автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Импульсная система телеконтроля электронасосных установок по силовой электрической сети

Г и 0

/ | 1м)1 («/ 'о-'

дклдс,ет укрлкки

ЕНСГЛТУТ ЭЛ£КТР0ЛТЖ.С2<К

;:а прав&< рукописи

ос,%\ч /¿екс/л-к? мкдплсзет

ятльаил СйСТВ/Л 7£Ш'.0!ПгСШЯ ЭЛЕКТРОНЛСОСИЛ',

установок по стиозой аш<тгачЕсксЯ сети

Слепиальнссть 05.14.сг - электрические станции (электрическая часть), сети, электроэнергетические! ст'сгсш и управление гаш

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации-на соискание ученой степени глялицата тохшчеаих наук

Киев - ШЗ

Работа выполнена е Институте электродинамики Академии на/к Украины

Научный руководитель: кандидат технических наук, старики научный сотрудник

О.М. КОСТЮК

Офицкаиьше оппоненты: доктор технических наук, стараий научный сотрудник Г.Л. БАРАНОВ"

кандидат технических наук, доцент

В.е. СКРЫЛь

Ведущая организация: Киевский институт проблем моделирования в энергетике АН Украины

•Зааэтта диссертации состоится ЯнъМ? 1034 г.,. в час. на заседании спевдаигаироваиного совета Д 016.30.04 при Институте электродинамика АН Украины (252680, Киев-57. проспект Побьды,'56)

С диссертацией иозыао оанакшиться в библиотеке. Института электродлла\о;к>! АН Украины

Автореферат разослан " С " 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета

' доктор технических наук Г.М. ФЕДОРЕНКО

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Совергекствовачне системы управления народным хозяйством, его отраслями и та производственными процессам:: - одна из актуальная проблем в ускорении научно-технического прогресса. Широкое освоение передовых технологий, автоматизация ; механизация объектов электроэнергетического хозяйств 1 требуют постоянного развития я совершенствования систем управления и автоматик!:. Во мгагта случаях модернизация суцесггладк систем п? позволяет с успехом реоать технические и экономические зада"" поставленииз прзмгалешюстью. Поэтому 'подпой реализации а-Х-¡кнкэ-згаясютеамх параметров новых каглш и ыехан;;змоз требуются системы управления и автоматики с параметрами значительно прэвк-игастай! суцестзующге.

3 полной мере зто откосится и к автоматизации ответственных злектропотреОителей нефтегазодобывающих месторождений. Характерная для этих районов .удаленность знвргообъектов друг от друга, трудность доступа з ряде случаев к элегегрэпогрс-бнтелс'м, например погр'/хнне электропасоспые установки для добычи нефти, требует разработка высокозйектквних, зганошгпшх и.падекных систем телеконтроля и управлепил.

5 процессе - эксплуатации погружных гле:::р„ сссхякд: установок, особенно при вциодв сквззяш на режим, юзшпсает задача непрерывного контроля целого рпда технологических параметров. давление на прхемо насоса, температура обмоток погруягаго электродвигателя, уровни вибрации и др., причеи использование для передачи информации специально ваделешг« каналов связи не представляется возможный. Организация передачи информации по елловой электрической сети с помостью имяульегих сигналов, гсчергируемых о определенными фазовыми у/ламк по отношению к одной, либо нескольким полуволна.',/ питающего напряжения, позволяет существенно повысить быстродействие систем, увеличить информационную сытость и снизить потребляемую мощность. Вследствие этого исследования условий передачи импульсных сигналов по силовой здоктркчесютй сети,разработка уст-

ройств генерирования и приема импульсных сигнале- является одной кз актуальна задач в поаьчпении надежности работы объектов электроэнергетических систем . Рвение поставленных задач расширит возможности использования силовой электрической сети в гжествэ высокоэфйектй&гаго канала телемеханики.

диссертационная работа выполнялась в соответствии с планом на-,чг^!х ¡.сследований по геые "Интервал" ( М ГР 0.86.0087250, постановление Призвдкума АН УССР от 23.12.85 г. N 474 ) , а такке по теме "Крук-П" (репейке Ученого совета Института электродинамики АН Украины от 27.12.90 г. N17).

