Методы и устройства контроля сопротивления изоляции и емкости для систем управления электроэнергетическими объектами

Соломенцев, Кирилл Юрьевич

Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Методы и устройства контроля сопротивления изоляции и емкости для систем управления электроэнергетическими объектами

кандидата технических наук: Соломенцев, Кирилл Юрьевич
город: Новочеркасск
год: 2009
специальность ВАК РФ: 05.13.05

Диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению на тему «Методы и устройства контроля сопротивления изоляции и емкости для систем управления электроэнергетическими объектами»

Автореферат диссертации по теме "Методы и устройства контроля сопротивления изоляции и емкости для систем управления электроэнергетическими объектами"

На правах рукописи 'Да/П.

Соломенцев Кирилл Юрьевич

МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ И ЕМКОСТИ ДЛЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ

Специальность: 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной

техники и систем управления

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□□3459861

Новочеркасск 2009

003459861

Работа выполнена на кафедре «Автоматика и телемеханика» ГОУ ВПО «ЮжноРоссийский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Лачин Вячеслав Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Засыпкин Александр Сергеевич

кандидат технических наук, Юренко Константин Иванович

Ведущая организация: Технологический институт Южного

федерального университета в г. Таганроге

\Z~Zo

Защита состоится « с О» сре-ёрс/лз 2009 г. в_ч. на заседании диссертационного Совета Д212.314.02 при ГОУ ВПО «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» в аудитории № 107 главного корпуса по адресу: 346428, г. Новочеркасск Ростовской обл., ул. Просвещения, 132.

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)». С текстом автореферата можно ознакомиться на сайге ЮРГТУ (НПИ) www.npi-tu.ru.

Автореферат разослан « » 2009 г.

Ученый секретарь совета, профессор, к.т.н. /¿¡/(/(С^ Иванченко А.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Надежная и бесперебойная работа является одшш из важных параметров электроэнергетических объектов (ЭЭО). К таким объектам относятся аккумуляторные батареи, электрохимические генераторы, солнечные батареи, электролизные серии в цветной металлургии, обмотки размагничивания кораблей, разветвленные электрические сети постоянного тока, переменного тока, или двойного рода тока на судах, в шахтах, подвижном электротранспорте.

Важным параметром ЭЭО, с точки зрения обеспечения надежной и бесперебойной работы перечисленных систем и объектов, является сопротивление изоляции ЭЭО. От сопротивления изоляции в наибольшей мере зависит пожаро- и электробезопасность. Поэтому при эксплуатации ЭЭО необходим непрерывный контроль сопротивления изоляции, эта функция возложена на систему управления и контроля ЭЭО. Кроме этого, необходимо контролировать емкость ЭЭО относительно земли, так как от величины емкости также зависит электробезопасность.

Одним из основных узлов систем управления ЭЭО является устройство контроля эквивалентных сопротивления изоляции и емкости (УКЭСИЕ). Как правило, сигнал от УКЭСИЕ поступает в систему управления ЭЭО, которая реагирует в случае снижения сопротивления изоляции - осуществляет защитное отключение или изменяет режим работы ЭЭО, выдает сообщение оператору или в вышестоящую систему управления и контроля.

Для многоэлементных электроэнергетических объектов управление, как правило, является логическим и состоит в отключении, к примеру, участков сети с погашенным сопротивлением изоляции, неисправных аккумуляторов, а для электролизеров, обмоток размагничивания и т.п. управление заключается в определении неисправного участка и проведении технических работ, направленных на уменьшение значения проводимости изоляции.

Одним из основных требований при измерении и контроле сопротивления изоляции ЭЭО является быстродействие, так как только в этом случае обеспечивается бесперебойная работа и защита обслуживающего персонала. Большие емкости ЭЭО существенно затрудняют построение быстродействующих УКЭСИЕ.

Устройства непрерывного контроля сопротивления изоляции должны работать при наличии рабочего напряжения на контролируемом ЭЭО, и предназначены для работы в составе системы управления ЭЭО, этим они отличаются от простых мегомметров. Несмотря на большое количество и многообразие способов непрерывного контроля сопротивления изоляции и устройств, их реализующих, до настоящего времени во многих электроэнергетических системах отсутствует автоматический контроль сопротивления изоляции и емкости. Это вызвано тем, что нет универсальных устройств, работающих в автоматическом режиме, и отвечающих требованиям быстродействия, точности, и возможности работы с ЭЭО различного рода тока. Поэтому задача разработки методов ускоренного измерения и контроля эквивалентного сопротивления изоляции и емкости и быстродействующих устройств, их реализующих, является важной и актуальной.

Работа проводились в соответствии с ОКР «Создание системы контроля состояния изоляции в системах электроснабжения специальных объектов», выполняемой в соответствии с постановлением Правительства РФ № 876-48 от 30.12.2004 г. Исследования велись в соответствии с научным направлением Южно-Российского государственного технического университета (НПИ) «Теория и принципы построения информационно-измерительных систем и систем управления».

Цель работы Разработка методов и устройств контроля и измерения эквивалентных значений сопротивления изоляции и емкости ЭЭО любого рода тока, обеспечивающих повышенное быстродействие, предназначенных для работы в составе систем управления ЭЭО и обеспечивающих бесперебойную и надежную работу ЭЭО.

Для достижения цели в диссертационной работе решались следующие задачи:

- Разработать методы определения эквивалентных значений сопротивления изоляции и емкости ЭЭО, позволяющие контролировать сопротивление изоляции и емкость ЭЭО любого рода тока с допустимой погрешностью и повысить быстродействие УКЭСИЕ.

- Провести теоретический анализ предложенных методов с точки зрения анализа методической погрешности.

- Разработать новые принципы построения УКЭСИЕ, предназначенных для работы в составе систем управления ЭЭО, позволяющие производить непрерывный контроль сопротивления изоляции и емкости с допустимой погрешностью в условиях меняющихся параметров ЭЭО в широких пределах и, провести анализ устойчивости УКЭСИЕ в этих условиях.

- Реализовать предложенные методы в конкретных устройствах.

Методы исследований: методы теории электрических цепей, теории автоматического управления, математического моделирования с использованием пакетов прикладных программ Micro-Cap, MathCAD, MATLAB+Simulink.

Научная новизна работы.

1. Разработаны новые методы измерения и контроля эквивалентных значений сопротивления изоляции и емкости ЭЭО любого рода тока, позволяющие повысить быстродействие УКЭСИЕ и осуществлять контроль с допустимой погрешностью.

2. Предложен метод определения производной усредненной составляющей функции на отрезке в условиях синусоидальной помехи.

3. Разработан метод измерения эквивалентного сопротивления изоляции ЭЭО постоянного тока, использующий ускоренный заряд емкостей ЭЭО относительно земли.

4. Предложена новая структура УКЭСИЕ в виде системы автоматического регулирования (САР), которая позволяет уменьшить время переходных процессов, и предложена методика проектирования, позволяющая обеспечить устойчивость САР при изменении параметров ЭЭО в широких пределах.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов подтверждаются корректностью допущений, принимаемых при математическом моделировании и при разработке устройств, использованием метрологически аттестованного оборудования при проведении испытаний разработанных устройств, сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Практическая ценность

Разработанные методы измерения сопротивления изоляции и емкости ЭЭО, новая структура УКЭСИЕ, методика проектирования и выбора параметров УКЭСИЕ позволяют создавать УКЭСИЕ с требуемыми быстродействием и точностью, предназначенные для ЭЭО любого рода тока.

Разработаны инженерные методики параметрического синтеза САР, позволяющие создавать УКЭСИЕ, работоспособные при изменении эквивалентных значений сопротивления изоляции и емкости ЭЭО в широких пределах.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы реализованы:

- При выполнении ОКР «Создание системы контроля состояния изоляции в системах электроснабжения специальных объектов», выполняемой в соответствии с постановлением Правительства РФ № 876-48 от 30.12.2004 г. Разработан, изготовлен и прошел межведомственные испытания цифровой мегомметр ЦМ1628, в котором реализованы результаты диссертационной работы. Данный прибор включен в Государственный реестр средств измерения под № 37272-08.

- В учебном процессе Военно-морского инженерного института, г. Санкт-Петербург - Пушкин.

- При выполнении госбюджетной работы в соответствии с научным направлением Южно-Российского государственного технического университета (НПИ) «Теория и прин-

ципы построения информационно-измерительных систем и систем управления» (утверждено решением ученого совета университета от 25.01.03 г.).

Основные положения, выносимые на защиту.

- Универсальный метод определения эквивалентных значений сопротивления изоляции и емкости ЭЭО любого рода тока, основанный на экстраполяции экспоненциальной функции по двум значениям функции и двум значениям производной функции по времени.

- Метод определения производной усредненной составляющей функции на отрезке в условиях синусоидальной помехи.

- Метод определения эквивалентных значений сопротивления изоляции и емкости относительно земли ЭЭО постоянного тока, использующий экстраполяцию экспоненциальной функции по трем значениям функции.

- Метод определения эквивалентного сопротивления изоляции ЭЭО постоянного тока, использующий ускоренный заряд емкостей ЭЭО относительно земли.

- Методики инженерного расчета, структурные схемы и схемотехнические решения УКЭСИЕ.

Апробация работы.

