлементных двухполюсных электрических цепей по мгновенным значениям переходных процессов;

- анализ погрешности измерения параметров одноэлементных двухполюсных электрических цепей по мгновенным значениям переходных процессов из-за несоответствия их модели виду реального переходного процесса;

- разработка методов и средств раздельного измерения параметров двухполюсных двухэлементных электрических цепей по мгновенным значениям переходных процессов;

- анализ влияния погрешности квантования измерительных средств на погрешность результата измерения параметров двухполюсных двухэлементных электрических цепей;

- анализ методов и средств измерения сопротивления обмоток силовых трансформаторов и реакторов постоянному току;

- разработка ИИС сопротивления обмоток силовых трансформаторов и реакторов постоянному току, обеспечивающей коррекцию аддитивной и мультипликативной составляющих погрешности измерительного канала и влияния сопротивления соединительных проводников;

- разработка методов автоматического определения времени установления тока в измерительной цепи обмоток силовых трансформаторов и реакторов;

- исследование режима форсирования тока при испытании реакторов без магнитопровода;

- анализ динамической погрешности измерения сопротивления обмоток силовых трансформаторов и реакторов постоянному току.

Методы исследований. В работе использованы положения теории измерений, численного анализа, теории электрических цепей и сигналов, методов цифровой обработки сигналов, методов аналитического и имитационного моделирования.

Научная новизна и значимость работы заключается в следующем:

1. Разработана ИИС параметров обмоток силовых трансформаторов и реакторов, позволяющая автоматически определять время условного установления тока в обмотке, устранить аддитивную и мультипликативную составляющие погрешности измерительного канала и влияние сопротивления соединительных проводников.

2. Разработаны методы раздельного измерения параметров двухэлементной двухполюсной электрической цепи по мгновенным значениям переходных процессов на двухполюсной цепи и образцовом элементе относительно их общего вывода, в которых время измерения не зависит от постоянной времени измерительной цепи.

3. Проведена оценка влияния погрешности квантования измерительных средств, реализующих разработанные методы, на погрешность результата раздельного измерения параметров двухэлементной двухполюсной электрической цепи, которая обеспечивает возможность разработки наиболее оптимальных, с точки зрения точности, структур средств измерения.

4. Проведена оценка погрешности методов измерения параметров одноэлементных двухполюсных электрических цепей по мгновенных значениям переходных процессов из-за несоответствия их модели виду реального переходного процесса, что позволяет принимать решение о возможности использования того или иного метода в зависимости от предъявляемых требований по точности и быстродействию.

Практическая ценность.

1. Получены оценки влияния погрешности квантования измерительных средств, реализующих разработанные методы, на погрешность результата раздельного измерения параметров двухэлементной двухполюсной электрической цепи, что обеспечивает возможность разработки наиболее оптимальных, с точки зрения точности, структур средств измерения.

2. Получены аналитические соотношения и графики для расчета погрешности методов измерения параметров одноэлементных двухполюсных электриче-

ских цепей по мгновенных значениям переходных процессов из-за несоответствия их модели виду реального переходного процесса, что позволяет принимать решение о возможности использования того или иного метода в зависимости от предъявляемых требований по точности и быстродействию.

3. Разработана ИИС, обеспечивающая высокую точность измерения и повышение производительности испытаний силовых трансформаторов и реакторов.

4. Получены аналитические соотношения для инженерного расчета метрологических характеристик разработанной ИИС.

Внедрение результатов работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований нашли применение при разработке и внедрении ИИС электрических параметров обмоток силовых трансформаторов и реакторов и системы мониторинга диэлектрических параметров изоляции трансформаторов в процессе термовакуумной обработки активной части на ООО "Тольяттинский трансформатор" (г. Тольятти). Разработанные методики оценки погрешностей внедрены в учебном процессе Самарского государственного технического университета при подготовке инженеров по специальности 200106 - "Информационно-измерительная техника и технологии".

Апробация работы. Разделы и положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 7 международных и всероссийских конференциях, в том числе Международной научно-технической конференции "Современные информационные технологии" (Пенза, 2006г.), Международной научно-технической конференции "Проблемы автоматизации и управления в технических системах" (Пенза, 2007г.), Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (Москва, 2007г.), Всероссийской межвузовской научной конференции молодых ученых "Наука, технологии, инновации" (Новосибирск, 2006г.), VI и VII Всероссийских межвузовских научно-практических конференциях "Компьютерные технологии в науке, практике и образовании" (Самара, 2007г., 2008г.), V Всероссийской научной конференции "Математическое моделирование и краевые задачи" (Самара, 2008г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией для публикации результатов кандидатских и докторских диссертаций.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных на 150 страницах печатного текста, содержит 54 рисунка, 2 таблицы, список литературы из 121 наименования и 6 приложений на 13 страницах.

На защиту выносятся следующие положения:

1. ИИС параметров обмоток силовых трансформаторов и реакторов и результаты ее метрологического анализа.

2. Методы раздельного измерения параметров двухполюсной двухэлементной электрической цепи по мгновенным значениям переходных процессов.

3. Результаты анализа влияния погрешности квантования измерительных средств, реализующих разработанные методы, на погрешность результата раз-

дельного измерения параметров двухполюсной двухэлементной электрической цепи.

4. Результаты анализа погрешности методов измерения параметров одноэлементных двухполюсных электрических цепей по мгновенных значениям переходных процессов из-за несоответствия их модели виду реального переходного процесса.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, формулируются цели и задачи исследования, характеризуется научная новизна полученных результатов, приводятся основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассматриваются объем испытаний силовых ТР и РТ, особенности их испытаний в режиме определения сопротивления обмоток постоянному току, анализируются особенности построения ИИС параметров электрических цепей и возможность использования аппроксимационного подхода к определению данных параметров. Рассматривается классификация методов измерения параметров электрических целей по мгновенным значениям переходных процессов. Исследуются методы оценки влияния погрешности, обусловленной несоответствием модели виду реального сигнала на погрешность результата измерения. Формулируются основные требования к ИИС.

Установлено, что в настоящее время большинство станций для стендовых испытаний ТР и РТ в режиме определения сопротивления обмоток постоянному току оборудованы комплектом аналоговых приборов, наборами реостатов и ключей, обеспечивающими ручное установление номинального тока испытания и задание режима форсирования тока.

Доказано, что такое построение системы исключает автоматизацию. Кроме того, большое время определения момента установления тока не только снижает производительность испытаний, но и приводит к повышению температуры обмотки и, следовательно, к изменению ее активного сопротивления. При проведении данного вида испытаний возникает также динамическая погрешность, обусловленная изменением условно установившегося значения тока за время снятия показаний с приборов оператором.

Проведенный анализ особенностей построения ИИС параметров электрических цепей показал, что априорное представление об объекте исследования (контроля), топологии схемы замещения (модели) и информативном параметре схемы, подлежащем измерению, условиях эксплуатации в значительной степени определяют особенности построения информационно-измерительной системы параметров электрических цепей.

Установлено, что существуют задачи измерения, контроля и испытаний, в которых вид сигнала строго обусловлен физическими законами исследуемых явлений, а погрешности измерений пренебрежимо малы. Такими, например, очень часто являются переходные процессы в линейных электрических цепях. Характер процесса однозначно определяется параметрами цепи, а мгновенные значения напряжения или тока могут быть измерены современными средствами с очень высокой точностью.

Для решения таких задач можно использовать аппроксимационный подход, заключающийся в обобщении принципов, методов и средств измерения информативных параметров сигналов исходя из функциональной связи искомых параметров с параметрами модели, выбираемой на основе априорной информации об объекте исследования и метрологическом анализе результатов измерения из-за несоответствия модели реальному сигналу.

Одной из основных проблем рассматриваемого подхода является анализ точности измерения. При несоответствии модели виду моделируемого сигнала оценки параметров могут существенно отличаться от оптимальных.

Доказано, что в общем случае для оценки влияния составляющих погрешности, обусловленных несоответствием модели виду сигнала, на погрешность результата измерения можно использовать три метода. Первый метод основан на использовании расчетного значения искомой характеристики реального сигнала. Второй метод предусматривает определение погрешности измерения интегральной характеристики как функции, аргументы которой заданы приближенно с погрешностью, соответствующей отклонению модели от реального сигнала. Третий метод предполагает экспериментальное определение погрешности с помощью образцовых средств измерения.

Для реализации второго метода оценки влияния составляющих погрешности, обусловленных несоответствием модели виду сигнала, на погрешность результата измерения исследованы три подхода, использующие в качестве абсолютных погрешностей аргументов наибольшее отклонение значений модели от соответствующих значений сигнала, среднеквадратическую погрешность отклонения модели от реального сигнала или действительные разности между мгновенными значениями реального сигнала и модели в соответствующих точках. Проведенный анализ показал, что использование первого подхода дает завышенную оценку погрешности.

Установлено, что методы измерения параметров ДЭЦ на переменном токе достаточно хорошо изучены и продолжают успешно совершенствоваться. Однако раздельное определение параметров ДЭЦ при подключении к измерительной цепи напряжения постоянного тока практически не изучено. Проведена классификация методов измерения параметров ДЭЦ по мгновенным значениям одного и нескольких переходных процессов.

Доказано, что использование в цифровых методах и средствах измерения квантования по уровню неизбежно приводит к погрешности квантования. При этом точность результата определения информативного параметра может быть оценена по погрешности вычисления значения функции, аргументы которой заданы приближенно, с погрешностями, соответствующими погрешностям квантования мгновенных значений сигнала.