Дель работы - паз; 'Лотка и исследование методов передачи информации по электрической сети гдя управления ответственными электропотребк..элями на базе создания импульсных систем телеконтроля, от-пчающихся высоким быстродействием и большой информационной емкостью.

Основными задачами,- решаемыми в работе, являются:

1. Дальлейпг э развитие способов повышения быстродействия и информационное емкес?и систем телемехалики.

2. Исследование прохождения истульспьк сигналов по силовой электрической сети напр :кекием до 10 кВ.

3. Англии и разработка высокоэффективных устройств генерирования импульсных сигналов в силовой электрической сети.

4. Повышение помехоустойчивости приема импульсных информационных сигналов.

б. Практическая реализация и внедрение систем .телеконтроля релимных параметров погружных электронасосы« установок.

Методы исследования. При решении поставленных в диссертационной работе задач использовались метода теории функций дискретного аргумента, математического анализа, теоретически основ электротехники и др.

Автор запоздает следующие положения, выносимые на защиту':

1. Обоснование возможности использования импульсных сигналов длительностью 100+300 мкс, при передаче информации по силовой электрической сети. Указывается с .¡асть применимости таких систем.

2. Алгоритм и расчетные формулы, позволяющие на основании полиномов Чебьшева учитывать при передаче импульсных сигналов линию электропередачи в веде цепочечной схемы.

- б -

3. Предложенные и исследованные принципиально новые схема генераторов импульсных сигналов, методику выбора параметров основных олемэнтов передающих и приемных устройств системы телеконтрся. А. Структурные и схемотехнические решения приемных устройств с использованием амплитудных к фазовых признаков ригналз. 5. Устройства для передачи и приема информ?.\даи о рехимиьк параметрах ответственных здектропотребктелей.

■ 6. Реализованную впервые з отечественной практике систем телеконтроля электронасосньг.< установок с импульсной формой передав ае-. шх сигналов, формируемых с определенными фазовыми угчами по отношению к полуволнам питающего напряжения..

Научная новизна работы зазслшается в следук. ^ем:

- обоснован способ построения систем телемеханики с использовании; при передачи информации по силовой электричесюЛ с. г и импульсных сигналов длительностью 100*100 мке, генерируем с определенными фазовыми углами по отношению к полуволнам птаэдего напряжения. Определена область применимости таких систем;

- на основании полпкемов Чебышева предложена методика расчета прохождения сиг-налов, позволякщая'учитывать при передаче импульсных сигналов тока и напряжения линии электропередача в виде

. цепочечной схемы;

- предложены и ксследов?"ц принципиально копыз схемы генер . торов импульсных сигналов с использованием управляемых ЬС-ионту-ров, управляемых вентадзй, а такие силовых транзисторных ключей, позволкющко относительно просто и эффективно создавать в енловей электрической сети амплятудно-модулированные импульсные сигналы;

- разработана мегодгсеа выбора параметр в осное;.их элементов передающих и приемных устройств импульсной системы телеконтроля;

- предложены структуры приемных устройств с использованием фаговых и аыилитуд^ых признаков сигнала, отличающиеся повышенной помехоустойчивостью приема телемеханической информации;

- предложены устройства для передачи и приема информации о режимных параметрах погрукных нефтенасосных злектроустаново: .

Практическая ценность. Разработанные и исследование принципы построения импульсных систем телеконгроли могут быть использованы при создании различных высокоэффективных систем управления и диагностики электроэнергетических объектов с передачей информации

но силовой электричесгай сет::. В частности основные принципы используются в системе телеконтродя рехимнье* параметров пегружвнх электронгсосньк установок для добычи нефти.

Реадигац'/я результатов работы. Разработанные систеш теле-глнтроля ре;;::й!"ьк параметров погрумих электронасоскщ установок натай применение на ряде нефтепромыслов Башкортостана ц Западней Сибири. Одна посдедшзс модификаций принята МВК и рекомендована к ^ерцпнему производству на Альметьевском вавод« "Радиоприбор" (Татарстан). О 1931 голу било выяуцеио 134. ксйгенасосныо установки, оснаденнке разработанной системой. Змномическ;ш эффект в 3989 году на 8 комплектов систем состазчл 273,2 тис. рублей.