Основные результаты, полученные в работе, были доложены, обсуждены и одобрены на: конференции Севастопольского филиала Республиканского Дома экономической и научно-технической пропаганды «Безопасность эксплуатации судовых энергетических установок» (г. Севастополь, 1990 г.); всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы технической диагностики в задачах обеспечения и повышения эксплуатационной надежности судовых технических средств» (г. Ленинград, 1991 г.); VI Международной научно-практической конференции "Моделирование. Теория, методы и средства" (г. Новочеркасск, 2006 г.); VI Международной научно-практической конференции "Методы и алгоритмы прикладной математики в технике, медицине и экономике" (г. Новочеркасск, 2006 г.); VIII Международной научно-практической конференции "Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики" (г. Новочеркасск, 2007 г.); VII Международной научно-практической конференции "Микропроцессорные, аналоговые и цифровые системы: проектирование и схемотехника, теория и вопросы применения" (г. Новочеркасск, 2007 г.); VIII Международной тучно-практической конференции "Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах" (г. Новочеркасск, 2007 г.); научно-практической конференции «Проблемы энергосбережения и технической диагностики энергетического оборудования» (г. Ростов-на-Дону, ВЦ «ВертолЭкспо», 2007 г.); 57-й научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов и студентов университета (г. Новочеркасск, 2008 г.).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 27 печатных работ, в том числе 6 патентов и авторских свидетельств на изобретения, 2 патента на полезные модели, 2 статьи в рецензируемом научном журнале, входящем в перечень ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 115 наименований и приложений. Общий объем работы 225 страниц, включая 49 страниц приложений и 81 иллюстрацию.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность диссертационной работы, определены ее цели и задачи.

В первой главе «Анализ существующих способов и средств измерения и контроля параметров электроэнергетических объектов» рассмотрены варианты использования УКЭСИЕ в составе систем управления различными ЭЭО. К ним относятся электролизные серии в цветной металлургии, обмотки размагничивания морских судов. На рис. 1а приведена эквивалентная схема замещения таких объектов. К ЭЭО, для которых необходим кон-

троль параметров, также относятся объекты с большим количеством источников электроэнергии, такие как аккумуляторные батареи с большим числом аккумуляторов, электрохимические генераторы, солнечные батареи. На рис. 16 приведена эквивалентная схема замещения этих объектов.

Рис. 1. Эквивалентная схема замещения ЭЭО

На рис. 1 а и б обозначены: ги г2 ...г„ - сопротивления участков сети, (например, секции обмотки размагничивания или электролизеры); еь ег ...еп - источники электроэнергии; Ль Я2-Я„+1 - сопротивления изоляции этих участков сети; Сь Съ-.С„л - емкости этих участков относительно земли.

Самыми распространенными ЭЭО являются разветвленные электрические сети постоянного тока, переменного тока, или двойного рода. Сеть двойного рода тока представляет собой сеть переменного тока, соединенную с сетью постоянного тока через выпрямитель без применения развязывающего трансформатора. При этом может использоваться управляемый или неуправляемый выпрямитель. Эквивалентная схема замещения такой сети приведена на рис. 1в, на котором обозначено: Н^д, Нюц и 11кс - сопротивления изоляции фаз А, В и С; Л* и Кт - сопротивления изоляции полюсов сети постоянного тока; СА, СдиСс - емкости фаз А, В и С; С1" и С - емкости полюсов сети постоянного тока.

Укрупненная структурная схема системы управления и контроля параметров ЭЭО приведена на рис. 2.

Рис. 2. Укрупненная структурная схема системы управления

Это могут быть как простые системы управления, которые отключают или подключают какие-либо участки электрической сети, так и сложные системы управления технологическими процессами. В случае снижения сопротивления изоляции система управления реагирует, например, осуществляет защитное отключение или изменяет режим работы ЭЭО и вы-

дает сообщение оператору или в вышестоящую систему управления (ЭВМ). Одно из основных требований системы управления к УКЭСИЕ - высокое быстродействие, которое необходимо для быстрой реакции системы на снижение сопротивления изоляции. Кроме этого, УКЭСИЕ должны работать при кошроле ЭЭО любого рода тока, при изменении параметров ЭЭО в широких пределах - рабочего напряжения, сопротивления изоляции и емкости. Наиболее часто используются сети напряжением 380 и 220 В, 50 и 400 Гц с изолированной нейтралью, сети аварийного питания постоянного тока напряжением от 110 до 320 В. Эквивалентная емкость сети двойного рода тока может находиться в пределах от 2-Ю"10Ф до МО"4 Ф. Диапазон измеряемых сопротивлений изоляции должен быть в пределах от 0 до 200 кОм при рабочем напряжении и от 0 до 2,0 МОм для обесточенной сети Длительность одного цикла измерения должна бьпъ не более 10 с, погрешность не более 10 %.

Проведен анализ публикаций, который показал следующее. При наличии большой емкости фаз (полюсов) ЭЭО относительно земли известные устройства не обеспечивают требуемого быстродействия. При измерении и контроле сопротивления изоляции ЭЭО переменного тока и двойного рода тока источник измерительного напряжения, как правило, подключается через токоограничивающий резистор, при этом возникает противоречие -при малом сопротивлении токоограничивающего резистора возникает большая переменная составляющая тока в измерительной цепи, а при большом сопротивлении недопустимо большим становится время измерения. Кроме того, отсутствуют универсальные устройства контроля, позволяющие проводить измерения, как в сетях постоянного тока, так и в сетях переменного тока или двойного рода тока.

Приведена классификация известных методов измерения сопротивления изоляции ЭЭО. Проведено моделирование процессов в электрических сетях при измерении сопротивления изоляции при различных вариантах подключения к ЭЭО с помощью пакета прикладных программ Micro-Cap 9.0. Сформулированы задачи дальнейших исследований.

Во второй главе «Разработка и теоретический анализ методов ускоренного измерения и контроля параметров ЭЭО» предложены новые методы ускоренного измерения и контроля параметров ЭЭО, дано теоретическое обоснование этих методов.

Предложен универсальный метод измерения эквивалентных значений сопротивления изоляции и емкости сети относительно земли, который можно использовать при построении УКЭСИЕ, предназначенного для системы управления ЭЭО любого, рода тока. Данный метод позволяет устранить влияние как постоянной, так и переменной мешающих составляющих напряжения, действующих в точке подключения УКЭСИЕ к ЭЭО.

Устранение влияния переменной составляющей осуществляется за счет использования метода определения производной усредненной составляющей функции на отрезке, который приведен ниже.

Устранение влияния постоянной составляющей осуществляется за счет воздействия на ЭЭО напряжением чередующейся полярности. При положительной полярности производится определение напряжения Un в точке Y , а также тока ;"IOMi, создаваемого источником измерительного напряжения. При отрицательной полярности производится определение напряжения Un в точке Г, а также тока )юм2, создаваемого источником измерительного напряжения. Значение эквивалентного сопротивления изоляции вычисляется по формуле:

R«3=(Un - UпУ(iязм1 - 'юм 2> (1)

Упрощенная функциональная схема УКЭСИЕ, подключенного к сети двойного рода тока приведена на рис. 3.

Воздействие осуществляется с помощью блока формирования БФ и блока подключения БП. Измерения тока и напряжения производятся в измерительном блоке ИБ, управляет работой устройства блок управления и вычисления БУВ. Предполагается, что БФ частично подавляет пульсации тока.

Са

КщА

Си

ДгаВ

сП

Выпрямитель +

Я,

из С

ВС а?

ИБ

БП

а::

;;;;;;

Нагрузка

тт

с4

Як

БФ

Блок измерения

напряжения 1

Блок измерения тока

Г—

БУВ

Рис. 3. Подключение УКЭСИЕ к электрической сети двойного рода тока

В случае наличия большой емкости ЭЭО относительно земли, при подключении источника измерительного напряжения возникает длительный переходный процесс. Ток г и напряжение 11у изменяются во времени по экспоненциальному закону:

где А о, А\, х - параметры экспоненциальной функции, причем А0 - установившееся значение; т - постоянная времени переходного процесса.

При использовании УКЭСИЕ в системах управления ЭЭО переменного тока и двойного рода тока измеряемые величины тока и напряжения содержат переменную мешающую составляющую:

/(/) = Д, + Ах ■ +А2 ■ мп(ш • / + а), где А2 - амплитуда синусоидальной помехи; ю - угловая (циклическая) частота помехи; а - начальная фаза.

Для уменьшения времени измерения предложено каждую из величин С/п, 'и-мь 'ты2 определять путем вычисления параметров экспоненциальной функции т и А0, причем не ожидая окончания переходного процесса. Значения 11гь /гом1 определяются на первом этапе, при воздействии положительного напряжения, с использованием значений функции /(?„,), /(/аг) в двух точках гл, 1аЬ а также значения производной функции /'(;_„,), /'(/з2) в этих же точках (отдельно для тока и для напряжения).

Получены формулы с помощью которых по значениям /'(/а1), /(/а1), и

/0аг) можно вычислить постоянную времени х и параметр экспоненциальной функции А о-

/('«2>-/<Ь>

№

А,

А'о

111 _ JJ L I I I _LLL

'<,1

ta 2

ta3

"ТТГ

III

I I LX

/'T

/ Г

Piic.4. Временная диаграмма тока

Для устранения влияния переменной мешающей составляющей значения /'(е.,), f'(ti2) определяются как производные усредненной составляющей на отрезке I, а значения /(О и f(ja2) определяются как средние значения функции на отрезке I по методу, который приведен ниже.