Во второй главе исследуются методы измерения параметров одноэлементной двухполюсной электрической цепи по мгновенным значениям одного и нескольких переходных процессов. Анализируются погрешности методов из-за несоответствия переходного процесса, заложенного в модели, реальному.

Доказано, что в методах измерения параметров одноэлементных ДЭЦ по отдельным мгновенным значениям переходного процесса время измерения не зависит от постоянной времени цепи, а определяется только значением образцо-

вого интервала времени Д1. При реализации методов величина Д/ ограничена, в основном, временем измерения мгновенных значений переходного процесса. В общем случае, наименьшее время измерения обеспечивает реализация методов измерения параметров ДЭЦ по мгновенным значениям переходного процесса, связанным с моментом подключения известного напряжения к ИЦ.

Установлено, что дальнейшее сокращение времени измерения достигается за счет определения параметров одноэлементных ДЭЦ по отдельным мгновенным значениям нескольких переходных процессов. При этом методы измерения параметров ДЭЦ по мгновенным значениям двух переходных процессов, параметры одного из которых известны, не связанных с моментом подключения известного напряжения к ИЦ, обеспечивают мгновенное время связи с постоянной времени цепи, т.е. не требуют использования образцовых интервалов времени. Недостатком этих методов является необходимость применения трех опорных величин (постоянная времени вспомогательной цепи, один из элементов измерительной цепи, опорное напряжение постоянного тока).

Методы измерения параметров одноэлементных ДЭЦ, в которых момент начала измерения не связан с моментом подключения напряжения к ИЦ, увеличивают время измерения, однако расширяют область их применения.

Доказано, что при реализации рассматриваемых методов, происходит коррекция мультипликативной составляющей погрешности, а часть алгоритмов обеспечивает компенсацию аддитивной составляющей погрешности измерения из-за наличия напряжения смещения нуля измерительного канала.

Установлено, что реальные электрические цепи имеют многоэлементные схемы замещения, поэтому при использовании рассмотренных методов неизбежно возникает погрешность, обусловленная отличием модели измерительной цепи от реальной. Это приводит к отклонению параметров переходного процесса, возникающего в реальной ИЦ, от заложенного в модели.

Для метода измерения параметров ДЭЦ по мгновенным значениям переходного процесса, не связанным с моментом подключения напряжения постоянного тока 1/о к измерительной цепи, постоянная времени ИЦ п соответствует выражению

г-^-т, (1)

где С/, = С/0 1-е

/,+лг

« г

Л+2/У

1-е

/1 - момент начала измерения.

Для метода измерения параметров ДЭЦ по мгновенным значениям переходного процесса, связанным с моментом подключения напряжения к измерительной цепи, постоянная времени ИЦ г, определяется согласно выражению

и,

где их=11Л\-е ' ; £/г=£/„ 1-е

Для метода измерения параметров ДЭЦ по мгновенным значениям переходных процессов на известном и неизвестном элементах, не связанным с моментом подключения напряжения к измерительной цепи, постоянная времени г, для индуктивно-активной ИЦ соответствует выражению

Л/

1п

УвРг

ии{иа-ип\

(3)

где и1[=-иА1-е - ; ип=иае ';иа=-ил 1-

; и1г=и0е

Для метода измерения параметров ДЭЦ по мгновенным значениям переходных процессов на известном и неизвестном элементах, связанным с моментом подключения напряжения к измерительной цепи, постоянная времени Г| для индуктивно-активной ИЦ определяется согласно выражению

(4)

1п

и,

и,-и,

где ' ^ иг=иое • .

Если в индуктивно-активной последовательной ИЦ, состоящей из катушки индуктивности и образцового резистора, при том же значении образцового резистора К0 не учитывать активное сопротивление обмотки катушки индуктивности Я\, то это приведет к погрешности определения индуктивности Ь. Аналогичные погрешности имеют место, если модель не учитывает сопротивление соединительных проводников или его изменение при колебаниях температуры и т.д. Учет активного сопротивления обмотки Я\ приведет к уменьшению постоянной времени цепи п до значения Хг.

В соответствии с методикой оценки погрешности с помощью расчетного значения параметра реальной цепи, рассмотренной в первой главе, относительная погрешность для всех четырех методов измерения параметров ДЭЦ равна

Ьр До + Я,' где Ьр - расчетное значение индуктивности.

Если считать, что предельные абсолютные погрешности аргументов соответствуют наибольшему отклонению параметров модели от реального переходного процесса Д и^, то предельные относительные погрешности измерения информативных параметров ДЭЦ согласно (1) и (2) соответственно равны:

Д0Д/

1пЬ. ] щЬ.

г, т,

ехр я, -ехр А

1 ; >. «о

2 1+ехр[-^]

ехрК)ехр(-"ЙНхрг!"))

/

т,

ехр Я, ^ J -ехр \

т \ 1п — г, г, Чт)

А J ехр| ч)

Если считать, что предельные абсолютные погрешности аргументов соответствуют отклонению модели от реального сигнала, определяемому через среднеквадратическую погрешность а, то предельные относительные погрешности измерения информативных параметров ДЭЦ в соответствии с (1) и (2) равны:

Я,

Ъ 12Д фг(г,+т2)

(ь-гд2

ЗЛ/ Ш

ехр{ 1ехр\

ЗДЛ I ЗДг г,ехр| —— | -т,ехр\ ——

2 _1+ехр(т1

(6)

8„ =

До

(г, -г,)2 -т, г.

^тИт]

2ДП 2М

2 +ехр

М

ехр

А/

-ехр -

Д*

Если считать, что абсолютные погрешности аргументов соответствуют действительным разностям между мгновенными значениями реального сигнала и модели в соответствующих точках, то относительные погрешности определения информативных параметров ДЭЦ согласно (1) и (2) равны:

ехр! Дг, I т.

1 I А<

1-ехр\--

Г 2дЛ ехр\----- Г 2ЫЛ

ехр

Аналогичные выражения получены для относительных погрешностей измерения информативных параметров ДЭЦ согласно (3) и (4), когда предельные абсолютные погрешности аргументов соответствуют наибольшему отклонению параметров модели от реального переходного процесса, отклонению модели от реального сигнала, определяемому через среднеквадратическую погрешность, и действительным разностям между мгновенными значениями реального сигнала и модели в соответствующих точках.

На рисунках 1 - 3 представлены графики зависимости погрешности <5ц от соотношений Мт\ и /,/п при ^1/^0=0,001 в соответствии с (5) - (8).

Рисунок 2 - Графики зависимости

при оценке погрешности по отклонению модели от реального сигнала, определяемому через среднеквадратическую погрешность

Рисунок 1 - Графики зависимости 5ц

при оценке погрешности по наибольшему отклонению значений модели от соответствующих значений реального сигнала

2.8 Дг/г,

Анализ влияния погрешности из-за несоответствия модели виду реального переходного процесса в ИЦ на погрешность результата измерения параметров ДЭЦ показал наличие существенной методической погрешности.

Установлено, что все подходы, которые используются при реализации методики оценки с помощью определения погрешности измерения параметров как функции, аргументы которой заданы приближенно с погрешностью, соответствующей отклонению модели от реального сигнала, дают завышенные оценки погрешности. Наиболее приемлемые результаты имеют место для третьего подхода, в котором погрешности аргументов соответствуют действительным разностям между мгновенными значениями реального сигнала и модели.

В третьей главе разрабатываются и исследуются новые методы раздельного измерения параметров двухэлементной двухполюсной электрической цепи по мгновенным значениям переходных процессов. Рассматриваются вопросы аппаратурной реализации методов и производится оценка влияния погрешности квантования измерительных средств, реализующих разработанные методы, на погрешность результата измерения. Проводится сравнительный анализ средств измерения с метрологической точки зрения.

Разработан метод раздельного измерения параметров ДЭЦ по мгновенным значениям переходных процессов на двухполюсной цепи и образцовом элементе относительно их общего вывода, связанным с моментом подключения напряжения к ИЦ, в соответствии с которым неизвестные индуктивность и сопротивление определяют согласно выражениям:

Рисунок 3 - Графики зависимости ди при оценке погрешности по действительным разностям между мгновенными значениями реального сигнала и модели

«2('Л КМ ]

ы

1п

«2 (О

ВД

ил

1-е

Разработана структурная схема устройства, реализующего метод и проведен анализ влияния погрешности квантования на погрешность результата измерения. Для оценки данного вида погрешности используются выражения:

.(Ло+Дх)

К

Ш \ (

\~2е ' -Зе ' +А, 2-Зе'7+2е~ ' ~е '

1-е

¿1

е 1 +2

Д/2'Х

[ )

Разработан метод раздельного измерения параметров ДЗЦ по мгновенным значениям переходных процессов на двухполюсной цепи и образцовом элементе

относительно их общего вывода, не связанным с моментом подключения напряжения к ИЦ, в соответствии с которым неизвестные индуктивность и сопротивление определяют согласно выражениям:

[«.('■ Х»2 ('.)-2И2 (<, )+", (',)]- к (<2 »2 ('| )? 1 . ('.КМ

¿Л =

1п

где !/,(/,) = -

1/п

1-е

; "2(^2)=

_ ил

Я2('з) = -

1-е

Разработана структурная схема устройства, реализующего метод и проведен анализ влияния погрешности квантования на погрешность результата измерения. Для оценки данного вида погрешности используются выражения:

(Ъ+Ях) г, Г 2А1 \ Ще'Ле г -2 <> + Д0е ' ' 1, /, Лг ¿1 1-2е • +2г'е ' -2е 7 +е '~ \ У

е м

(В)

Д1

г(Л0 + Ях) 1 + е '

г, Л1 Г, -1

г 'е ' 1-е *

1 )

На рисунках 4 и 5 приведены графики зависимости дк и <5/, от отношений Л//г и Я.х/Ви при разрядности АЦП п= 12 в соответствии с (8) и (9) для отношения г, / г =0,01.