Апрс5а-1/1Я работ... содержание отдельных разделов л диссертации в цело." было долохеш:

на семгларе Киевского РДНТП "Инфсрматваные сети энергосистем", г. Киев, 1084 г.; на Республнканско;": научаэ-техничеиий кон&ерьнцпи молодых ученых и специалистов "ат:ектромехан;таесгаз ирг .бразователн энергии", г. Киев, 188-1 г.; на Всесоюзном се-ьмна-ре "Опыт прк.'."?ныж средств технической диагностики и контроля с а состоянием электроэнергетического оборудования", г. Ивачсво, 1985 г.; на семинарах "Методы и средства автоматики и релейной сациты энергосистем", г. Клев, 1Б63,1085,1088 гг.

Публикации. Основное содержанке диссертации наложено в 11 печатных рсСотах, 6 авт. свид. СССР на изобретение и 2 научно-тех-' шпескнх отчета;-:.

■ Структур? и объем работы. Диссертационная работа состоит ив введения, четырех глаз, васлзоченкя и приложений, содержит ' 116 странщ иакиагаисного текста, 34 рисунка, ыкшает список литературы , состоящий ко 114 наименований. В приложении представлены материалы по зиедрениа.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТа Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы задачи и цели раэработга! и исследования импульсной системы телеконтроля здеотронапосных установок с передачей информации по силовой электрической сети, приводятся обяше результаты диссертационной работы.

Первая глава посвящена исследованию обзвк вопросов передав!

\

информации го силовым электрическим сетям различных классов напряжений. Рассмотрены особенности выполнения каналов высокочастотной связи по воздушным . линиям» • являюдася неотъемлемой частью систем диспетчерского и технологического управления работой энергосистем, Для организации таких каналов на передающей и пр;. мной сторонах необходимы специальные устройства присоединения, подключающие аппаратуру уплотнения' к проводем вцеоковольтних линий. Ди-ичгпон рабочих частот, з зависимости от предназначения канатов связи, выбирается в пределах от десятков до сотен ¡'Гц. Отмечается епкг;^ лчность условий распространен ".я информационных сигналов по кногояроподныи неоднородна! лшия« с большими уровням1 помех, вызванными наличием на проводах высокого напряжения п.юмыялеплой частоты. Для разветвленных сетей из-за частого изменения 1-х структуры, а так же сильного затухания информационных сигналов при проховденил через силовые трансформаторы, высокочастотная связь находит ограниченное применение. ■ Приводятся характеристики и уровни нок:ех в электрических сетях различного глосса, нзнряке-ШГ.1.

В настоящее время б самостоятельное техническое направление выделился метод передачи информации по силовым электрическим сетям с использованием несущих частот тонального диапазона частот 100*3000 Гц. При зтем частотный сигнал в силовой электрической сети начет формироваться двумя способам: екгашым *! пассивным. При активном способо формирования сигнала ^пецгкиьный генератор через устройство присоединения подключается к электрической сети и создает б ней ссютавлпщум напряжения Т1 • У; "?й ч?з?отн. При пассивном способе к сети ¡¡«посредственно подютчаегся. генератор, способный с. достаточно гесокэй частотой пагрукать к разгружать сеть ик'^р:.'ШлПокп!ДП! сигналами. В глчесгве таких устройств ногут пршенятасп гонератогк ударного повйухлетя, ряд окен о кошьг-»-салиск управляемых ье-контуров к др. дгя селога.пм частотных сигналов целесообразно применять следясдо фильтрн, с. так г.э устройства с использованием корреляцгашшх изтодов прш'з столов с относительной их разовой 1:атп1уляцяо|1. Поолсднг.о позволггот сущест-ьеинэ снизить клппш-е Сдаси.'х колебаний вдоль тракта передачи, <ч такпэ пугов и пр. При этом о5еспечг?в=тся пике« екгкааоп, и»т.тих по пчяппуле чей патп.

На основании отечественных и зарубежных литературных источников проведен обзор и анллиэ тенденций развития различных скс-ïet.; телеконтроля и упрэзленкя. Автором сделал вывод о перспективности использования импульсных систем телемеханики вследствие их высокой эффективности, простоте- выполнения геиер;;рухта; устройств и слабому затуханию сигналов вдоль всего тракта передачи.