На втором этапе, при воздействии отрицательного напряжения, значения Un, haыг определяются аналогичным образом, по значениям функции в точках t„3, ta4, рис. 4. Эквивалентная емкость ЭЭО Сэкв вычисляется, используя постоянную времени t, по известным значениям сопротивления изоляции Rm и эквивалентного сопротивления токоограничивающих резисторов, которые равны между собой и равны RlIvi. В этом случае эквивалентное сопротивление трех токоограничивающих резисторов равно: Лоф =1/(3/Логр1 +1 /Л,,).

Постоянная времени т вычисляется по (2). Тогда:

Быстродействие предложенного метода в несколько раз выше быстродействия традиционных методов. Так например, при RB= 2 МОм, Сэв= 100 мкФ, ЮкОм

постоянная времени т=1 с, при измерении традиционным методом необходимо время приблизительно равное 20-30 с. Предложенный метод позволяет произвести измерение приблизительно за 6 с.

При теоретическом обосновании универсального метода определено влияние разницы (ta2 - ta¡) на величину методической погрешности измерений. Получена формула, по которой можно вычислить методическую погрешность вычисления А0, которая обозначена Áq. Зная эту погрешность можно вычислить погрешность определения сопротивления изоляции.

1-е

,-h

Д„ +

„-h

1 + -

l-e~

•Д„ +

„-Л

l-e-

А +

1 + -

l-e~

•Л„

где /г = {1Л - /„1 )/т; Дд, ДДс, А^ - погрешности исходных данных, обусловленные, например, погрешностью АЦП.

Во многих случаях можно считать, что погрешности исходных данных Д„, Дг,, А-, Дл равны между собой. Обозначим эту погрешность Д ., тогда общая погрешность вычисления Ао равна:

: Д.

„~Й

Предложен метод определения производной усредненной составляющей функции на отрезке в условиях синусоидальной помехи используя ограниченный ряд значений, взя-

тых через равные интервалы времени, который предназначен для реализации универсального метода.

Предложенный метод основан на усреднении результатов вычисления разделенных разностей первого порядка. Отрезок / разбивается на п частичных отрезков. Каждый момент времени находится в середине соответствующего частичного отрезка [/м/2 , /м/2]. На отрезке I производятся измерения значений функции (сигнала тока щи сигнала напряжения) через одинаковые промежутки времени h, равные половине периода частоты синусоидальной помехи: Л = 77 2 .

В соответствии с предложенным методом количество точек п должно быть кратно 4. Имеющиеся точки разбиваются на пары (/, всего и/2 пар. Пары должны составляться следующим образом:

f, ; f(ti) - первая точка

Ь+пя; - вторая точка

где ¿ = 1,2..и/2.

У каждой пары первая точка находится слева от (от середины отрезка /), а вторая точка - справа, рис. 5.

Существенным является то, что если брать пары подряд, то есть (/¡,<з), и так далее, то это будет эквивалентно тому, что взята одна пара с первой и последней точкой. При этом после усреднения все средние точки не будут влиять на результат. В предложенном методе, за счет определенного выбора пар достигается влияние каждой точки на результат усреднения разделенных разностей.

Производная усредненной составляющей на отрезке вычисляется следующим образом:

0 и/2 1гп2

Среднее значение функции на отрезке вычисляется как среднее арифметическое

значений функции: /(0 = ]С/(',)''И •

:=1

При практической реализации метода вычисления производной усредненной составляющей функции необходимо осуществлять синхронизацию измерительного устройства (например, АЦП) сигналом, синхронным синусоидальной помехе. В том случае, если

нет возможности осуществить синхронизацию от помехи, можно осуществить синхронизацию от задающего генератора. Отклонение частоты задающего генератора от частоты синусоидальной помехи вызывает методическую погрешность. Получены выражения, по которым можно определить методическую погрешность, обусловленную отклонением частоты задающего генератора.

Для измерения сопротивления изоляции ЭЭО постоянного тока предложен метод, основанный 1и экстраполяции экспоненциальной функции по трем значениям функции, взятым через равные интервалы времени, который представляет собой упрощенную модификацию универсального метода. В предложенном методе на первом этапе трижды производится измерение значений тока и напряжения в определенные моменты времени Установившиеся значения тока ¡'1ВМ1 и напряжения Ь'п вычисляются не ожидая окончания переходного процесса. На втором этапе таким же способом вычисляются установившиеся значения тока и напряжения II)ъ 1,ш2- Сопротивление изоляции Ят вычисляется по формуле (1).

Определение установившихся значений показано на примере измерения тока, рис. б. Получена формула, с помощью которой по трем значениям функции можно вычислить значение А.:

А =

/2(>2)-Л'3 )•/«,)

2-/('1)-/(>,>-/(',)

Предложенный метод позволяет также определить эквивалентную емкость ЭЭО Сэкв: С,„=т-( 1/^+1/Л,,) .

Получено выражение для вычисления методической погрешности метода как функция от погрешностей измеренных значешшД?]),^^), и от времени между измерениями: д„

Рис. б. Временная диаграмма тока

значительно выше быстродействия

где И= (г2 - 1])!% ; Д,

ае - погрешность результата вычисления установившегося значения; - погрешность измеренных значений (например, погрешность, обусловленная погрешностью АЦП).

Быстродействие предложенного метода традиционных методов. Так например, при Ят= 2 МОм, Сэкв= 100 мкФ, Лагр = 10 кОм при

измерении традиционным методом необходимо время приблизительно равное 20-30 с. Предложенный метод, в случае если выбрать (2-/1=т=1 с, позволяет произвести измерение приблизительно за 5 с. Реализовать этот метод значительно проще, чем описанный выше универсальный метод.

При практической реализации предложенных методов были проведены экспериментальные исследования погрешностей макетных образцов устройств, реализующих универсальный метод и метод измерения параметров ЭЭО постоянного рода тока. Ниже приведены результаты сравнительных экспериментальных исследований суммарной погрешности макетного образца, в котором бьи реализован традиционный метод, а затем предложенный (ускоренный) метод измерения параметров ЭЭО постоянного рода тока. При реализации традиционного метода каждый раз происходило ожидание окончания переходного процесса. При реализации ускоренного метода интервал времени между измерениями был выбран равным т, то есть - «0=1. Эксперименты проводились при Сэи1= 100 мкФ при прочих равных условиях. На рис. 7 представлены зависимости погрешности от измеряемо-

го сопротивления; 51 - погрешность измерений .традиционным методом; 52 - погрешность измерений предложенным (ускоренным) методом.

При малой величине сопротивления изоляции величина измеряемого тока гораздо больше, чем мешающая составляющая, поэтому инструментальная погрешность мала. Погрешность ускоренного метода получилась приблизительно в 2 раза выше традиционного метода, а время измерения приблизительно в 5 раз меньше.

Екза

№

'■Ж

......1-1-4

Рис. 7. Зависимости погрешности от измеряемого сопротивления

Предложен метод измерения эквивалентного сопротивления изоляции, использующий ускоренный заряд емкостей ЭЭО относительно земли, используемый в УКЭСИЕ, предназначенных для работы в составе системы управления ЭЭО постоянного тока. Он заключается в следующем. Сначала производят заряд емкости ЭЭО постоянным током неизменного значения до величины заданного значения напряжения и¡. Затем отключают источник тока неизменного значения, подключают источник измерительного постоянного напряжения заданного значения 1}\ и.проводят измерение тока утечки ¿¡. Затем повторяют цикл измерений с изменением полярности источника тока и источника напряжения, получают значения £/?. г2. После чего вычисляют сопротивление изоляции по формуле:

На рис. 8 приведена упрощенная схема, поясняющая данный метод.

Рис. 8. К пояснению метода с ускоренным зарядом емкостей

Два этапа измерения необходимы для того, чтобы устранить влияние мешающей постоянной составляющей напряжения, которое присутствует изначально в точке подклю-

чения, в данном случае на отрицательном полюсе. Проведен теоретический анализ предложенного метода. Существенным является то, что после того как зарядятся емкости ЭЭО до напряжения {Д и произойдет подключение источника напряжения, переходные процессы практически сразу закончатся. Данный метод обладает наиболее высоким быстродействием по сравнению с другими, ранее рассмотренными.

В третьей главе «Разработка и теоретический анализ структуры устройства контроля сопротивления изоляции и емкости» разработана новая структура УКЭСИЕ в виде замкнутой САР напряжения, прикладываемого к ЭЭО, рис. 9.

УКЭСИЕ

БФ

иа

и3

Блок регулирования ^упр ПНТ

БС

Сигнал «I'» Сигнал«;'»

БП

БУВ

ИБ

ЭЭО

Рис. 9. Укрупненная структурная схема устройства

Непосредственное воздействие на ЭЭО осуществляется током, который создается преобразователем напряжение-ток (ПНТ). Принципиально новым является то, что с выхода САР на ЭЭО поступает постоянный ток регулируемой величины, а в качестве сигнала обратной связи используется напряжение ЭЭО, измеренное относительно земли. Реализация описанных, в главе 2 методов в предложенной структуре УКЭСИЕ осуществляется с помощью блока управления и вычисления (БУВ), который управляет работой УКЭСИЕ.

Упрощенная функциональная схема УКЭСИЕ, реализующего приведенную выше структуру, применительно к электрическим сетям двойного рода тока приведена на рис. 10 а. На рис. 10 в представлена структурная схема замкнутой системы регулирования измерительного напряжения.

При определении области допустимых значений коэффициент усиления регулятора Л'р использовался метод Б-разбиений, позволяющий определить области устойчивости. Получена зависимость А'р от Я,„ и Сэкв.