Доказано, что в разработанных методах раздельного определения неизвестных параметров двухполюсных электрических цепей время измерения не зависит от постоянной времени измерительной цепи, а определяется, в основном, длительностью временного интервала А/.

Установлено, что наибольшее быстродействие обеспечивает реализация первого разработанного метода раздельного определения параметров ДЭЦ.

Анализ влияния погрешности квантования на результирующую погрешность раздельного измерения параметров ДЭЦ показал, что при определенных условиях эта погрешность может достигать значительной величины. При этом погрешность, в общем случае, зависит от отношений неизвестного сопротивления ДЭЦ к образцовому сопротивлению и образцового интервала времени к постоянной времени измерительной цепи. Наиболее радикальным путем повышения точности является увеличение разрядности аналого-цифровых преобразова-

телей (АЦП). Это приводит к уменьшению погрешности в 2 раза при увеличении числа разрядов АЦП на единицу.

Рисунок 4 - Зависимость Ör от At/r и Rx / R{ при tx / г =0,01 и п= 12 для второго метода

Рисунок 5 - Зависимость Si от At/r и Ry! Rq при г, / г =0,01 и «=12 для второго метода

Результаты анализа погрешности показывают, что значительное различие между минимальными и максимальными значениями дает возможность снижения погрешности до минимальных значений за счет оптимального выбора соотношения между образцовым интервалом времени и постоянной времени цепи, а также между неизвестным сопротивлением ДЭЦ и образцовым сопротивлением.

При реализации метода, в котором момент начала измерения не связан с моментом подключения напряжения к измерительной цепи, погрешность можно уменьшить за счет оптимального выбора интервала времени от начала переходного процесса до момента начала измерения.

В четвертой главе анализируются методы измерения электрического сопротивления обмоток трансформаторов и реакторов постоянному току. Предлагается метод измерения сопротивления обмоток и, реализующая его ИИС, проводится анализ ее метрологических характеристик. Рассматриваются методы и средства определения времени установления тока в измерительной цепи. Анализируется режим форсирования тока в измерительной цепи. Проводится анализ динамической погрешности измерения сопротивления обмоток постоянному току.

Установлено, что широкий диапазон значений сопротивлений обмоток, а также высокие требования по точности и быстродействию измерения ставят задачу создания высокоточных средств измерения сопротивления обмоток ТР и РТ при установившемся значении тока в измерительной цепи. Измерять сопротивление необходимо только при вполне установившемся токе, за который принимается ток, изменяющийся не более чем на 1% в течение 30с.

Анализ методов измерения электрического сопротивления обмоток постоянному току показывает, что для обеспечения высокого быстродействия, возможности автоматизации измерения и регистрации результатов наиболее приемлем метод падения напряжения. Кроме того, с помощью данного метода можно обеспечить автоматический контроль установившегося значения тока в измерительной цепи.

Разработан метод измерения сопротивления и, реализующая его ИИС (рисунок 6), основанные на последовательном измерении восьми падений напряжений на измерительной цепи, состоящей из неизвестного и образцового сопротивлений и соединяющих их проводников, относительно их общего вывода при различных коэффициентах передачи, которые позволяют устранить аддитивные и мультипликативные составляющие погрешности измерительного канала и влияние сопротивлений соединительных линий.

Установлено, что существующие методы и средства определения времени установления тока в измерительной цепи обладают низким быстродействием, что приводит к снижению производительности испытаний.

Доказано, что при испытании реакторов без магнитопровода время установления тока в измерительной цепи может быть определено по ее постоянной

0,01

. Разработанные методы

времени в соответствии с выражением <у > -?1п

,1,01-е"

измерения постоянной времени измерительной цепи и индуктивности обмотки реакторов без магнитопровода могут быть реализованы в той же ИИС без изменения ее структуры.

¡га

г 1 г5

/■6

Ь-с

АП ПУ —-> АЦП

ИП - источник напряжения постоянного тока; ПЕР-аналоговый переключатель; АК - аналоговый коммутатор; АП - аналоговый повторитель; ПУ - программируемый усилитель; АЦП - аналого-цифровой преобразователь; КНТ - контроллер; ШУ - шина управления; Н -сопротивления проводников соединительных линий

Рисунок 6 - Схема ИИС

Результирующая погрешность определения постоянной времени измерительной цепи при испытании реакторов без магнитопровода, обусловленная погрешностью квантования АЦП зависит от отношений образцового интервала времени к постоянной времени и измеряемого сопротивления к общему сопротивлению ИЦ:

8 =

2-е

1 + е

где = г\ + г2 + гЗ + г А + Я0 + .

Установлено, что большое время установления тока в ИЦ кроме снижения производительности испытаний приводит к повышению температуры обмотки и, следовательно, к увеличению ее активного сопротивления. Это вызывает дополнительную погрешность измерения. С целью сокращения времени установ-

ления тока в цепи ГОСТ на электромагнитные испытания предусматривает возможность кратковременного форсирования тока замыканием реостатов.

Предложен метод определения эквивалентного времени ДГэ при форсировании тока в ИЦ, полумены аналитические выражения и графики зависимости эквивалентного времени от постоянной времени цепи, которые позволяют выбирать оптимальный интервал времени форсирования тока (рисунок 7):

-\ + е

где Я0бщ 1 и Г] - общее сопротивление и постоянная времени измерительной цепи до режима форсирования тока;

И„-щ2 и г2 - общее сопротивление и постоянная времени измерительной цепи в режиме форсирования тока.

Ш)

'<¡51 ф2

Д?,л

АЛ

Дг

М

Дг,

/,(0

Рисунок 7 - Форсирование тока в обмотке реактора без магнитопровода

На рисунке 8 представлены графики зависимости эквивалентного времени установления тока от постоянной времени ИЦ при определенных начальных значениях сопротивления реостатов.

Установлено, что при включении обмотки ТР или РТ с магнитопроводом на постоянное напряжение переходный процесс качественно происходит так же, как и в линейной электрической цепи, однако количественно он иной. Для такого случая предложен метод определения времени установления тока, основанный на кусочно-линейной аппроксимации кривой тока в ИЦ. Если произвести кусочно-линейную аппроксимацию кривой тока /(/) на равномерной сетке с шагом Ц (где Ы] -- ) и считать, что ординаты ломаной функции в узлах сетки совпадают с соответствующими мгновенными значениями I) функции ¿0),

то для того, чтобы считать ток на /-том участке установившимся, необходимо

выполнение условия ——— где Л/п-30с.

'у-. А»о

450 400

о|_1

0 20 40 60 80 100 120 140 т ..

] >

Рисунок 8 - Зависимость эквивалентного времени установления от постоянной времени ИЦ

Измерение активного сопротивления обмотки трансформатора и реактора производится при условно установившемся значении тока /0, начиная с момента времени 1у. Так как полностью установившийся режим наступает при / = сс , то возникает динамическая погрешность второго рода, обусловленная тем, что значения тока в ИЦ в моменты измерения падений напряжений отличаются друг от друга.

При испытании РТ без магнитопровода относительная динамическая погрешность измерения активного сопротивления обмотки равна

'г 2е г ( Л|п V 2Д/„ ^ 1 Г Г Я ( 1 + е ' V

Ко \-2е ' е г ( ^"Л 2-е ' Ч -2гЗе ' е ' ¡2-е ' ( гы„Л 1 + е ' Ч J

где Д/я - время аналого-цифрового преобразования и ввода кода в контроллер.

Установлено, что при испытании ТР и РТ динамической погрешностью можно пренебречь из-за ее малости.

Заключение

1. Проведенное исследование стендовых испытаний силовых трансформаторов и реакторов в режиме измерения сопротивления обмоток постоянному току позволило сформулировать основные требования к ИИС.

2. Проведенный анализ особенностей построения ИИС параметров электрических цепей показал, что априорное представление об объекте исследования (контроля), топологии схемы замещения (модели) и информативном параметре

схемы, подлежащем измерению, условиях эксплуатации в значительной степени определяют особенности построения информационно-измерительной системы.

3. Для решения задач определения параметров электрических цепей можно использовать аппроксимационный подход, заключающийся в обобщении принципов, методов и средств измерения информативных параметров сигналов исходя из функциональной связи искомых параметров с параметрами модели, выбираемой на основе априорной информации об объекте исследования и метрологическом анализе результатов измерения из-за несоответствия модели реальному сигналу.

4. На основе анализа методов измерения параметров одноэлементных двухполюсных электрических цепей по мгновенных значениям переходных процессов, возникающих при подключении к измерительной цепи напряжения постоянного тока, установлено, что за счет обработки мгновенных значений можно существенно сократить время определения параметров двухполюсных электрических цепей.

5. Проведенный анализ влияния погрешности из-за несоответствия модели виду реального переходного процесса в измерительной цепи на погрешность результата измерения параметров показал наличие существенной методической погрешности, которая зависит от соотношений неинформативного и образцового элементов цепи, а также образцового интервала времени и постоянной времени цепи.