Во второй главе исследуются вопросы передачи импульсных сигналов по силовой электрической сети. На простых примерах рассматривается возможность использования силовой электрической сети как какала связи при перс-дач« импульсных сигналов продолжительностью 100+X.j с целью создании систем телемеханики с высоким быстродействием и болькол информационной емкостью. Анализируется влияние характера нагрузки и протяженности линии олетропередачи на прохождение импульсных сигналов напряженка и тока. Рассматривается случаи представления линии в виде цепочечной схемы и цепи с распределенными параметрами.

Передача ; '^ермаши по ou .вой электрической сети может осуществляться как от источника питания сети к нагрузке, так и в обратном ■ направлении, т.е. от нагрузки к источнику. В первом случае импульсные сигналы на приемкой стороне будут сделаться уз напряжения на нагрузке, а во втором случае селекцию импульсных сигналов целесообразно осуществлять по току. Пр>; атом мощность питающего трансформатора силовой электрической сети в' меньшей степени оказывает олшние на условия приема сигналов тока чем напряжения. Закономерность такова, что чем больше мощность питающего трансформатора, тем меньше на приемной стороне сетная по напряжению. В пределе, при бесконечно больной мощности питающего трансформатора, импульсные сигналы напряжения принципиально не могут быть гшьлекы па приемной стороне. В расчетах рассматривалось прохождение .импульсных сигналов прямоугольной формы, поскольку такие кмлу ль сы имеют большую насыщенность спектральными составляющими в области низких и. высоких частот.

Электрические сети 0,4 кВ обычно состоят из сравнительно тог-отких линий электроперед.-., которые в схемах занесения принято представлять в виде цепей С сосредоточенными параметрами. Задача определения формы и амплитуды напряжения на приемной стороне вводится к расчету переходного процесса в электротеской цОяи

и?:: воздействии импульсного напряжения E(t) на передающей стороне. При этом потребителей, в зависимости от влияния частоты на величину их сопротивления, межно разделить на две группы: потребители, сопротивление которых зависит от частоты (это в большинстве случаев асинхронное двигатели); и потребители, сопротивление которых не зависит от частоты (освещение, нагревательные устройства). Постольку частот, входящие в спектральный состав импульсного сигнала, существенно отличается с? час^ты промышленной сети, то ротор двигателя но отношению к полю, создаваемому импуль спим сигналом, можно считать неподвижным. Это позволяет в схеме замещения асинхронный двигатель представлять индуктивностью, ре-личина которой определяется рехимом к. з. двига .¡ля l,~mZ.n/u, где гд- сопротивление двигателя на промышленной частоте, п - коэффициент. учитывающий заторможенность ротора и ко;ютру1сцко двига.'е-ля; о - круговая частота сети. Таким образом, общее сопротивление нагрузки в схеме•замещения для импульсных сигналов следует представлять в виде параллельно соединенных активного сопротивления и индуктивности, учитывающих осветительную и двигательную нагрузки. Результаты рас--, гэв, выполненные для электрических- сетей 0,-i кВ, показали, что импульсные сигналы претерпевают искажения при высокой степени загрузки сети осветительными и нагревательными устройствами. Так, при долевом •'частии осветительной и нагревател -кой натрусок составляющих 20% от общей, -туда импульсного сигнала уменькается вдвое. В случае, если дачи осветительной и нагревательной нагрузок составляет Б07. - амплитуда уменьшается в

10 раз.

Представление линии электропередачи в виде цепоч чной схемы может быть принято п том случае,.когда Г,Т или П - образные схемы замещения приводят к большим погрешностям в определении Форш

11 амплитуды. ..ередаваешх импульсных сигналов, а представление линии в виде цепи с распределенными параметрами неприемлемо в силу слабого проявления в линии волновых процессов. Нахождение токов и иа-рякений в цепочечных схемах с помощью общих мо-~>дов расчета электрических цепей весьма.непродуктивно, поэ 'ому на основании анализа различных функций для описания цепочечных схем сделан выбор в пользу полиномов Чебыпева второго рода, позволяю-гаи избежать ряд■внчисдительнчх неудобств.

-toils рис. 1 представлена электрическая сеть, в которой передача информации осуществляется с помощью генератора импульсных сигналов E(t). ">т источника егелния к нагрузке, а на рис. 2 схема замещения рассматриваемой сети. Здесь линия электропередачи представлена Г-образккми звеньям типа Т, внутреннее сопротавле-источника питания сети представлено сопротивлением питающего тро сформатора 2х, а нагрузка - сопротивлением Z;;.