К г (С к \ ^•^•^.^■ту+гч^-с,,.)2 К-Ку^-К-с^-т,

Зависимость ЛТр = /2(Са„,Лю) приведена на рис. 10 6. На основании полученной зависимости можно судить о том, какой коэффициент передачи регулятора Кр необходимо выбрать при определенных значениях и Сэкв, для того чтобы система была устойчивой.

Проведен анализ работы САР с помощью моделирования в системе КМ'ГЫВ+ЗтиИпк. получены графики переходных процессов при различных параметрах ЭЭО. Полученные результаты моделирования полностью совпадают с результатами Б-разбиения.

Применительно к ЭЭО постоянного тока и обесточенных ЭЭО предложенная новая структура позволяет создавать УКЭСИЕ с более высоким быстродействием но сравнению с универсальным методом, так как в ЭТОМ случае в контуре САР нет фильтра.

В каишг измеримы ЗадшоЬгсс 4 вянная нЗДс&теде £ ггааерениэ

Гукэсие

Рс)улятср ПНТ

Фильтр

а;

к,

^изСзи*^ 1

^ЖП

У'

Рис. 10. УЮСПК для Э'ЭО переменного и двойного рода тока

Для реализация принципа измерения сопротивления изоляции, в соответствии с которым емкости ЭЭО сначала заряжаются током неизменной величины, а затем подключается источник напряжения, предложено в контур САР добавить нелинейное звено. В результате, в начальный момент происходит ограничение тока, при этом емкости ЭЭО заряжаются током неизменной величины. Нелинейное звено можно также добавить в УК-КИЕ для ЭЭО двойного рода тока, тем самым обеспечить нормированный ток в процессе заряда эквивалентной емкости.

В четвертой ¡.заве «Методики инженерного расчета и реализация устройств контроля сопротивления изоляции и емкости» предложены методики инженерного расчета УКЭСИЕ для ЭЭО двойного рода тока и постоянного тока, алгоритмы работы микроконтроллера, под управлением от которого работает УКЭСИ. предложена схемотехническая реализация ПНТ, описаны примеры промышленной реализации предло-жекныхШвищжтствии с предложенной и третьей главе новой структурой устройства, непосредственное воздействие на сеть оказывает преобразователь напряжение - ток (ПНТ). Рассмотрены схемотехнические особенности построения ГШТ и подключения к Контролируемому ЭЭО, Предложено осуществлять подключение через выпрямитель, в этом случае энергия не передается от ПНТ к сети, а используется энергия самой сети. 13 связи с этим выходной каскад ПНТ можно реализовать в виде стабилизатора тока, например, на полевых транзисторах, рис. 11.

Разработанные методы измерения, алгоритмы и схемы легли в основу универсального устройства для измерения сопротивления изоляции и емкости ЭЭО любого рода тока, получивший в дальнейшем название - цифровой мегомметр ЦМ1628, который выпускается ОАО «При-боростроотельный завод «Вибратор», г. Санкт-Петербург. Он имеет диапазоны измерений эквивалентного сопротивления изоляции сети - под рабочим напряжением от 0 до 200 кОм, при снятом рабочем напряжении от 0 до 2,0 МОм. Погрешность измерений не более 10 %. Аварийная сигнализация имеет фиксированные значения уставок: под рабочим напряжением 10 кОм, при снятом рабочем напряжешш 100 кОм. Изменение значений уставок предупредительной сигнализации может выполняться из диапазона от 1 до 1000 кОм. Имеются релейные выходы сигнализации. Информация также передается по каналу /¿5-485. При Ят= 2 МОм, Сэкг= 100 мкФ он производит измерение за 10 с. Мегомметр ЦМ1628 включен в Государственный реестр средств измерения под № 37272-08.

Отдельные результаты диссертационной работы были использованы при разработке различных устройств. К ним относятся устройство измерения и контроля сопротивления изоляции электролизных серий, которые представляют собой серию последовательно включенных электролизных ванн, применяемых в цветной металлургии. Отличительной особенностью данного контролирующего устройства является то, что напряжение, питающее электролизную серию, имеет большие пульсации. Контролируемые значения сопротивления изоляции очень низкие, диапазон от 1 Ом до 1000 Ом. Поэтому ПНТ, входящий в состав устройства, должен обеспечивать большой выходной ток, до 10 А.

Разработан способ определения места однофазных замыканий в кабельных линиях, проложенных в земле. В нем используется индукционный топологический метод поиска повреждения кабельной линии. Способ позволяет существенно повысить точность определения места повреждения за счет уменьшения мешающей составляющей поля звуковой частоты, которое может присутствовать после места повреждения.

По заказу ИФ «Орион-ХИТ» были разработаны и изготовлены системы контроля параметров химических источников тока различного типа. При этом были использованы отдельные результаты диссертационной работы.

В заключении приводятся основные результаты, полученные в диссертации.

В приложениях приведены результаты моделирования режимов работы контролируемой сети, анализ способов подключения УКЭСИЕ к ЭЭО, принципиальные схемы основных узлов мегомметра ЦМ1628, листинг фрагмента программы микроконтроллера для мегомметра ЦМ1628 на языке ассемблера, протокол испытаний макетного устройства УКЭСИ, акты внедрений.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем.

А В С

Упр.

-е-

Контроль тока

Упр. 2 -

, е2

ИИ —

тг

-й-

УТ)4 -Й-

ИЭ6

-ей—

Рис. 11. Схема оконечного каскада ПНТ

люсов) ЭЭО относительно зелии существующие средства измерения сопротивления изоляции не обеспечивают требуемого быстродействия и точности. Отсутствуют универсальные устройства контроля параметров ЭЭО с высоким быстродействием, пригодные для ЭЭО любого рода тока.

2. Предложен универсальный метод измерения эквивалентных значений сопротивления изоляции и емкости, предназначенный для ЭЭО любого рода тока, в котором применяется воздействие на контролируемую сеть измерительного напряжения чередующейся полярности. Для повышения быстродействия предложено при каждой полярности прикладываемого напряжения производить вычисление установившегося значения измеряемых величин - тока и напряжения, не ожидая окончания переходного процесса, применяя экстраполяцию экспоненциальной функции по двум значениям функции и двум значениям производной функции по времени.

3. Проведен теоретический анализ предложенного метода и показано, что методическая погрешность вычисления установившегося значения измеряемого параметра зависит от интервала между моментами времени, в которые получены значения функции и значения производной. Получена зависимость погрешности от интервала времени между измерениями, выраженного в относительных единицах.

4. Предложен метод вычисления производной усредненной составляющей функции на отрезке в условиях синусоидальной помехи, предназначенный для использования в указанном выше методе. При реализации данного метода производятся вычисления, используя ограниченное число измеренных значений исследуемой функции.

5. Проведен теоретический анализ предложенного метода и показано, что методическая погрешность зависит от разницы частоты синхронизации и частоты помехи. Получена зависимость погрешности от разницы этих частот.

6. Предложен новый метод измерения эквивалентных значений сопротивления изоляции и емкости, предназначенный для ЭЭО постоянного тока и обесточенных ЭЭО. Для повышения быстродействия предложено производить вычисление установившегося значения измеряемых величин - тока и напряжения, не ожидая окончания переходного процесса. Для этого применяется экстраполяция экспоненциальной функции по трем значениям функции.

7. Проведен теоретический анализ предложенного метода и показано, что методическая погрешность вычисления установившегося значения измеряемой величины зависит от интервалов времени измерения значений исследуемой функции. Для случая равноотстоящих узлов экстраполяции получена зависимость погрешности от интервала времени между измерениями.

8. Предложен метод измерения эквивалентного сопротивления изоляции, основанный на ускоренном заряде емкостей ЭЭО относительно земли, используемый в УКЭСИЕ, предназначенных для работы в составе системы управления ЭЭО постоянного тока.

9. Предложена новая структура УКЭСИЕ в виде системы автоматического регулирования и предложена методика проектирования, которая позволяет создавать УКЭСИЕ для ЭЭО любого рода тока.

10. Разработаны алгоритмы, программа и принципиальные схемы, по которым спроектирован цифровой мегомметр ЦМ1628, выпускаемый ОАО «Приборостроительный завод "Вибратор"», г. Санкт-Петербург. Он имеет максимальное измеряемое сопротивление изоляции 2,0 МОм. Погрешность измерений не более 10 %. При Яга=2М0м, СЗП1= 100 мкФ он производит измерение за 10 с. Мегомметр ЦМ1628 включен в Государственный реестр средств измерения под № 37272-08, получен сертификат об утверждении типа средств измерений.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Лачин В.И., Малина А.К., Соломенцев К.Ю. Автономная информационно-измерительная система контроля параметров аккумуляторных батарей // Материалы по обмену опытом / Центр, правл. ВНТО им. акад. А.Н.Крылова. - Л. : Судостроение, 1990. -Вып. 500 : [Пути улучшения эксплуатационных характеристик судового электрооборудования]. - С. 13-16.

2.Лачин В.И., Холодков В.П., Соломенцев К.Ю. Высококачественный усилитель мощности: информ. листок / Ростов. ЦНТИ. - Ростов н/Д, 1990. - № 559-90.

3.Измерительно - вычислительная система контроля параметров многоэлементных систем: информ. листок / В.И.Лачин В.П.Холодков А.К.Малина В.Е.Самченко К.Ю.Соломенцев; Ростов. ЦНТИ. - Ростов н/Д, 1990. - № 558-90.