6. Разработаны и исследованы методы раздельного измерения параметров двухэлементных двухполюсных электрических цепей, в которых время измерения не зависит от постоянной времени измерительной цепи, а определяется, в основном, длительностью образцового интервала времени.

7. Проведенный анализ влияния погрешности квантования на результирующую погрешность раздельного измерения параметров двухэлементных двухполюсных электрических цепей показал, что при определенных условиях измерения эта погрешность может достигать значительной величины. При этом погрешность, в общем случае, зависит от отношений неизвестного сопротивления цепи к образцовому сопротивлению и образцового интервала времени к постоянной времени измерительной цепи.

8. На основе анализа методов измерения электрического сопротивления обмоток постоянному току установлено, что для обеспечения высокого быстродействия, возможности автоматизации измерения и регистрации результатов наиболее приемлем метод падения напряжения. Кроме того, с помощью данного метода можно обеспечить автоматический контроль установившегося значения тока в измерительной цепи.

9. Разработаны и исследованы метод измерения сопротивления и, реализующая его ИИС, основанные на измерении восьми падений напряжений на измерительной цепи при различных коэффициентах передачи, позволяющие устранить аддитивные и мультипликативные составляющие погрешности измерительного канала и влияние сопротивлений соединительных проводников.

10. Предложены методы определения времени установления тока в измерительной цепи при испытании реакторов без магнитопровода и силовых транс-

форматоров и реакторов с магнитопроводом, обеспечивающие значительное увеличение производительности испытаний.

11. Исследован режим форсирования тока в измерительной цепи реактора без магнитопровода. Получены аналитические выражения и графики зависимости эквивалентного времени при форсировании тока от постоянной времени цепи, которые позволяют выбирать оптимальный интервал времени форсирования.

12. Проведенный анализ динамической погрешности измерения сопротивления обмоток постоянному току, обусловленной тем, что значения тока в измерительной цепи в моменты измерения падений напряжений отличаются друг от друга, показал, что ею можно пренебречь, если время аналого-цифрового преобразования мгновенных значений сигналов составляет менее 20мкс.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Мелентьев, B.C. Методы оценки погрешности измерения параметров электрических цепей [Текст] / B.C. Мелентьев, A.B. Цапаев // Вестник Самар. гос. техн. ун-та. Сер. Технические науки: Научный журнал. - Самара, СамГТУ, 2007. - №1(19). - С. 90 - 95 (рецензируемое научное издание из перечня, рекомендованного ВАК).

2. Мелентьев, B.C. Методы измерения параметров линейных электрических цепей по мгновенным значениям нескольких переходных процессов [Текст] / B.C. Мелентьев, A.B. Цапаев // Известия вузов. Поволжский регион. Технические науки. - 2008. - № 2 (6). - С. 80 - 90 (рецензируемое научное издание из перечня, рекомендованного ВАК).

3. Мелентьев, B.C. Методы оценки погрешности определения параметров линейных электрических цепей из-за несоответствия модели реальному переходному процессу [Текст] / B.C. Мелентьев, A.B. Цапаев // Вестник Самар. гос. техн. ун-та. Сер. Физико-математические науки: Научный журнал. - Самара, СамГТУ, 2009. - С. 142 - 148 (рецензируемое научное издание из перечня, рекомендованного ВАК).

4. Цапаев, A.B. Метод построения информационно-измерительных систем контроля сопротивления обмоток силовых трансформаторов и реакторов [Текст] / A.B. Цапаев / Информационно-измерительные и управляющие системы: Сб. науч. статей. - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2008. - С. 118 -126.

5. Мелентьев, B.C. Методы оценки погрешности аппроксимационных методов измерения параметров сигналов [Текст] / B.C. Мелентьев, A.B. Цапаев, А.Н. Болотнова / Современные информационные технологии: Тр. междунар. науч.-техн. конф. - Пенза: ПГТА, 2006. - Вып. 4. - С. 46-48.

6. Цапаев, A.B. Исследование метода измерения параметров электрических цепей по мгновенным значениям переходного процесса [Текст] / A.B. Цапаев / Наука, технологии, инновации: Матер. Всерос. межвуз. науч. конф. молодых ученых. 4.2. - Новосибирск: НГТУ, 2006. - С.58,59.

7. Цапаев, A.B. Метод построения информационно-измерительных систем параметров двухполюсных электрических цепей [Текст] / A.B. Цапаев / Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. 13-й междунар. науч. - техн. конф. студентов и аспирантов. - Т.1. - М.: МЭИ, 2007. - С. 500,501.

8. Цапаев, A.B. Информационно-измерительные системы контроля параметров в процессе производства силовых трансформаторов [Текст] / A.B. Цапаев / Компьютерные технологии в науке, практике и образовании: Тр. 6-й Всерос. межвуз. науч.-практ. конф. - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2007. - С. 97-100.

9. Мелентьев, B.C. Алгоритмические методы сокращения времени измерения параметров электрических цепей [Текст] / B.C. Мелентьев, A.B. Цапаев / Проблемы автоматизации и управления в технических системах: Тр. междунар. науч.-техн. конф. - Пенза: ИИЦ ПГУ, 2007. - С.65-68.

10. Мелентьев, B.C. Аппроксимационный подход к анализу линейных электрических цепей с несколькими переходными процессами [Текст] / B.C. Мелентьев, A.B. Цапаев / Математическое моделирование и краевые задачи: Тр. 5-й Всерос. науч. конф. - Самара: СамГТУ, 2008. - 4.4: Информационные технологии в математическом моделировании. - С.101-103.

11. Цапаев, A.B. Определение времени установления тока в измерительной цепи при испытании реакторов [Текст] / A.B. Цапаев / Компьютерные технологии в науке, практике и образовании: Тр. 7-й Всерос. межвуз. науч.-практ. конф. - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2008. - С. 128-130.

12. Мелентьев, B.C. Метод определения параметров катушки индуктивности по мгновенным значениям переходных процессов [Текст] / B.C. Мелентьев, A.B. Цапаев, Е.В. Костенко / Компьютерные технологии в науке, практике и образовании: Тр. 7-й Всерос. межвуз. науч.-практ. конф. - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2008. - С. 6-9.

Личный вклад автора в работах, написанных в соавторстве, заключается в следующем: в [1], [3] и [5] исследована возможность использования действительных разностей между соответствующими значениями реального сигнала и модели в качестве абсолютных погрешностей аргументов при анализе результирующих погрешностей методов измерения параметров электрических цепей по мгновенным значениям переходного процесса; в [2] предложено алгоритмическое описание основных методов измерения параметров электрических цепей по мгновенным значениям нескольких переходных процессов; в [9] и [10] проанализирован ряд методов измерения параметров электрических цепей по мгновенным значениям одного и нескольких переходных процессов; в [12] разработан алгоритм раздельного определения индуктивности и сопротивления катушки индуктивности.

Автореферат отпечатан с разрешения диссертационного совета Д212.217.03 ГОУВПО "Самарский государственный технический университет (протокол № 2 от 14 мая 2009 г.)

Формат 60x84 1/16. Уч. печ. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ №413. Отпечатано на ризографе. ГОУВПО "Самарский государственный технический университет" Отдел типографии и оперативной печати 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244

Список сокращений.

Введение.

1 Аппроксимационный подход к построению информационно-измерительных систем параметров двухполюсных электрических цепей

1.1 Объем испытаний силовых трансформаторов и реакторов. Особенности испытаний в режиме определения электрического сопротивления обмоток постоянному току.

1.2 Особенности задач построения ИИС параметров двухполюсных электрических цепей.

1.3 Использование аппроксимационного подхода к решению задач измерения параметров квазидетерминированных сигналов.

1.4 Классификация аппроксимационных методов измерения параметров одноэлементных ДЭЦ.

1.5 Анализ влияния погрешности квантования на погрешность результата измерения.

Современное состояние энергетической системы России характеризуется большими единичными мощностями энергообъектов, усложнением электротехнического оборудования и возрастанием требований к качеству энергоснабжения.

В нашей стране свыше 80% электроэнергии, вырабатываемой на электростанциях, по пути до шин потребителей претерпевает от одной до восьми трансформаций. При этом более трети потерь энергии в сети соответствующей ступени напряжения приходится на трансформаторы. Поэтому каждый процент снижения потерь за счет улучшения качества трансформаторов (ТР) дает большой экономический эффект [1].

Развитие электроэнергетики страны характеризуется созданием мощных объединенных энергосистем, охватывающих большие по площади районы. При этом часто приходится передавать электроэнергию на значительные расстояния от мест генерации до мест потребления.

Передача реактивной мощности связана с рядом нежелательных явлений, приводящих к ухудшению технико-экономических показателей работы сетей системы и работе приемников электроэнергии при недопустимых отклонениях напряжения от номинальных значений.

Для снижения перетоков по сетям реактивной мощности применяются компенсирующие устройства, устанавливаемые в непосредственной близости от мест ее потребления или генерации. Повышенная генерация реактивной мощности возникает, как правило, на линиях сверхвысокого напряжения вследствие большой емкостной проводимости на землю. В качестве компенсирующих устройств здесь используются устройства индуктивного характера - реакторы (РТ).

Кроме того, шунтирующие реакторы выполняют функции обеспечения возможности непосредственного присоединения линии толчком к источнику питания на передающем конце, облегчения перенапряжений после сброса нагрузки или короткого замыкания.