Лля однородной цепочечной схемы, элементарное звено которой состоит из продольного сопротивления Zi и поперечного 2<г . справедливо канечно-ра^.ссткое уравнение второго порядка

Un+i~ Un-l" 0, (1)

где Un -напряженно з n-м узле, v-VZi/Z^ . Аргумент п, столщий в ивд,ксе, соотве~ствует количеству звеньев и мокит принимать целочисленные гчачения. Систему решений уравнения (1) образует Фу акции двух независимых переменнь» P/\n(v) и Рвп(т) . Общее решение уравнения (1) представляется лилейной комбинацией

Un"APAn(V)+BPBn(T). (2)

Здесь А и В - постоянные ш-егрирования, определяемые из граничных условий. Лля их определения составляются два граничных условия: нервоз длп п-0, второе для п-1» где 1-обг,ое количество звеньев цепочечной схемы. Длк уела 1 моя®« записать: iv-Is+Ui. где 1« и 1И - токи, протекаггдне черев поперечное сопротивление 7?. и ZH ягч действием узлового напряжения Ui.

Ток, гротекаший через продольное сопротивление оконечного звена.' гырапается как

Il<-(Ui-i-Ui)/Zi-Ui/2ebUi/ZK. (3)

Для случая ¡согда п-0 справедливы уравнения

Il-0Jo-Ul)/Zi И II- E/ro-LVro-Uo/Z7. (4)

Выражения (3) к (4) с учетом формул основных соотношений

Питающий' трансформатор

Сеть

<©г>

Е(£)

(___

Генератор

!

о!

, импульсных I сигналов Нагрузка

Пит агат Л трансформатор

-КЕМ-

VI

Ри^Л. Эдоктричоокая согь с. передачей импульсных сигналов от источника питания к нагрузка.■

I. '

Г"

С ^ 5 « ^

Ряс.З. Схема генератора ямпулызнчх сигналов.

7-г и, ^ !Л VI ^ Ои № т,

——сиз----из——ау-

' %

и

I

Ф

л

0 '41 М) г£\

Гкс.2. Схег.'а замещения электрической сети с Г-образк'.г.пт зеопьлми для расчета 14 .

ь.аз'ду функциям;' Рдп(т) к Реп(т) позволяют составить систему двух линейных алгебраически уравнений, из которых находятся постоянны ; А а В .

После подстановки их значений в уравнение (2) и для случая когда п~1 помаю записать:

и1-Е(гн/Го)1ЯРв1+<2я/^^)РА14-1+(^Щ2Лг+^®/Го- (б)

-"ЩИгПг) (Рл1+(гн/^Г?о)рВ1)з.

функции Рд1 и Рвх представляются, в виде полиномов и поэтому решение уравнения (Б) может Сыть найдено с помощь» второй теоремы Хевисай-да, в соответствии с которой

г

и1(р)-Г1(р)/Г2(р)»Uj.it)- - (Рк))ер<4

к-1

где р^1.2,3... г- корни уравнена Ра(р)-0. Чисто алгебраический уровень описания полученного уравнения значительно сокралдет объем вычислений.

При передаче информации в направлении от нагрузки к источнику питания искомой величиной будет являться ток, протекающий черев питающий' трансформатор необусловленный действием з.д.с. ■ЕСО подключаемой к нагрузке. Методика нахождения искомых величш! слетается прежней. Определяются граничные условия прип-0 и п-1, которые используются для составления системы двух линейных алгебраических уравнений. Затем определяются постоянные интегрирования А и В Подставляя найденные значения А и В в общее решение, выделяют частное решение, учитывающее граничные'условия.

Линии электропередач, в которых при передаче коротких импульсных сигналов проявляются волновые процессы, в схемах замещения должны представляться как цепи с распределенными параметрами. Если длительность передаваемого импульса меньше времени, га которое электромагнитная волна проходит всю длину линии, то импульс в процессе распространения будет воздействовать только на определенный ее участок. При этом по мере движения импульсного сигнала вдоль линии условия на приемной стороне не будут влиять

на его £орму л амплитуду до тех пор, пока он не достигнет расчет-поп точки. В работе для таких случаев показана необходимость учета отражений ;1мпульсн"х сигна-оз, поскольку нагрузка-сети в боль-винстве случаев является несогласованной с линией.