^Микропроцессорный измеритель тока с гальванической развязкой: информ. листок / В.И.Лачин В.П.Холодков А.К.Малина К.Ю.Соломенцев и др.; Ростов. ЦНТИ. - Ростов н/Д, 1990. - № 557-90.

5.Лачин В.И., Малина А.К., Соломенцев К.Ю. Автоматический контроль параметров автономных систем электропитания // Безопасность эксплуатации судовых энергетических установок : тез. докл. конф., г. Севастополь, 28-29 мая 1990 г. - Севастополь, 1990. -С. 43-44.

6.Лачин В.И., Малина А.К., Соломенцев К.Ю. Информационно-измерительная система контроля сопротивления изоляции в ЭЭС // Проблемы технической диагностики в задачах обеспечения и повышения эксплуатационной надежности судовых технических средств : тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. - Л. : Судостроение, 1991. - С. 82-83.

7.А.С. 1737363 СССР, МКИ 001Я 27/18. Способ измерения сопротивления изоляции электрических сетей / Лачин В.И., Иванов Е.А., Малина А.К., Холодков В.П., Соломенцев К.Ю. и др. - Опубл. 1992, Бюл. № 20.

8.А.С. 1742739 СССР, МКИ О 01 Я 19/20. Устройство для измерения постоянного тока / Лачин В.И., Малина А.К., Соломенцев К.Ю. и др. - Опубл. 23.06.92, Бюл. № 23.

9.Пат. 2138117 РФ, МПК НОЗ ГЗ/217. Усилитель с адаптивной широтно-импульсной модуляцией / Соломенцев К.Ю., Лачин В.И., Малина А.К. - Опубл. 20.09.99, Бюл. № 1.

Ю.Пат. 2143703 РФ, МПК БОШ 31/08. Способ определения места однофазных замыканий в кабельных линиях, проложенных в земле / Соломенцев К.Ю., Лачин В.И., Малина А.К. - Опубл. 27.12.99, Бюл. № 36.

) 1 .Соломенцев К.Ю., Ходарев О.Н. Универсальный стенд для испытаний ХИТ // Литиевые источники тока: материалы VI Междунар. конф., г. Новочеркасск, 19-20 сент. 2000г. /Юж.- Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: Набла, 2000. - С. 155-156.

12.Анисимов А.В, Лачин В.И. Соломенцев К.Ю. Микропроцессорная система локализации места понижения сопротивления изоляции в системах постоянного тока // Микропроцессорные, аналоговые, цифровые и электромеханические устройства и системы: материалы Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 15 марта 2001 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2001. - С. 26-30.

13.Ланкин М.В., Валах Е.А., Соломенцев К.Ю. Управляемый источник тока // Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики : материалы III Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 20 сент. 2002 г.: в 4 ч. / Юж.-Рос. гос. техн,..ун-т (НПИ).-Новочеркасск : ООО НПО "ТЕМП", 2002. - Ч. 1. - С. 31-35.

14.Лачин В.И., Соломенцев К.Ю. Методы контроля параметров электрической сети на основе ее математической модели // Методы и алгоритмы прикладной математики в технике, медицине и экономике : материалы VI Междунар. науч.-пракг. конф., г. Новочеркасск, 27 янв. 2006 г. : в 3-х ч. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2006. - Ч. 3. - С. 42-44.

15.Лачин В.И., Соломенцев К.Ю. Моделирование процессов в электрических сетях двойного рода тока при измерении сопротивления изоляции // Моделирование. Теория, методы и средства : материалы VI Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 7 апр.

2006 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск : ЮРГТУ, 2006. - Ч. 2. - С. 11-15.

16.Пат. 57017 РФ, МПК G01R 27/16. Устройство для измерения емкости сети / Ла-чин В.И., Кильдияров A.B., Соломенцев К.Ю., Иванов Е.А. - Опубл. 27.09,06, Бюл. № 27.

17.Пат. 60225 РФ, МПК G01R 27/16. Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей / Лачин В.Й., Кильдияров A.B., Соломенцев К.Ю., Иванов Е.А. - Опубл. 10.01.07, Бюл. № 1.

18.Контроль сопротивления изоляции электрических сетей любого рода тока / В.И.Лачин, А.В.Кильдияров, К.Ю.Соломенцев Е.А.Иванов // Проблемы энергосбережения и технической диагностики энергетического оборудования: сб. тр. науч.-практ. конф., г. Ростов н/Д, 15 февр. 2007 г. - Ростов н/Д: ВЦ «ВерголЭкспо», 2007. - С. 42 - 44.

19* Лачин В.И., Соломенцев К.Ю., Федий B.C. Повышение быстродействия устройств контроля параметров инерционных объектов // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки.-2007. - Спецвыпуск.-С. 153-155.

20.Пат. 2310873 РФ, МПК G01R 27/18. Способ измерения сопротивления изоляции электрических сетей / Лачин В.И., Кильдияров A.B., Соломенцев К.Ю., Иванов Е.А. -Опубл. 20.11.07, Бюл. № 32.

21* Соломенцев К.Ю. Расчет параметров измерительного преобразователя сопротивления изоляции электрических сетей на основе метода D-разбиений // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2008. - № 1.-С. 41-43.

22.Пат. 2321008 РФ, МПК G01R 27/16. Способ измерения сопротивления изоляции электрических сетей (варианты) / Лачин В.И., Кильдияров A.B., Соломенцев К.Ю., Иванов Е.А. - Опубл. 27.03.2008, Бюл. № 9.

23.Лачин В.И., Соломенцев К.Ю. Анализ быстродействия измерительного преобразователя сопротивления изоляции электрических сетей // Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики: материалы VIII Междунар. науч.-практ. конф., г.Новочеркасск, 28 сенг. 2007 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2007. - С. 80-82.

24.Елсуков B.C., Лачин В.И., Соломенцев К.Ю. Анализ устойчивости автоматического устройства контроля сопротивления изоляции электрических сетей П Микропроцессорные, аналоговые и цифровые системы: проектирование и схемотехника, теория и вопросы применения: материалы VII Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 19 окт.

2007 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). -Новочеркасск: ЮРГТУ, 2007. - С. 16-19.

25.Лачин В.И., Соломенцев К.Ю. Особенности подключения измерительного преобразователя сопротивления изоляции к контролируемой сети // Микропроцессорные, аналоговые и цифровые системы: проектирование и схемотехника, теория и вопросы применения: материалы VII Междунар. науч.-практ. конф., г.Новочеркасск, 19 окт. 2007 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2007. - С. 19-22.

26.Соломенцев К.Ю. Ускорение измерений параметров инерционных объектов в условиях синусоидальной помехи // Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах: материалы VIII Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 16 ноября 2007 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск : ЮРГТУ, 2007.-С. 109-112.

27.Лачин В.И., Соломенцев К.Ю. Построение измерительных преобразователей сопротивления изоляции для систем управления электроэнергетическими объектами // Сборник статей и сообщений по материалам 57-й науч.-техн. конф. профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов и студентов ун-та / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ) - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2008. - С. 128-129.

Символом * отмечены работы в рецензируемом научном журнале, входящем в перечень ВАК.

Личный вклад автора в опубликованных в соавторстве работах:

[1, 3, 5, 6, 11, 12,18,22] - экспериментальные исследования, [7] - идея использования источника тока для заряда емкостей электрической сети с последующим подключением источника ЭДС; [4, 8] - разработка микропроцессорного измерителя тока с гальванической развязкой; [10] - идея подавления помехи в способе определения места однофазных замыканий в кабельных линиях, проложенных в земле; [2, 9,13] - принципы построения, схемотехнические решения управляемых источников тока; принцип построения усилителя с адаптивной пшротно-импульсной модуляцией и идея его использования для создания преобразователя напряжение-ток; [17,20, 23,24] - идея использования ПНТ для создания и регулирования измерительного напряжения сети относительно земли; [19] - идея повышения быстродействия при измерении сопротивления изоляции за счет использования экстраполяции экспоненциальной функции по трем точкам, а также по двум точкам и двум значениям производной; [14,15, 16,25,27] - построение и исследование моделей электрических сетей.

Соломенцев Кирилл Юрьевич

МЕТОДЫ II УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ И ЕМКОСТИ ДЛЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ

Автореферат

Подписано в печать 13.01.2009. Формат 60x84 '/к Бумага офсетная. Ризография. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,6. Тираж 100 экз. Заказ 1120.

Издательство ЮРГТУ (НПИ) 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132 тел., факс (863-52) 5-53-03

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Соломенцев, Кирилл Юрьевич

Список сокращений.

Введение.

1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ (ЭЭО).

1.1 Общие сведения о сопротивлении изоляции и емкости токопроводящих линий относительно земли.

1.2 Требования к устройствам контроля сопротивления изоляции и емкости.

1.3 Методы определения параметров обесточенных ЭЭО.

1.4 Обзор и анализ методов определения параметров ЭЭО постоянного тока.

1.5 Анализ известных методов определения параметров ЭЭО переменного тока.

1.6 Понятие сети двойного рода тока и анализ методов определения ее параметров.

1.7 Анализ способов подключения устройства контроля сопротивления изоляции к ЭЭО с помощью моделирования переходных процессов.

1.8 Анализ недостатков известных методов определения параметров ЭЭО.

1.9 Выводы по главе 1.

2 РАЗРАБОТКА И ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ УСКОРЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЭО.

2.1 Разработка укрупненной структурной схемы устройства контроля сопротивления изоляции и емкости.