В этой связи особое значение приобретает создание и внедрение систем комплексных стендовых испытаний, оперативного измерения и контроля параметров силовых ТР и РТ. Создание, эффективное использование и совершенствование таких систем возможны только на базе современных достижений в области информационно-измерительной техники с привлечением передовых информационных технологий, оптимальных методов математической обработки измерительной информации и системного подхода ко всему комплексу решаемых задач.

Одним из элементов контроля качества силовых ТР и РТ являются электромагнитные испытания. Они имеют целью проверить правильность их выполнения в производстве, показать отсутствие в них дефектов, соответствие исполнения расчетным данным, условиям заказа и государственному стандарту или техническим условиям [2].

Одним из видов электромагнитных испытаний является измерение сопротивления обмоток трансформаторов и реакторов постоянному току.

Знание действительного электрического сопротивления обмоток позвоп ляет вычислить потери ТР и РТ, равные - номинальный ток в / - й у=1 обмотке; Щ - сопротивление у - й обмотки), привести потери, измеренные при опыте короткого замыкания, к номинальной температуре обмотки, а также найти добавочные потери. Кроме того, измерение сопротивления обмоток производят для определения дефектов в электрической части. При испытании РТ без магнитопровода необходимо также определять индуктивность обмоток.

Поскольку измерение сопротивления производится на всех отводах обмоток трансформаторов и реакторов, то диапазон значений измеряемых сопротивлений очень широк.

Особенностью измерения сопротивления обмоток реактора и трансформатора постоянному току является необходимость проведения этого вида испытаний при вполне установившемся значении тока, а также, предусмотренная стандартом [3], автоматическая регистрация результатов измерения.

С целью сокращения времени установления тока в измерительной цепи ГОСТ на электромагнитные испытания предусматривает возможность кратковременного форсирования тока [3].

В настоящее время на большинстве станций для стендовых испытаний ТР и РТ в режиме определения сопротивления обмоток постоянному току используется комплект приборов, включающий в себя, как правило, амперметр, милливольтметр, микровольтметр, двойной мост (для измерения сопротивлений до 0,0001 Ом), набор реостатов и ключей, обеспечивающий ручное установление номинального тока испытания и задание режима форсирования тока.

При этом момент установления тока в измерительной цепи и значение сопротивления обмотки определяются оператором, он же задает режим форсирования тока.

Такое построение системы для стендовых испытаний ТР и РТ в режиме определения сопротивления обмоток постоянному току исключает автоматизацию. Кроме того, большое время определения момента установления тока не только снижает производительность испытаний, но и приводит к повышению температуры обмотки и, следовательно, к изменению ее активного сопротивления [4]. При проведении данного вида испытаний возникает также динамическая погрешность, обусловленная изменением условно установившегося значения тока за время снятия показаний с приборов оператором.

Все это ставит задачу создания систем для измерения сопротивления обмоток с автоматическим определением момента установления тока в измерительной цепи и заданием параметров режима форсирования тока, регистрацией результатов и формированием протокола испытаний в автоматическом режиме.

В общем случае обмотку ТР и РТ можно рассматривать как двухполюсную электрическую цепь (ДЭЦ). Учет многоэлементной схемы замещения (модели) ДЭЦ повышает точность определения информативных параметров.

Значительный вклад в теорию и практику раздельного получения информации о параметрах ДЭЦ внесли работы научных коллективов, руководимых Т.М. Алиевым, Э.М. Бромбергом, Ф.Б. Гриневичем, К.Б. Карандеевым, В.Ю. Кнеллером, Л.Ф. и К.Л. Куликовскими, Б .Я. Лихтциндером, А.И. Мар-тяшиным, А.И. Мелик-Шахназаровым, Ю.А. Скрипником, В.А. Сапельнико-вым, В.И. Чернецовым, Э.К. Шаховым и многими другими.

Разработанные принципы построения устройств измерения параметров ДЭЦ с подбором воздействия на исследуемую цепь, с физической компенсацией влияния неинформативных параметров, с временным выделением информации и другими, позволили создать информационно-измерительные системы (ИИС), характеризующиеся широтой диапазонов измерения, достаточно высокой степенью инвариантности к неинформативным параметрам и относительно высокими точностными характеристиками.

Однако с ростом числа элементов, входящих в состав цепи, задача построения ИИС усложняется и большинство известных ИИС параметров ДЭЦ являются узкоспециализированными, применяемыми только для данного типа объекта исследования.

Очевидно, априорное представление об объекте исследования (контроля), топологии схемы замещения (модели), информативном параметре схемы, подлежащем измерению, и ожидаемых значениях неинформативных (паразитных) параметров может существенно упростить задачу раздельного определения параметров ДЭЦ. На практике нередки случаи, когда паразитные параметры ДЭЦ имеют заранее известные постоянные или пренебрежимо малые значения, например, когда объектом преобразования является выходная величина емкостного, индуктивного преобразователя или преобразователя сопротивления.

Обмотки ТР и РТ с магнитопроводом являются существенно нелинейной электрической цепью. В то время как обмотка реактора без магнитопровода, при определенных ограничениях, представляет собой линейную ДЭЦ, что значительно упрощает задачу определения ее параметров.

В настоящее время успешно развивается направление, связанное с разработкой и созданием измерительных систем, предполагающих включение математических моделей непосредственно в их рабочий контур [5 - 9]. Существует класс измерительных задач, связанных с определением характеристик квазидетерминированных сигналов [10, 11]. Такие задачи характерны для оперативного технического контроля и испытания оборудования и параметров технологических процессов в промышленности, энергетике, транспорте. Основная проблема в этом классе задач состоит в обеспечении необходимого быстродействия измерительных процедур, обусловленного требованиями к оперативности контроля и испытания. Повышение быстродействия за счет увеличения производительности вычислительных средств не всегда осуществимо, ведет к прогрессирующему удорожанию средств измерений и обработки и имеет определенный предел [12].

Одним из путей решения данной проблемы является привлечение априорной информации о модели объекта или измерительного сигнала для решения задач измерения его информативных параметров, исходя из функциональных связей искомых параметров с параметрами модели [13, 14].

Использование такого аппроксимационного подхода как общей платформы для построения методологического, математического и алгоритмического обеспечения информационно-измерительных систем дает предпосылки системного объединения через математическую модель априорной информации, выражающей физическую сущность решаемой задачи, структуры и характеристик измерительных средств и методов, а также процедуры осуществления измерений и интерпретации их результатов.

Методы измерения параметров ДЭЦ на переменном токе достаточно хорошо изучены [15 - 24] и продолжают успешно совершенствоваться.

Однако раздельное измерение параметров ДЭЦ при подключении к измерительной цепи напряжения постоянного тока практически не изучено. За счет обработки мгновенных значений переходных процессов, возникающих в измерительной цепи, решается одна из главных задач - сокращение времени измерения.

Таким образом, актуальной является задача разработки и исследования методов раздельного измерения параметров ДЭЦ и создания на их основе информационно-измерительных систем электрических параметров обмоток силовых трансформаторов и реакторов с улучшенными метрологическими характеристиками по точности и быстродействию.

Работа выполнялась в рамках госбюджетной фундаментальной НИР №514/08 "Создание единой методологии метрологического анализа систем измерения и контроля параметров технических объектов", хоздоговорной НИР № 521/07, а также НИР по гранту для аспирантов Самарского государственного технического университета "Разработка и исследование аппрокси-мационных методов определения параметров электрических цепей".

Целью работы является разработка методов измерения параметров двухполюсных электрических цепей и создание на их основе автоматизированной информационно-измерительной системы, обеспечивающей повышение производительности стендовых испытаний и увеличение точности измерения параметров обмоток силовых трансформаторов и реакторов.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

- исследование стендовых испытаний силовых трансформаторов и реакторов в режиме измерения сопротивления обмоток постоянному току;

- анализ особенностей построения ИИС параметров электрических цепей и возможность использования аппроксимационного подхода к определению данных параметров;

- анализ методов измерения параметров одноэлементных двухполюсных электрических цепей по мгновенным значениям переходных процессов;

- анализ погрешности измерения параметров одноэлементных двухполюсных электрических цепей по мгновенным значениям переходных процессов из-за несоответствия их модели виду реального переходного процесса;

- разработка методов и средств раздельного измерения параметров двухполюсных двухэлементных электрических цепей по мгновенным значениям переходных процессов;

- анализ влияния погрешности квантования измерительных средств на погрешность результата измерения параметров двухполюсных двухэлементных электрических цепей;

- анализ методов и средств измерения сопротивления обмоток силовых трансформаторов и реакторов постоянному току;

- разработка ИИС сопротивления обмоток силовых трансформаторов и реакторов постоянному току, обеспечивающей коррекцию аддитивной и мультипликативной составляющих погрешности измерительного канала и влияния сопротивления соединительных проводников;

- разработка методов автоматического определения времени установления тока в измерительной цепи обмоток силовых трансформаторов и реакторов;

- исследование режима форсирования тока при испытании реакторов без магнитопровода;

- анализ динамической погрешности измерения сопротивления обмоток силовых трансформаторов и реакторов постоянному току.

Методы исследований. В работе использованы положения теории измерений, численного анализа, теории электрических цепей и сигналов, методов цифровой обработки сигналов, методов аналитического и имитационного моделирования.

Научная новизна проведенных в диссертационной работе исследований заключается в следующем:

1. Разработана ИИС параметров обмоток силовых трансформаторов и реакторов, позволяющая автоматически определять время условного установления тока в обмотке, устранить аддитивную и мультипликативную составляющие погрешности измерительного канала и влияние сопротивления соединительных проводников.