Третья глава посвящена аналитическому исследования устройств генерирования и селекции импульсных сигналов. Анализируется раЗо-та ряда генераторов с использованием управляем ЬС-колтуров. Из-за резонансных явлений. возкиказдх з 1С-контуре при ^сличении силовых тиристоров удается получить высокие уровни сигналов с током потребления генератора, близким к синусоидальной уорме. Одним но таких генераторов макет служить устройство представленное на рис. Э. Генератор схемотехнически прост и, как показано з работ* в ряде случаев мохно обойтись без индуктивности постольку' ее функчии в резонансном контуре обеспечивает индуктивность рассел-питаоцэго трансформатора. Импульсные сигнал» в силовой электрической сети зозбуэдаагся в моменты включения силового тиристора УЗ с заданными углачн управления в течение колататель-

ного полупернода петаюдего напряжения сети 11х. Колебательный процесс ограничивается во времени аакрытием тиристора при переходе тока генератора через нулевое значение. При этом энергия, накопленная- на емкости С, рассеивается на резисторе К и устройство сново готово к формированию последующи сигналов. Таким образом, в течение псяупериода сетевого напряжения можно генерировать до 10 сигналов, обеспечнваюст информационную емкость систем в сотни команд. Добавление встречно-включенного второго тиристора по'зво-ляе: генерировать сигнагш и а отрицательные полуволны напряжения сети. Если схему управления выполнить так, что при запирании одного тиристора включать другой, то мсетю обеспечивать прохождение двух полуроли тока переходного процесса. Работа генератора характеризуется перенапряжениями на конденсаторе С и небольшими мощностями стартових сигналов.- Возникающие перенапряжения на коммутируемом конденсаторе и. следовательно, его рабочее- напряжение в диссертации предложено снижать путем подключения параллельно индуктивности Ь пунтируодего диода УЭ (рис.4). При этом включение силового тиристора 732 в конце отрицательной полуволки напряжения сети будет создавать кратковременный рекам к.з., обеспечивая тем зааьы повькеннуи модность стартового сигнала.

Питавший

трансформатор

<3>

}

/л '•'»

Рио.4. Схема комбинированного генератора.

V« Ж Ж ^

Селектор Декодирую- Блок'

сигналов щий блок индикации

Пркеиюе устройство

Передающее устройство

Генератор Информац. Блок

сигналов прообразов, - " Г....... датчиков

-Е0-

¡'кс.Гч Блок-схема система теткоптролл УЭ1Ш.

Проанализированы восможности использования в качество генераторов информационных сигналов транзисторных ключей, приводяшк п некоторые услсоиях к существенному 'уменьшению габаритов переда-ЕВДХ устройств. . '

Эффективной мерой потгсенкя помехоустойчивости приемных устройств может • служить формирование ограниченной по длительности зоны приема стартовых кмпульссз и создание рс-ж.ма ожидания приема информационных сигналов. гейерирующк устройств, создаюсь сигналы пассивны!.! способом, отмечена характерность амплитуд-но-пмпулъснсй модуляции. На этом основании автором предложены и проанализированы селектора с использованием амплитудных :г фало-¿и:< признаков сиглала, повьтачи?« помехоустойчивость приема.ин-формаш:онш:х сигналов.

В четвертой глазе рассмотрены принципы построен!".!, списание и ai' .«на работы основных блоков импульсной системы тадеконтроля элоетронгсосаых устаиогок. Приведены технические требования, характеристики ¡; результаты опитно-прсчьшопшх испытаний систем кг нефтепромыслах. lia основачк.-! исследований генерирования, селекции и передачи импульсных сигналов по силовой электрической сети автором разработано несколько модификаций систем телетент-ролл, позволяющих вести непрерывный контроль за рядом технологических, параметров погрухпой устаксзкл и в первую очередь таких как, давление пластовой жидкости на приеме насоса, температура обмоток погружного электродвигателя (НЗД) и уровни вибрации установки. Контроль этих параметров необходим при выводе' скватан на реотм и в процессе их дальнейгаеЛ эксплуатации с помось» установок с з.кктроцентрсбогльсш насосами (УЭДИ). Укрупненная блок-схема системы тежекентроля рекимных параметров УЭДН нредставленна на рпс.О. Система монет служить основным источники информации о работе подземного электрооборудования и выполнять функции его ездить» в случае превышения величия контролируемых параметров уставок, регулируемых по каждому из Каналов. Предусмотрена возможность работы с автоматизированными системами управления технологическими процесса1,i! (ЛСУТП).