2.2 Разработка и теоретический анализ универсального метода для контроля параметров ЭЭО двойного рода тока.

2.2.1 Теоретическое обоснование универсального метода измерения и контроля параметров ЭЭО.

2.2.2 Определение влияния разницы (ita2 — tai) на величину методической погрешности измерений.

2.2.3 Разработка метода вычисления производной усредненной составляющей функции на отрезке.

2.2.4 Определение влияния отклонения частоты синхронизирующих импульсов на величину методической погрешности производной на отрезке.

2.3 Разработка и теоретический анализ метода контроля параметров

ЭЭО постоянного рода тока.

2.3.1 Теоретическое обоснование метода измерения и контроля параметров ЭЭО постоянного рода тока.

2.3.2 Определение влияния выбора моментов времени измерений на методическую погрешность измерений.

2.3.3 Ускоренный метод измерения параметров ЭЭО, основанный на заряде емкостей сети током постоянной величины.

2.4 Выводы по главе 2.

3 РАЗРАБОТКА И ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ И ЕМКОСТИ.

3.1 Постановка задачи и разработка укрупненной структурной схемы универсального устройства для определения параметров ЭЭО.

3.2 Разработка и анализ работы устройства контроля сопротивления изоляции и емкости для ЭЭО двойного рода тока.

3.2.1 Разработка функциональной схемы устройства.

3.2.2 Синтез системы автоматического регулирования и выбор регулятора.

3.2.3 Построение области допустимых значений коэффициента усиления регулятора методом D — разбиения.

3.2.4 Моделирование системы автоматического регулирования.

3.3 Разработка и анализ работы устройства контроля сопротивления изоляции и емкости для ЭЭО постоянного тока.

3.4 Обобщенная структура устройства контроля сопротивления изоляции и емкости.

3.5 Выводы по главе 3.

4 МЕТОДИКИ ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЕТА И РЕАЛИЗАЦИЯ УСТРОЙСТВ КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ И ЕМКОСТИ.

4.1 Методики инженерного расчета устройств контроля сопротивления изоляции и емкости.

4.1.1 Методика инженерного расчета устройств контроля сопротивления изоляции и емкости для ЭЭО двойного рода тока.

4.1.2 Методика инженерного расчета устройств контроля сопротивления изоляции и емкости для ЭЭО постоянного тока.

4.2 Разработка алгоритмов работы микроконтроллера.

4.2.1 Алгоритм цикла измерения сопротивления изоляции.

4.2.2 Алгоритм определения установившегося значения экспоненциальной функции по двум значениям функции и двум значениям производной при заранее неизвестной величине постоянной времени.

4.2.3 Алгоритм определения установившегося значения экспоненциальной функции по трем значениям функции при заранее неизвестной величине постоянной времени.

4.3 Разработка схемы преобразователя напряжение — ток.

4.4 Экспериментальные исследования погрешности измерения сопротивления изоляции.

4.5 Примеры промышленной реализации разработанных методов.

4.5.1 Описание работы блока микроконтроллера мегомметра ЦМ

4.5.2 Подпрограмма измерения сопротивления изоляции в мегомметре ЦМ1628.

4.5.3 Меню пользователя мегомметра ЦМ1628.

4.5.4 Устройство измерения и контроля сопротивления изоляции электролизных серий.

4.5.5 Способ определения места однофазных замыканий.

4.5.6 Устройства для контроля параметров аккумуляторных батарей.

4.6 Выводы по главе 4.

Введение 2009 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Соломенцев, Кирилл Юрьевич

Актуальность темы. Надежная и бесперебойная работа является одним из важных параметров ЭЭО. К таким объектам относятся аккумуляторные батареи, электрохимические генераторы, солнечные батареи, электролизные серии в цветной металлургии, обмотки размагничивания кораблей, разветвленные электрические сети постоянного тока, переменного тока, или двойного рода тока на судах, в шахтах, подвижном электротранспорте.

Для обеспечения надежной и бесперебойной работы необходимо осуществлять контроль параметров этих систем, таких как напряжения на элементах системы, токи в определенных ветвях системы, сопротивление изоляции, емкость относительно земли, как всей системы, так и отдельных ее элементов. Одним из наиболее важных параметров ЭЭО с точки зрения обеспечения надежной и бесперебойной работы перечисленных систем и объектов, является сопротивление изоляции ЭЭО. От сопротивления изоляции в наибольшей мере зависит пожаро- и электробезопасность. Поэтому при эксплуатации ЭЭО необходим непрерывный контроль сопротивления изоляции, эта функция возложена на систему управления и контроля ЭЭО.

Контроль параметров необходимо осуществлять в рабочем режиме электроэнергетических объектов и таким образом, чтобы устройства контроля оказывали минимальное влияние на объект контроля и не вели к снижению его надежности.

Задача усложняется еще и тем, что многие из перечисленных объектов занимают большие площади или объемы и доступ ко многим элементам объектов физически затруднен или категорически запрещен по условиям эксплуатации объектов. Это приводит к необходимости использовать дистанционные методы контроля.

Некоторые параметры, например сопротивление изоляции всего объекта или отдельных его элементов, возможно контролировать, используя косвенные методы контроля. Практическая реализация таких методов требует разработки эффективных алгоритмов контроля параметров.

Для многоэлементных электроэнергетических объектов управление, как правило, является логическим и состоит в отключении, к примеру, участков сети с пониженным сопротивлением изоляции, неисправных аккумуляторов (имеющих пониженное сопротивление изоляции или (и) напряжение на зажимах), а для электролизеров, обмоток размагничивания и т.п. управление заключается в определении неисправного участка (с большим значением проводимости изоляции) и проведении технических работ, направленных на уменьшение значения проводимости изоляции.

Изоляция - элемент системы, наиболее подверженный различным внешним воздействиям как закономерным, так и случайным (электрические поля, длительные нагревы, климатические факторы, механические нагрузки, агрессивные среды и пр.). Отсюда следует необходимость правильной оценки качественного состояния изоляции, важность вопроса своевременного обнаружения дефектов, начинающих развиваться в изоляционной конструкции. Вопрос оценки качественного состояния изоляции и выбора объективного метода профилактических испытаний (контроля) сложен.

Одним из основных узлов систем управления и контроля является устройство контроля эквивалентного сопротивления изоляции и емкости (УКЭСИЕ). Как правило, сигнал от УКЭСИЕ поступает в систему управления ЭЭО, которая реагирует в случае снижения сопротивления изоляции -осуществляет защитное отключение или изменяет режим работы ЭЭО, выдает сообщение оператору или в вышестоящую систему управления и контроля.

Устройства непрерывного контроля сопротивления изоляции должны работать при наличии рабочего напряжения на контролируемом ЭЭО, и предназначены для работы в составе системы управления ЭЭО, этим они отличаются от простых мегомметров. Несмотря на большое число и многообразие способов контроля сопротивления изоляции и устройств, их реализующих, до настоящего времени во многих электроэнергетических системах отсутствует автоматический контроль сопротивления изоляции. Нет универсальных устройств, работающих в автоматическом режиме, и отвечающих всем требованиям, которые предъявляются разработчиками электроэнергетических систем. Поэтому задача разработки методов измерения и контроля сопротивления изоляции и устройств, их реализующих, является важной и актуальной.

Основаниями для работы являются:

- постановление Правительства РФ № 876-48 от 30.12.2004 г;

- тактико-техническое задание на ОКР «Разработка комплексных низковольтных устройств на базе цифровых устройств управления, серии автоматических выключателей от 800 А до 2500 А с электронным блоком управления и выпрямительного устройства на современной элементной базе (взамен ВУС 320/60) в сейсмостойком исполнении (шифр «Величина»).

- работа выполнена в соответствии с научным направлением ЮжноРоссийского государственного технического университета (НПИ) «Теория и принципы построения информационно-измерительных систем и систем управления» (утверждено решением ученого совета университета от 25.01.03 г.).

Цель работы. Разработка методов и устройств контроля и измерения эквивалентных значений сопротивления изоляции и емкости ЭЭО любого рода тока, обеспечивающих повышенное быстродействие, предназначенных для работы в составе систем управления ЭЭО и обеспечивающих бесперебойную и надежную работу ЭЭО.

Для достижения цели в диссертационной работе решались следующие задачи.

Разработать методы определения эквивалентных значений сопротивления изоляции и емкости ЭЭО, позволяющие контролировать сопротивление изоляции и емкость ЭЭО любого рода тока с допустимой погрешностью и повысить быстродействие УКЭСИЕ.

- Провести теоретический анализ предложенных методов с точки зрения анализа методической погрешности.

-Разработать новые принципы построения УКЭСИЕ, предназначенных для работы в составе систем управления ЭЭО, позволяющие производить непрерывный контроль сопротивления изоляции и емкости с допустимой погрешностью в условиях меняющихся параметров ЭЭО в широких пределах и, провести анализ устойчивости УКЭСИЕ в этих условиях.

Реализовать предложенные методы в конкретных устройствах.

Научная новизна работы.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов.

Практическая ценность

Разработанные методы измерения- сопротивления изоляции и емкости ЭЭО, новая структура УКЭСИЕ, методика проектирования и выбора параметров УКЭСИЕ позволяют создавать УКЭСИЕ с требуемыми быстродействием и точностью, предназначенные для ЭЭО любого рода тока.