2. Разработаны методы раздельного измерения параметров двухэлементной двухполюсной электрической цепи по мгновенным значениям переходных процессов на двухполюсной цепи и образцовом элементе относительно их общего вывода, в которых время измерения не зависит от постоянной времени измерительной цепи.

3. Проведена оценка влияния погрешности квантования измерительных средств, реализующих разработанные методы, на погрешность результата раздельного измерения параметров двухэлементной двухполюсной электрической цепи, которая обеспечивает возможность разработки наиболее оптимальных, с точки зрения точности, структур средств измерения.

4. Проведена оценка погрешности методов измерения параметров одноэлементных двухполюсных электрических цепей по мгновенных значениям переходных процессов из-за несоответствия их модели виду реального переходного процесса, что позволяет принимать решение о возможности использования того или иного метода в зависимости от предъявляемых требований по точности и быстродействию.

Структура и содержание работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений.

Основные результаты работы состоят в следующем.

1. Проведенное исследование стендовых испытаний силовых трансформаторов и реакторов в режиме измерения сопротивления обмоток постоянному току позволило сформулировать основные требования к ИИС.

2. Проведенный анализ особенностей построения ИИС параметров электрических цепей показал, что априорное представление об объекте исследования (контроля), топологии схемы замещения (модели) и информативном параметре схемы, подлежащем измерению, условиях эксплуатации в значительной степени определяют особенности построения информационно-измерительной системы.

3. Для решения задач определения параметров электрических цепей можно использовать аппроксимационный подход, заключающийся в обобщении принципов, методов и средств измерения информативных параметров сигналов исходя из функциональной связи искомых параметров с параметрами модели, выбираемой на основе априорной информации об объекте исследования и метрологическом анализе результатов измерения из-за несоответствия модели реальному сигналу.

4. На основе анализа методов измерения параметров одноэлементных двухполюсных электрических цепей по мгновенных значениям переходных процессов, возникающих при подключении к измерительной цепи напряжения постоянного тока, установлено, что за счет обработки мгновенных значений можно существенно сократить время определения параметров электрических цепей.

5. Проведенный анализ влияния погрешности из-за несоответствия модели виду реального переходного процесса в измерительной цепи на погрешность результата измерения параметров показал наличие существенной методической погрешности, которая зависит от соотношений неинформативного и образцового элементов цепи, а также образцового интервала времени и постоянной времени цепи.

6. Разработаны и исследованы методы раздельного измерения параметров двухэлементных двухполюсных электрических цепей, в которых время измерения не зависит от постоянной времени измерительной цепи, а определяется, в основном, длительностью образцового интервала времени.

7. Проведенный анализ влияния погрешности квантования на результирующую погрешность раздельного измерения параметров двухэлементных двухполюсных электрических цепей показал, что при определенных условиях измерения эта погрешность может достигать значительной величины. При этом погрешность, в общем случае, зависит от отношений неизвестного сопротивления цепи к образцовому сопротивлению и образцового интервала времени к постоянной времени измерительной цепи.

8. На основе анализа методов измерения электрического сопротивления обмоток постоянному току установлено, что для обеспечения высокого быстродействия, возможности автоматизации измерения и регистрации результатов наиболее приемлем метод падения напряжения. Кроме того, с помощью данного метода можно обеспечить автоматический контроль установившегося значения тока в измерительной цепи.

9. Разработаны и исследованы метод измерения сопротивления и, реализующая его ИИС, основанные на измерении восьми падений напряжений на измерительной цепи при различных коэффициентах передачи, позволяющие устранить аддитивные и мультипликативные составляющие погрешности измерительного канала и влияние сопротивлений соединительных проводников.

10. Предложены методы определения времени установления тока в измерительной цепи при испытании реакторов без магнитопровода и силовых трансформаторов и реакторов с магнитопроводом, обеспечивающие значительное увеличение производительности испытаний.

11. Исследован режим форсирования тока в измерительной цепи реактора без магнитопровода. Получены аналитические выражения и графики зависимости эквивалентного времени при форсировании тока от постоянной времени цепи, которые позволяют выбирать оптимальный интервал времени форсирования.

12. Проведенный анализ динамической погрешности измерения сопротивления обмоток постоянному току, обусловленной тем, что значения тока в измерительной цепи в моменты измерения падений напряжений отличаются друг от друга, показал, что ею можно пренебречь если интервал времени между измерениями отдельных падений напряжений составляет менее 20мкс.

Практическая ценность результатов исследований.

1. Получены оценки влияния погрешности квантования измерительных средств, реализующих разработанные методы, на погрешность результата раздельного измерения параметров двухэлементной двухполюсной электрической цепи, что обеспечивает возможность разработки наиболее оптимальных, с точки зрения точности, структур средств измерения.

2. Получены аналитические соотношения и графики для расчета погрешности методов измерения параметров одноэлементных двухполюсных электрических цепей по мгновенных значениям переходных процессов из-за несоответствия их модели виду реального переходного процесса, что позволяет принимать решение о возможности использования того или иного метода в зависимости от предъявляемых требований по точности и быстродействию.

3. Разработана ИИС, обеспечивающая высокую точность измерения и повышение производительности испытаний силовых трансформаторов и: реакторов.

4. Получены аналитические соотношения для инженерного расчета метрологических характеристик разработанной ИИС.

Апробация работы. Разделы и положения диссертационной ра€5оты докладывались и обсуждались на 7 международных и всероссийских конференциях, в том числе Международной научно-технической конференции "Современные информационные технологии" (Пенза, 2006г.), Международной научно-технической конференции "Проблемы автоматизации и управления в технических системах" (Пенза, 2007г.), Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (Москва, 2007г.), Всероссийской межвузовской научной конференции молодых ученых "Наука, технологии, инновации" (Новосибирск, 2006г.), VI и VII Всероссийских межвузовских научно-практических конференциях "Компьютерные технологии в науке, практике и образовании" (Самара, 2007г., 2008г.), V Всероссийской научной конференции "Математическое моделирование и краевые задачи" (Самара, 2008г.).

Реализация результатов работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований нашли применение при разработке и внедрении ИИС электрических параметров обмоток силовых трансформаторов и реакторов и системы мониторинга диэлектрических параметров изоляции трансформаторов в процессе термовакуумной обработки активной части на ООО "Тольяттинский трансформатор" (г. Тольятти). Разработанные методики оценки погрешностей внедрены в учебном процессе Самарского государственного технического университета при подготовке инженеров по специальности 200106 - "Информационно-измерительная техника и технологии".

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых научных изданиях из перечня, рекомендованного ВАК РФ.

1. Лизунов, С.Д. Проблемы современного трансформаторостроения в России Текст. / С.Д. Лизунов, А.К. Лоханин // Электричество. 2000. - №8, 9.-С.З -9.

2. Испытание мощных трансформаторов и реакторов Текст. / Г.В. Алексенко, А.К. Ашрятов и др. М.: Энергия, 1978. - 520 с.

3. ГОСТ 3484.1-88. Трансформаторы силовые. Методы электромагнитных испытаний Текст. — М.: Изд-во стандартов, 1989. 180 с.

4. Силовые трансформаторы (справочная книга) Текст. / Под ред. С.Д. Лизунова, А.К. Лоханина. М.: Энергоиздат, 2004. - 616 с.

5. Бахмутский, В.Ф. Измерительно-моделирующие системы Текст. / В.Ф. Бахмутский, A.B. Бахмутский, Б.А. Котлик // ЦНИИИТЭИ приборостроения. 1986. - Вып. 5. - 45 с.

6. Зыбов, В.Н. Реализация метода моделей в задачах многофакторных измерений Текст. / В.Н. Зыбов, З.Т. Назарчук // Измерительная техника. -2002. № 2. - С. 5 - 8.

7. Недосекин, Д.Д. Информационные технологии интеллектуализации измерительных процессов Текст. / Д.Д. Недосекин.-СПб.: Наука, 1995.-184с.

8. Прохоров, С. А. Аппроксимативный анализ случайных процессов Текст. / С.А. Прохоров. Самара: СНЦ РАН, 2001.- 380 с.

9. Пытъев, Ю.П. Методы математического моделирования измерительно-вычислительных систем Текст. / Ю.П. Пытьев. М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2002. - 384 с.

10. Батищев, В.И. Аппроксимационные методы и системы промышленных измерений, контроля, испытаний, диагностики Текст. / В.И. Батищев, B.C. Мелентьев. М.: Машиностроение - 1, 2007. - 393 с.

11. Гриневич, Ф.Б. Автоматические мосты переменного тока Текст. / Ф.Б. Гриневич. Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1964. - 216 с.

12. Добровицкий, И.Р. Проектирование ИИС для измерения параметров электрических цепей Текст. / И.Р. Добровицкий, Е.А. Ломтев. М.: Энерго-атомиздат, 1997. - 128 с.

13. Карандеев, КБ. Обобщенная теория мостовых цепей переменного тока Текст. / К.Б. Карандеев, Г.А. Штамбергер. Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1961.-224 с.

14. Кузнецов, E.H. Преобразователи параметров комплексных сопротивлений с микропроцессором Текст. / E.H. Кузнецов, С.М. Фельдберг, В.И. Чернецов // Приборы и системы управления. 1978. - № 2. - С. 20-22.

15. Малиновский, ВН. Цифровые измерительные мосты Текст. / В.Н. Малиновский. М.: Энергия, 1976. - 192 с.

16. Передельский, Г.И. Мостовые измерительные схемы на импульсном питании Текст. / Г.И. Передельский. Томск: Изд-во Томского гос. ун-та, 1982. - 144 с.