На основе анализа исполнения различных вариантов генераторов импульсных информационных сигналов применительно к системе теле-котгроля обоснован выбор наиболее приемлемых их схемных ретений.

Дг-а варианта генераторов в виде управляемой ИС- цепочки и силово- ' го тиристора, шд;-:лючаешх на фазное напряжение обмотки погружного электродвигателя, проходили опытно-промышленные испытания з различных модификациях систем. Достоинством разработки являете 1 гальваническая развязка узлов передавшего устройства и корпуса ШЭД, позволяющая проводить испытания погружной электроустановки повышенным напряжением. Диапазон контролируемого гидростатического давления 0+25 1.51а, температуры 0+150°С и уровней вибрации -О»£15 м/с2. Предусмотрена цифровая индикация замеров. Райотоспо~ собность передающего устройства обеспечивается при температурах до + 125°С. Принятый способ передачи информации, методы кодирования и обработал импульсных сигналов позволили добиться минимальных весе-габаритных показателей системы в сравнении с имеющимися отечественными к зарубежными аналогами.

В пр-локенни представлены материалы об испытаниях систем и внедрении их на нефтепромыслах.

ВЫВОДУ

Таким образом, в диссертационной работе решена'задача дальнейшего развития ыетодсв передачи информации по электрической сети для управления ответственными эдектропотребителями на базе создания импульсных систем телеконтроля, , имеюгдих важное народно-хозяйственное значение. Основные выводы , полученные автором.в работе, заключается в следующем:

1. Обоснована . вошожюсть построения систем телемеханики с использованием для передачи информация ко силовой электрической сети импульсных сигналов длительность» 100+300 мко, генерируемых с определенными фазозими углами по отношению к одной, либо нескольким полуволнам пикшцего напряжения.

2. На основании расчетов прохождения импульсных сигналов для наиболее распространена;.« электрических сетей напряжением цо 10 кВ установлено влияние характера нагрузки на форму и амплитуду передаваемых сигналов. Существенные искажения импульсные сигналы претерпевают при высокой степени загрузки сети осветительными и нагревательными устройствам. Коэффициент мощности электродвигательной нагрузки и их конструктивные параметры практически не

влияют на предачу импульсных сигналов.

3. На основе полиномов Чебгстеза предложены расчетные формулы, 'позволятадае учитывать при передаче ккпульсни:: сигналов линию электропередачи электрической сети в виде цепочечной схе;>:ы, составленной из 1-ззеньез. Алгебраический уровень представления расчетных формул с использованием ЭВМ позволяет существенно сократить вычислительные затраты.

4. Предложены и исследовали новые схемою решения генераторов импульсных сигналов с использованием управляемых LC-контуров

и управляемых вентилей, позволяющие при минимуме элементов з£>ф<зк- . тивно создавать в силовой электрической сети кнфор:.!ационше сигналы.

5. Для генераторов, создающих сигналы пассивным способом, отмечена особенность амплитудн-й модуляции информационных сигналов. Зто позволило предложить оригиналыие структуры приемных устройств с использование« фазовых и амплитудных признаков сигнала, обеспечивающих 2-х кратное снижение мощности генераторов.

6. Предложены устройства для передачи и приема информации о режимных параметрах погружных электрокасоснкх установок, обоспе-чиваюкке высокую надемюсть работы системы в различных условиях эксплуатации подземного и наземного оборудования нефтенасосннх установок. Наработка систем в 3+5 раз превысила средний межремонтный период УоЦН.

7. Предложена методика оптимального выбора параметров основных элементов передаю®« и приемных устройств таких систем.

8. Проведены всесторонние испытания систем на нефтепромыс-.. лах Башкортостана и Западной Сибири, подтвердившие правильность теоретических положений, заложенных в основу разработки.,

9. Несколько модификаций систем телеконтроля награждены на БДНХ СССР бронзовой (1985 г.) и серебряной (1Q87 г.) медалями. Разработка удостоена почетной Грамоты Всемирной выставки достижений молодых изобретателей "Болгария-85" (г.Пловдив, 1985 г.).