Разработаны инженерные методики параметрического синтеза САР, позволяющие создавать УКЭСИЕ, работоспособные при изменении эквивалентной емкости и эквивалентного сопротивления изоляции и емкости ЭЭО в широких пределах.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы реализованы:

- В учебном процессе Военно-морского инженерного института, г. Санкт-Петербург - Пушкин.

- При выполнении госбюджетной работы в соответствии с научным направлением Южно-Российского государственного технического университета (НПИ) «Теория и принципы построения информационно-измерительных систем и систем управления» (утверждено решением ученого совета университета от 25.01.03 г.).

Основные положения, выносимые на защиту.

Универсальный метод определения эквивалентных значений сопротивления изоляции и емкости ЭЭО любого рода тока, основанный на экстраполяции экспоненциальной функции по двум значениям функции и двум значениям производной функции по времени.

Метод определения производной усредненной составляющей функции на отрезке в условиях синусоидальной помехи.

Метод определения эквивалентных значений сопротивления изоляции и емкости относительно земли ЭЭО постоянного тока, использующий экстраполяцию экспоненциальной функции по трем значениям функции.

Метод определения эквивалентного сопротивления изоляции ЭЭО постоянного тока, использующий ускоренный заряд емкостей ЭЭО относительно земли.

Методики инженерного расчета, структурные схемы и схемотехнические решения УКЭСИЕ.

Апробация работы.

Основные результаты, полученные в работе, были доложены, обсуждены и одобрены на: конференции Севастопольского филиала Республиканского Дома экономической и научно-технической пропаганды «Безопасность эксплуатации судовых энергетических установок» (г. Севастополь, 1990 г.); всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы технической диагностики в задачах обеспечения и повышения эксплуатационной надежности судовых технических средств» (г. Ленинград, 1991 г.); VI Международной научно-практической конференции "Моделирование. Теория, методы и средства" (г. Новочеркасск, 2006 г.); VI Международной научно-практической конференции "Методы и алгоритмы прикладной математики в технике, медицине и экономике" (г. Новочеркасск, 2006 г.); VIII Международной научно-практической конференции "Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики" (г. Новочеркасск, 2007 г.); VII Международной научно-практической конференции "Микропроцессорные, аналоговые и цифровые системы: проектирование и схемотехника, теория и вопросы применения" (г. Новочеркасск, 2007 г.); VIII Международной научно-практической конференции "Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах" (г. Новочеркасск, 2007 г.); научно-практической конференции «Проблемы энергосбережения и технической диагностики энергетического оборудования» (г. Ростов-на-Дону, ВЦ «ВертолЭкспо», 2007 г.); 57-й научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов и студентов университета (г. Новочеркасск, 2008 г.).

Публикации.

Заключение диссертация на тему "Методы и устройства контроля сопротивления изоляции и емкости для систем управления электроэнергетическими объектами"

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем.

1. Проведен анализ и предложена классификация существующих способов и устройств для измерения сопротивления изоляции электрических сетей и других ЭЭО, находящихся под рабочим напряжением. Показано, что при наличии большой емкости фаз (полюсов) ЭЭО относительно земли существующие средства измерения сопротивления изоляции не обеспечивают требуемого быстродействия и точности. Отсутствуют универсальные устройства контроля параметров ЭЭО с высоким быстродействием, пригодные для ЭЭО любого рода тока.

10. Разработаны алгоритмы, программа и принципиальные схемы, по которым спроектирован цифровой мегомметр ЦМ1628, выпускаемый ОАО «Приборостроительный завод "Вибратор"», г. Санкт-Петербург. Он имеет максимальное измеряемое сопротивление изоляции 2,0 МОм. Погрешность измерений не более 10%. При Я^ = 2 МОм, Сэкв = 100 мкФ он производит измерение за 10 с. Мегомметр ЦМ1628 включен в Государственный реестр средств измерения под № 37272-08, получен сертификат об утверждении типа средств измерений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Библиография Соломенцев, Кирилл Юрьевич, диссертация по теме Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

1. Лачин В.И. Контроль и прогнозирование состояния электроэнергетических объектов с дискретно-распределенными параметрами. — Ростов н/Д: Изд-во СКНЦВШ, 2001.- 192 с.

2. Иванов Е.А., Кузнецов С.Е. Методы контроля изоляции судовых электроэнергетических систем: учеб. пособие. СПб.: Элмор, 1999. - 80 с.

3. Солодовников Г.С. Электробезопасность при работе на судах и под водой. -JL: Судостроение, 1971. — 208 с.

4. Пат. 2281521 РФ, МПК G01R 27/18. Способ измерения сопротивлений изоляции сети постоянного тока с изолированной нейтралью / Силаев Ю.М. -Опубл. 10.08.2006, Бюл. № 1.

5. Пат. 2143703 РФ, МПК G01R 31/08. Способ определения места однофазных замыканий в кабельных линиях, проложенных в земле / Соломенцев К.Ю., Лачин В.И., Малина А.К. Опубл. 27.12.99, Бюл. № 36.

6. Цапенко Е.Ф. Контроль изоляции в сетях до 1000 вольт. М.: Энергия, 1972.- 154 с.

7. Пат. 2101716 РФ, МПК G01R 27/02. Способ измерения установившегося значения сопротивления изоляции / Серебряков A.C. Опубл. 10.01.98, Бюл. №3.

8. Пат. 2300114 РФ, МПК G01R 31/02. Способ контроля сопротивления изоляции электрической сети постоянного тока / Кулдыкин А.Н., Смолин В.И. — Опубл. 27.05.2007, Бюл. № 5.

9. Пат. 2201477 РФ, МПК G01R 27/18. Способ контроля сопротивления изоляции между электролизером и землей и устройство для его осуществления / Тесов Н.И., Щеголев В.И., Галанов А.И. Опубл. 27.03.2003, Бюл. № 3.

10. Пат. 2149414 РФ, МПК G01R 27/18. Устройство для измерения сопротивления изоляции в высоковольтных цепях / Белов В.А. — Опубл. 20.05.2000, Бюл. № 5.

11. A.c. 419807 СССР, МКИ G01R 27/18. Устройство для контроля сопротивления изоляции сетей / Тарасов С.И., Малина А.К., Лачин В.И., Федий B.C. Опубл. 1974, Бюл. № 10.

12. A.c. 408238 СССР, МКИ G01R 27/18. Способ измерения сопротивления изоляции / Тарасов С.И., Лачин В.И., Малина А.К., Малашенко А.Г., Горбатенко Н.И. Опубл. 1973, Бюл. № 47.

13. A.c. 468191 СССР, МКИ G01R 27/00. Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, находящихся под изменяющимся напряжением / Лачин В.И., Малина А.К., Тарасов С.И., Беличенко Е.И., Люткевич В.И. Опубл. 1975, Бюл. № 15.

14. A.c. 659991 СССР, МКИ G01R 27/18. Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических цепей, находящихся под изменяющимся напряжением / Лачин В.И., Малина А.К., Федий B.C. Опубл. 1979, Бюл. № 16.

15. A.c. 892348 СССР, МКИ G01R 27/16. Устройство для измерения сопротивления изоляции сетей, находящихся под напряжением /Лачин В.И., Холодков В.П., Малина А.К., Буняев В.А. Опубл. 1981, Бюл. № 47.

16. Пат. 2196999 РФ, МПК G01R 27/18. Способ контроля сопротивления изоляции и защиты сети постоянного тока от замыканий на землю в одной точке / Ванин В.К., Кичаев В.В., Марковская O.A. Опубл. 20.01.2003, Бюл. № 1.

17. Пат. 2028638 РФ, МПК G01R 27/18. Способ контроля сопротивления изоляции разветвленных сетей постоянного и переменного тока / Дунаев Б.Д., Савельев В.А., Словесный С.А., Усов A.B., Шилов C.B. Опубл. 09.02.1995, Бюл. № 2.

18. Пат. 2026561 РФ, МПК G01R 27/18. Устройство для измерения сопротивления изоляции сетей постоянного тока / Банщиков В.И., Наумов В.А. Опубл. 09.01.1995, Бюл. № 3.

19. A.c. 534696 СССР, МКИ G01R 17/10. Измерительный преобразователь сопротивления изоляции сетей постоянного тока / Балакирев М.В., Бладыко В.М., Машенков В.М., Редькин В.А. Опубл. 05.11.1976.

20. A.c. 421950 СССР, МКИ G01R 27/02. Устройство контроля и измерения изоляции сети постоянного тока / Андреев В.А., Могелевский Э.Г. Опубл. 30.03.74, Бюл. № 12.

21. A.c. 561149 СССР, МКИ G01R 27/18. Устройство для контроля сопротивления изоляции сетей постоянного тока / Андрущенко А.Г., Фомин Н.Ф., Журавель Е.В. Опубл. 05.06.1977, Бюл. № 21.

22. A.c. 1597773 СССР, МКИ G01R 27/18. Способ определения сопротивления изоляции сети постоянного тока / Барабаш Б.В., Голубихин В.А., Кропивницкий А.Д., Литвинов С.Н., Тацис Н.К. Опубл. 07.10.1990, Бюл. № 37.

23. A.c. 1788478 СССР, МКИ G01R 27/18. Способ контроля сопротивления изоляции разветвленной сети постоянного тока / Горяйнов H.A. Опубл. 15.01.1993, Бюл. № 1.

24. Пат. 2279099 РФ, МПК G01R 27/18. Способ контроля сопротивления изоляции электрооборудования троллейбуса и оценки условий его безопасной эксплуатации / Малафеев С.И., Серебренников H.A., Фролкин В.Г. Опубл. 27.06.2006, Бюл. № 1.