17. Передельский, Г.И. Мосты с раздельным уравновешиванием по трем параметрам Текст. / Г.И. Передельский // Измерительная техника. 1980. -№ 9. - С. 49, 50.

18. Проектирование датчиков для измерения механических величин Текст. / Под ред. Е. Осадчего. М.: Машиностроение, 1979. - 480 с.

19. Свистунов, Б.Л. Классификация способов построения инвариантных средств измерений параметров электрических цепей Текст. / Б.Л. Свистунов // Измерительная техника. 2003. - № 2. - С. 14-17.

20. Свистунов, Б.Л. Преобразователи параметров емкостных и индуктивных датчиков в напряжение Текст. / Б.Л. Свистунов // Измерительная техника. 2001. - №6. - С. 50 - 52.

21. ГОСТ 11677-85. Силовые трансформаторы общего назначения Текст. -М.: Изд-во стандартов, 1985.

22. ГОСТ 19880-74. Электротехника. Основные понятия. Термины и определения. Текст. -М.: Изд-во стандартов, 1974.

23. Лейтес, Л.В. О стандартах на терминологию реакторов Текст. / Л.В. Лейтес // Электротехника. 1974. - №4. - С. 39 - 42.

24. Волъдек, Л.В. Электрические машины Текст. / Л.В. Вольдек. — Л.: Энергия, 1978.-382 с.

25. Справочник по электроизмерительным приборам Текст. / Под ред. К.К. Илюнина. Л.: Энергоатомиздат, 1989. - 512 с.

26. Baltianski, S. Sh. The utilization of the electrical model synthesis technique for the MOS interface trap parameters measurement Текст. / S. Sh. Baltianski / Proceedings of International Semiconductor Conférence. 1996. - Vol.2 19thEdition.-P. 549-552.

27. Frewer, R.A. The effect offrequency chages on the electricalconductance of moving and stationari blood Текст. / R.A. Frewer // Medical and Biological Eng. -1972. V10, №6. - P. 734 - 741.

28. Берлинер, M.A. Измерение влажности Текст. / M.A. Берлингер. M.: Энергия, 1973.-400 с.

29. Дубкевич, Б.Н. Об измерении отдельных параметров эквивалентных схем замещения различных сред Текст. / Б.Н. Дубкевич, В.П. Гусев / Сб. на-учн. трудов кафедр электромех. фак. — Новосибирск, 1970. Вып.1. - С. 153158.

30. Нуберт, Г.П. Измерительные преобразователи неэлектрических величин Текст. / Г.П. Нуберт. Л.: Энергия, 1970. - 360 с.

31. Форейт, И. Емкостные датчики неэлектрических величин Текст. / И. Форейт. М.-Л: Энергия, 1966. - 160 с.

32. Электрические измерения неэлектрических величин Текст. / Под ред. П.В. Новицкого и др.— Л: Энергия, 1975. — 576 с.

33. Диэлькометрические нефтяные влагомеры Текст. / М.: ВНИИ ОЭНТ, 1969.-76 с.

34. Усиков, С.В. Электрометрия жидкостей Текст. / С.В. Усиков. — Л.: Химия, 1974. 144 с.

35. Агейкин, Д. И. Датчики контроля и регулирования Текст. / Д.И. Агей-кин, Е.Н. Костина, Н.Н. Кузнецова. — М.: Машиностроение, 1965. — 928 с.

36. Логинов, В.Н. Электрические измерения механических величин Текст. / В.Н. Логинов. М.: Энергия, 1976. - 104 с.

37. Батищев, В.И. Измерение параметров емкостных датчиков положения и перемещения Текст. / В.И. Батищев, B.C. Мелентьев. М.: Машиностроение - 1, 2005. - 124 с.

38. Beg, S.A. Capacitance manometer with a stainless steil bellows sealed membrance Текст. / S.A. Beg // Y. Phus, 1978. - Ell, №5. - P. 397 - 438.

39. Зи, C.M. Физика полупроводниковых приборов Текст. / С.М. Зи. -М.:Энергия, 1973.-656 с.

40. Мелентъев, B.C. Методы и средства измерения параметров электрических цепей на постоянном токе Текст. / B.C. Мелентьев. Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2004. - 120 с.

41. Алексеев, В.А. Разработка и исследование функциональных измерительных преобразователей на основе параметрических датчиков Текст.: Дисс. . канд. техн. наук / В.А. Алексеев; Пензен. политех, ин-т. Пенза, 1983. - 199 с.

42. Weber, Е. Complex convolution applied to nonlin ear problems Текст. / E. Weber / Presented at the Symp. of Nonlinear Circuit Analysys. Politechnic Inst, of Brooklin, 1956.-P. 151-163.

43. Бондаренко, JJ. ff. Разработка и исследование алгоритмов измерения параметров многоэлементных двухполюсников Текст.: Дисс. .канд. техн. наук/ JI.H. Бондаренко; Пензен. гос. ун-т. Пенза, 1998. - 168 с.

44. Бромберг, Э.М. Тестовые методы повышения точности измерений Текст. / Э.М. Бромберг, K.JI. Куликовский. М.: Энергия, 1978. - 176 с.

45. Алиев, Т.М. Автокомпенсационные измерительные устройства переменного тока Текст. / Т.М. Алиев, A.M. Мелик-Шахнозаров, И.Л. Шайн. — М.: Энергия, 1977. 360 с.

46. Кнеллер, В.Ю. Измерение параметров объектов представляемых многоэлементными двухполюсниками Текст. / В.Ю. Кнеллер, Л.П. Боровских // Измерение, контроль, автоматизация, 1976. Вып. 3(7). - С. 3-12.

47. Куликовский, Л.Ф. Автоматические информационно-измерительные приборы Текст. / Л.Ф. Куликовский. M.-JL: Энергия, 1966. — 424 с.

48. Арнольд, Э.Э. Структурные схемы измерительных фазовых преобразователей неэлектрических величин Текст. / Э.Э. Арнольд // Измерительная техника. 1973. - №11. - С. 45-48.

49. Арш, Э.И. Автогенераторные методы и средства измерений Текст. / Э.И. Арш. М.: Машиностроение, 1979. - 256 с.

50. Куликовский, K.JI. Тестовые преобразователи индуктивности и емкости с информационной избыточностью Текст. / K.JI. Куликовский, А.Б. Шахмурадов // Приборы и системы управления. 1979. - №12. - С.14, 15.

51. Схемотехника операционных усилителей и аналоговых устройств на их основе Текст. / К.Е. Братцев, В.И. Чернецов, В.А. Казаков, С.П. Пискарев. Пенза: изд-во ПГУ, 2004. - 142 с.

52. Основы инвариантного преобразования параметров электрических цепей Текст. / А.И. Мартяшин, K.JI. Куликовский, С.К. Куроедов, JI.B. Орлова. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 261 с.

53. Мартяшин, А.И. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения Текст. /А.И. Мартяшин, Э.К. Шахов, В.М. Шляндин. М.: Энергия, 1976. - 391 с.

54. Светлов, A.B. Принципы построения преобразователей параметров многоэлементных двухполюсных электрических цепей Текст. / A.B. Светлов. -Пенза: Изд-во Пенз. Гос. ун-та, 1999. 141 с.

55. Чернецов, В.И Развитие теории и совершенствование унифицирующих измерительных преобразователей для параметрических датчиков Текст.: Дис. .докт. техн. наук / В.И. Чернецов; Пензен. гос. ун-т. — Пенза, 2000. 378 с.

56. Принцип инвариантности в измерительной технике Текст. / Б.Н. Петров, В.А. Викторов, Б.В. Лункин, A.C. Совлуков. М.: Наука, 1976. — 244 с.

57. Pisorklewiez, Т. Measurement of the complex permittivety of thin films in the very low frenquensy range Текст. / Т. Pisorklewiez // Phus E.: Sei Instrum. -1979.- 12, №3.-P. 225-229.

58. Кнеллер, В.Ю. Координированное уравновешивание, его особенности и возможности Текст. / В.Ю. Кнеллер // Приборы и системы управления. -1971. -№3.- С. 15- 18.

59. Ганеев, P.M. Математические модели в задачах обработки сигналов Текст. / P.M. Ганеев. М.: Горячая линия-Телеком, 2002. 83 с.

60. Батищев, В.И. Аппроксимационный подход к оцениванию характеристик взаимосвязи случайных процессов со стационарными приращениями Текст. / В.И. Батищев // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2003. - № 2. - С. 14-25.

61. Батищев, В.И. Измерительно-моделирующие технологии определения параметров энергообъектов Текст. / В.И. Батищев, B.C. Мелентьев // Известия вузов. Электромеханика. 2003. - № 4. - С. 66-69.

62. Орнатский, П.П. Интеллектуальные измерительные комплексы Текст. / П.П. Орнатский, Ю.М. Туз // Приборы и системы управления. -1989.-№ 7.-С. 15, 16.

63. Трахтман, A.M. Введение в обобщенную спектральную теорию сигналов Текст. / A.M. Трахтман. М.: Сов. радио, 1972. - 358 с.

64. Цыпкин, Я.З. Основы информационной теории идентификации Текст. / Я.З. Цыпкин. М.: Наука, 1984. - 320 с.

65. Эйюсофф, П. Основы идентификации систем управления Текст. / П. Эйкхофф. М.: Мир, 1975. - 684 с.