По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ, в том числе б в соавторстве. Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Оснач A.M. Импульсная система телеуправления.по силовой элетрической сети // Автоматизация и релейная защита энергосис-

- 18 -

тем. - Киев: Наук, думка, 1631. - С. 133-"43.

2. Оснач A.M. Аналлг работы передающего 'устройства кмпуль-спгай системы телеуправления по силовой- распределительной сети / ' Техническая элетродкнаыика. - 1982. - К 1.' -С. 23-83.

3. Оскач A.tÁ. Передача импульсных сигналов тока' в системе телеуправления по силовой сети //Техн. электродинамика. - 1G83. - ÍÍ4. - С. 82-87.

'4. Оснач A.M., Гаврилка И.О. Об одном способе повышения. помехоустойчивости шпудьснсй системы телеуправления // Автоматизация и релейная запета в энергосистемах. - Киев: Каук. думка, 1084, - С. 145-150.

5. Оснач A.M., Юш,екко Л.А. Ограничение яероналрпкешз: в LC-геператоре .импульсных информационных сигналов // Автоматизация и релейная'задшта в энергосистемах. ~ Киев: Паук, думка,.1036, -С. 83-',31. '

6. Оснач A.M. Импульсная система телеконтроля теплового ро- -кима погружай электродвигателей // Опыт применения технической диагностики к контроля за состоянием электроэнергетического оборудования: Тез. дом. Всесояз. сов. (Иваново 1086); Иваново, 1986.- С. 73-74:

7. Оснач A.M. Расчет передачи импульсных сигналов по силовой электрической сети с использованием полиномов ЧеОыаева // Автоматизация к релейная защита в .энергосистемах. - Киев: Наук, дума, 1087, - С. 43-49.

0. Оснач A.M. Генератор импульсных сигналов систем теле-«онтроля реяшых параметров погружных нефтенасоскых устааосо:« //Элегп'ромехг'лнческне и полупроводниковое преобразователя электроэнергии." - Киев: Институт электродинамики Ail Упраиш, 199". -С. 117-122.

9.А.с. H Q76405 СССР, »ДМ4 G 03 С 19/28. Устройство для передачи и приема сигналов по линиям электропередач /A.M. Оснач.-Опубл. 23.11.82. Бал. №3.

' 10. A.c. H 1101Б40 СССР, МКИ4 Е 21 В 47/00. Скважкная система контроля температуры погружных электродвигателей /Осг.ач A.M. Гаврилко Н.Ф., Пилюгин В.Б., Скринсглн O.G., - Опубл. 07.07.84, Бш. N25.

11. A.c. N1129540 СССР, !,!КК4 G 03 С 19/28. Устройство перода-

-

ад и приема сигналов по лютням■электропередач /A.M. Оснач, B.S. Пплзогин. - СпуОл.15.12.84, Бая. ¡J 40.

12. A.c. 1272791 СССР, МКИ4 2 21 В 47/12, F 04 D 1С'18. Система контроля рехкмшх параметров погру:шых электродвигателей нефтенасосшж установок /О.Ы. Косгюк, A.M. . Оснач. - Опубл. 23.11.S6, Бал. N 23

13. A.c. N 1374267 СССР. G 03 С 19/28. Устройство для передачи и приема сигналов по силовой электрической сети /A.M. Оспач - Опубл.' 15.02. 88, Вол. N'5.

14. A.c. 1593450 СССР, ГЖ4 G 03 С 13/28. Система приема и передачи информации о параметрах электродвигателя /л. 1.1. Оснач -Опубл. 15.03.00, Вол. N34.

Личный вклад. В работах, иалисанякх в соавторстве, соискателю принадлежат: в [43 способ повышения помехоустойчивости; п [Б] 'призщил ограничения перенапряжений; в [10-12] принцип работы и структура устройств.

Соискатель A.M. Оснач

Подписано к печати 2.6.XI. 1993г. Формат 60x84/16

Бумага офсетная Усл.- печ.лист. 1.0 Уч.-иэд.лист 1,0

Тирах юо, Заказ 971.. Бесплатно

ФОЛ Института электродинамики АН Украины 252680, Киев-57, проспект Победы, 56.