66. Мелентъев, B.C. Анализ методов измерения параметров электрических цепей по мгновенным значениям переходного процесса в цепи Текст. / B.C. Мелентьев // Известия вузов. Электромеханика. Новочеркасск: ЮРГТУ. - 2005. - №1. - С. 19-22.

67. Батищев, В.И. Измерительно-моделирующий подход к определению интегральных характеристик периодических сигналов Текст. / В.И. Батищев,

68. B.C. Мелентьев //Известия вузов. Электромеханика. 2003. - №6. - С. 36—39.

69. Информационно-измерительная техника и технологии Текст. / В.И. Калашников, C.B. Нефедов, А.Б. Путилин и др.; Под ред. Г. Раннева. М.: Высш. шк., 2002. - 454 с.

70. Батищев, В.И. Аппроксимационные методы и технологии для построения информационно-измерительных систем промышленного контроля, испытаний и диагностики Текст.: Дис. . д-ра тех. наук / В.И. Батищев; Са-мар. гос. техн. ун-т. Самара, 2003. - 326 с.

71. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров Текст. / Г.Корн, Т. Корн. М.: Наука, 1984. - 832 с.

72. Бронштейн, И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов Текст. / И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев. М.: Наука, 1986. -608 с.

73. Мелентъев, B.C. Методы определения параметров переходных процессов в электрических цепях Текст. / B.C. Мелентьев // Вестник Самар. гос. техн. ун-та. Сер. Физико-математические науки. 2004. - № 30. - С. 190-194.

74. Бахтиаров, Г.Д. Аналого-цифровые преобразователи Текст. / Г.Д. Бахтияров, В.В. Малинин, В.П. Школин. М.: Сов. радио, 1980. - 280 с.

75. Гитис, Э.И Преобразователи информации для электронных вычислительных устройств Текст. / Э.И. Гитис. М.: Энергия, 1975. - 448 с.

76. Цапенко, М.П. Измерительные информационные системы: Структуры и алгоритмы, системотехническое проектирование Текст. / М.П. Цапенко. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 440 с.

77. Мелентъев, B.C. Определение параметров электрических цепей по переходным характеристикам в измерительной цепи Текст. /B.C. Мелентьев

78. Математическое моделирование и краевые задачи: Тр. Всерос. науч. конф конф. Самара: СамГТУ, 2004. - Ч. 2: Моделирование и оптимизация динамических систем и систем с распределенными параметрами. - С. 158-160.

79. Мелентьев, B.C. Методы и средства измерения параметров емкостных дифференциальных датчиков Текст. / B.C. Мелентьев // Датчики и системы. 2005. - № 5 (72). - С. 36-38.

80. Мелентьев, B.C. Определение параметров емкостных дифференциальных датчиков по мгновенным значениям переходных процессов Текст. / B.C. Мелентьев // Вестник Самар. гос. техн. ун-та. Сер. Технические науки, -2005.-№33.-С. 239-244.

81. Мелентьев, B.C. Определение параметров электрических цепей по отдельным мгновенным значениям нескольких переходных процессов Текст. / B.C. Мелентьев // Вестник Самар. гос. техн. ун-та. Сер. Технические науки. 2004. - № 24. - С. 174-178.

82. Мелентьев, B.C. Методы оценки погрешности измерения параметров электрических цепей Текст. /B.C. Мелентьев, A.B. Цапаев // Вестник Самар. гос. техн. ун-та. Сер. Технические науки: Научный журнал. Самара, Сам-ГТУ, 2007. - №1(19). - С.90-95.

83. Гольдберг, О.Д. Испытания электрических машин Текст. / О.Д. Гольдберг. М.: Высш. школа, 1990. - 255 с.

84. Каганович, Е.А. Испытание трансформаторов малой и средней мощности на напряжение до 35 кВ включительно Текст. / Е.А. Каганович. -М.: Энергия, 1969. 296 с.

85. A.c. №898332 СССР, МКИ3 G 01 R 17/00. Способ измерения сопротивления резистора Текст. / Ю.Ф. Чубаров, B.C. Мелентьев (СССР). -№2632395/18-21; заявл. 26.06.78; опубл. 15.01.82, Бюл. №2.

86. A.c. №847225 СССР, МКИ3 G 01 R 27/00. Устройство для измерения сопротивления Текст. / Ю.Ф. Чубаров, В.Ю. Гурьев, B.C. Мелентьев (СССР). №2783588/18-21; заявл. 28.06.79; опубл. 15.07.81, Бюл. №26.

87. A.c. №1649468 СССР, МКИ3 G 01 R 27/00. Устройство для измерения сопротивления Текст. / K.JL Куликовский, B.C. Мелентьев, Н.В. Теряева (СССР). №4498406/21; заявл. 24.10.88; опубл. 15.05.91, Бюл. №18.

88. A.c. №1812522 СССР, МКИ3 G 01 R 27/00. Устройство для измерения сопротивления Текст. / K.JI. Куликовский, B.C. Мелентьев и др. (СССР).- №2783588/21; заявл. 01.06.90; опубл. 30.04.93, Бюл. №16.

89. Гутников, В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах Текст. / B.C. Гутников. Л.: Энергоатомиздат, 1988. - 304 с.

90. Семейко, В.И. Положение на капиталистическом рынке трансформаторов в 80-е годы Текст. / В.И. Семейко, Ф.М. Рогозина, Н.Е. Смольская // Электротехническая промышленность. 1988. — Вып. 26. — С. 1 - 40.

91. Порудомский, В.В. Трансформаторное и реакторное оборудование Текст. / В.В. Порудомский // ВИНИТИ. Сер. Электромашины и трансформаторы. 1984. - Т.6.

92. Жежеленко, И.В. Качество электроэнергии на промышленных предприятиях Текст. / И.В. Жежеленко, М.Л. Рабинович, В.М. Божко. Киев: Техника, 1981. - 218 с.

93. Нейман, JI.P. Теоретические основы электротехники Текст. / Л.Р. Нейман, К.С. Демирчян. — Л.: Энергия, 1975. — Т. 1. 426 с.

94. Каганович, Е.А. Испытание трансформаторов до 6300 кВА и напряжением до 35 кВ Текст. / Е.А. Каганович, И.М. Райхлин. М.: Энергия, 1980.-348 с.

95. Теоретические основы электротехники Текст. / К.С. Демирчян, Л.Р. Нейман, Н.В. Коровкин, В.Л. Чечурин. СПб: Питер, 2006. - Т.2. - 576 с.

96. Основы теории цепей Текст. / Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин и др. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 456 с.

97. Куликовский, К.Л. Методы и средства измерений Текст. / К.Л. Куликовский, В .Я. Купер. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 288 с.

98. Гитис, Э.И. Аналого-цифровые преобразователи Текст. / Э.И. Ги-тис, Е.А. Пискулов. М.: Энергоатомиздат, 1981. -360 с.

99. Результаты анализа влияния погрешности квантования на результирующую погрешность раздельного измерения параметров двухполюсных электрических цепей

100. Рисунок А. 1 Зависимость Зл от Аг/г и Я х / при / г =0,1 и «=12 для второго методал

101. Рисунок А.2 Зависимость дц от Ы(т и Ях /Я0 при /1 / г =0,5 и «=12 для второго метода4,% А

102. Рисунок А.З Зависимость 81 от Дг/т и Ях / 7?0при tl / г =0,1 и «=12 для второго методаи % А

103. Рисунок А.4 Зависимость бь от Аг/г и Лх / Л, при /1 / т =0,5 и «=12 для второго метода

104. Результаты анализа влияния погрешности квантования на результирующую погрешность определения постоянной времени измерительной цепи в ИИС

105. На рисунках БЛ Б.З приведены графики зависимости относительных погрешностей 6Т от отношений Д//т и (Ях + гЗ)/Яу при разрядности АЦП12 и различных отношениях /,/г в соответствии с (4.56) для второго метода раздельного определения параметров ДЭЦ в ИИС.

106. Рисунок Б. 1 Зависимость 5Т от Д//г и (Ях + гЗ)/ Я для и=12 и / г = 0,1 при реализации второго метода измерения параметров ДЭЦ

107. Рисунок Б.2 Зависимость Зт от Дг/т и (Ях + гЗ)/Л2 для «=12 и ^ / г = 0,5 при реализации второго метода измерения параметров ДЭЦ1. О ш г»® £1. С- 00о" ^ IVо «> £3 Т' $ ° (Ях+гЗ)/^ ° & °

108. Рисунок Б.З Зависимость Зт от Д//т и (/? г + гЗ)/ для /7=12 и /, 1т = 0,001 при реализации второго метода измерения параметров ДЭЦ

109. Определение эквивалентного времени при использовании форсирования тока в измерительной цепи реакторов без магнитопровода

110. На рисунках В.1, В.2 приведены графики зависимости tэ{т\) при больших значениях постоянной времени и различных значениях сопротивлений ЯьЯ2иДЗв соответствии с (4.60).

111. Рисунок В.1 Зависимость эквивалентного времени установления от постоянной времени цепи при больших тх для Я,=50 Ом; Я2=5 Ом; Я3=2 Ом; Кь= 1 Ом; 1с

112. Рисунок В.2 Зависимость эквивалентного времени установления от постоянной времени цепи при больших т. для Д,=25 Ом; Я2=5 Ом; Я3=2 Ом; ^¿=1 Ом; ^,=0,1 с

113. Коэффициенты приведения сопротивления обмотки ктемпературе 75°С

114. Значения коэффициента к = —-для температур 0 75 °С приведеныв таблице Г. 1