25. Пат. 2281521 РФ, МПК G01R 27/18. Способ измерения сопротивления изоляции сети постоянного тока с изолированной нейтралью / Силаев Ю.М. — Опубл. 10.08.2006, Бюл. № 1.

26. Карпиловский JI.H. Импульсный способ измерения сопротивления изоляции сетей постоянного тока и обесточенных сетей // Вопросы судостроения. Сер. Судовая электротехника и связь. 1977. - Вып. 16. — С. 43-56.

27. Пат. 2200329 РФ, МПК G01R 27/18. Способ измерения электрического сопротивления изоляции / Бородянский М.Е., Бородянский И.М. Опубл. 10.03.2003, Бюл. № 1.

28. Пат. 2230332 РФ, МПК G01R 27/16. Устройство для измерения электрического сопротивления изоляции / Бородянский М.Е.,

29. Бородянский Ю.М., Банщиков Ю.А., Наумкин В.П., Степаненков М.А., Шляхтин С.А. Опубл. 10.06.2004, Бюл. № 1.

30. Пат. 2289142 РФ, МПК G01R 27/16. Устройство измерения сопротивления изоляции / Бородянский И.М., Самойлов JI.K. Опубл. 10.12.2006, Бюл. № 1.

31. Пат. 2300114 РФ, МПК G01R 31/02. Способ контроля сопротивления изоляции электрической сети постоянного тока / Кулдыкин А.Н., Смолин В.И. — Опубл. 27.05.2007.

32. Пат. 2011999 РФ, МПК G01R 27/18. Способ измерения эквивалентного сопротивления изоляции электрической сети / Пикулин Г.Е., Осетров B.C., Меланьин Е.И. Опубл. 30.04.1994.

33. Пат. 2044324 РФ, МПК G01R 27/18. Способ определения сопротивления изоляции электрических сетей / Осетров B.C., Пикулин Г.Е. Опубл. 20.09.95.

34. Пат. 4562390 США. Измерение сопротивления изоляции в статическом генераторе. Опубл. 31.12.85.

35. Пат. 6043665 США. Способ измерения тока заряда емкости. — Опубл. 28.03.2000.

36. Пат. 2268524 РФ, МПК Н02Н 3/16. Устройство для защиты от замыканий на землю в сетях с компенсацией емкостного тока / Вайнштейн P.A., Шестакова В.В., Юдин С.М. Опубл. 20.01.2006.

37. Пат. 2120129 РФ, МПК G01R 31/08. Способ контроля сопротивления изоляции однофазной электрической сети и устройство для его осуществления / Стадник Н.И., Митрохин B.JL, Ведерников А.И. Опубл. 10.10.1998.

38. Пат. 2299444 РФ, МПК G01R 31/02. Устройство контроля изоляции электрических цепей / Вареник Е.А., Дзюбан B.C. — Опубл. 20.05.2007.

39. Электробезопасность в горнодобывающей промышленности / Л.В.Гладилин, В.И.Шуцкий, Ю.Г.Бацежев, Н.И.Чеботаев М.: Недра, 1977. — 327 с.

40. Пат. 2125271 РФ, МПК G01R 27/18. Способ контроля изоляции в трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью / Мусин А.Х., Мусин М.А. Опубл. 20.01.99.

41. A.c. 1215057 СССР, МКИ G01R 27/18. Способ определения параметров изоляции трехфазных электрических сетей с изолированной нейтралью до 1000 В / Утегулов Б.Б. Опубл. 28.02.86.

42. Пат. 2074399 РФ, МПК G01R 27/18. Способ определения активной составляющей сопротивления изоляции фазы сети относительно земли / Бендяк H.A., Дубовой A.B., Сидоров А.И., Сельницин A.A. Опубл. 27.02.97.

43. Пат. 2136011 РФ, МПК G01R 31/02. Способ определения активной и емкостной составляющих сопротивления изоляции фаз сети относительно земли / Лапченков К.В., Сидоров А.И. Опубл. 27.08.99.

44. Пат. 2230333 РФ, МПК G01R 27/18. Способ определения параметров изоляции кабельной сети с изолированной нейтралью / Максимов Ю.Я., Локтионов А.П. Опубл. 10.06.2004.

45. Пат. 2218642 РФ, МПК Н02Н 3/16. Устройство контроля сопротивления изоляции и защиты электротехнической установки / Драков A.A., Озерных И.Л. -Опубл. 10.12.2003.

46. Пат. 2028634 РФ, МПК G01R 27/18. Способ измерения сопротивления изоляции электрических сетей переменного тока со статическими преобразователями и устройство для его осуществления / Лебедев B.C., Мокрушин A.M., Раскин С.И. Опубл. 09.02.95.

47. Пат. 2282860 РФ, МПК G01R 27/18. Устройство контроля сопротивления изоляции незаземленных разветвленных электрических сетей под рабочим напряжением / Галка В.Л., Лазаревский H.A., Александров В.П., Калашников Н.С., Плазовская Т.Н. Опубл. 27.08.2006.

48. Пат. 2144679 РФ, МПК G01R 27/18. Способ контроля сопротивления изоляции и защиты электрической сети / Малафеев С.И., Мамай B.C., Серебренников H.A., Фролкин В.Г. Опубл. 20.01.2000.

49. Пат. 60225 РФ, МПК G01R 27/16. Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей / Лачин В.И., Кильдияров A.B., Соломенцев К.Ю., Иванов Е.А. Опубл. 10.01.07, Бюл. № 1.

50. Пат. 2321008 РФ, МПК G01R 27/16. Способ измерения сопротивления изоляции электрических сетей (варианты) / Лачин В.И., Кильдияров A.B., Соломенцев К.Ю., Иванов Е.А. Опубл. 27.03.2008, Бюл. № 9.

51. Пат. 2310873 РФ, МПК G01R 27/18. Способ измерения сопротивления изоляции электрических сетей / Лачин В.И., Кильдияров A.B., Соломенцев К.Ю., Иванов Е.А. Опубл. 20.11.07, Бюл. № 32.

52. Лачин В.И., Соломенцев К.Ю., Федий B.C. Повышение быстродействия устройств контроля параметров инерционных объектов // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки.-2007. Спецвыпуск.-С. 153-155.

53. Толстов А.Г. Введение в методологию теории систем: учеб. пособие. — М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004.

54. Большаков В.Д. Теория ошибок наблюдений.: учеб. для вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1983. — 223 с.

55. Вентцель Е.С. Теория вероятностей.: учебник. — 5-е изд., стереотип. —М.: Высш. шк., 1998.-576 с.

56. Основы метрологии и электрические измерения: учебник для вузов / Б.Я. Авдеев, Е.М. Антонюк, Е. М. Душин и др.; под ред. Е.М. Душина. 6-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1987. - 480с.

57. Сергеев А. Г., Крохин В. В. Метрология: учеб. пособие для вузов. — М.: Логос, 2001.-408с.

58. Кудряшова Ж.Ф., Рабинович С.Г. Методы обработки результатов наблюдений при косвенных измерениях // Тр. метрологических институтов СССР. Л.: Энергия, 1975. - Вып. 172 (232). - С. 3-58.

59. Кирьянов Д.В. Mathcad 14. СПб.: БХВ-Петербург, 2007. - 704 с.

60. Болтянский В.Г. Математические методы оптимального управления. Изд. 2-е, перераб. и доп.-М.: Наука, 1969. - 408 с.

61. Пат. 57017 РФ, МПК G01R 27/16. Устройство для измерения емкости сети / Лачин В.И., Кильдияров A.B., Соломенцев К.Ю., Иванов Е.А. Опубл. 27.09.2006, Бюл. № 27.

62. Соломенцев К.Ю. Расчет параметров измерительного преобразователя сопротивления изоляции электрических сетей на основе метода D-разбиений // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2008. - № 1.-С. 41-43.

63. Дорф Р., Бишоп Р. Современные системы управления.-М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002.- 832 с.

64. Ротач В.Я. Теория автоматического управления теплоэнергетическими процессами: учебник для вузов.- М.: Энергоатомиздат, 1985.- 294 с.

65. Теория автоматического управления / под ред. Ю.М. Соломенцева. М.: Высш. шк., 1999. - 268 с.

66. Стефани Е.П. Основы расчета настройки регуляторов теплоэнергетических процессов.- М.: Энергия, 1972. -376 с.

67. Воронов A.A., Титов В.К., Новогранов Б.Н. Основы теории автоматического регулирования и управления,- М.: Высш. шк., 1977.-268 с.

68. Стефани Е.П., Панько М.А., Пикина Г.А. Сборник задач по основам автоматического регулирования теплоэнергетических процессов. М.: Энергия, 1973. -336 с.

69. Основы теории автоматического регулирования / В.И.Крутов, Ф.М.Данилов, П.К.Кузьмик и др. М.: Машиностроение, 1984.-368 с.

70. Гноенский JI.C., Каменский Г.А., Эльсгольц Л.Э. Математические основы теории управляемых систем. М.: Наука, 1969. - 512 с.

71. Ерофеев A.A. Теория автоматического управления.: учебник. 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Политехника, 2003. - 302 с.

72. Сазонов Г.Г. Основы теории автоматического управления ТАУ. — М.: Истек, 2003.-98 с.

73. Спиди К., Браун Р., Гудвин Дж. Теория управления. Идентификация и оптимальное управление. М.: Мир, 1973. - 248 с.

74. Теория автоматического управления / под ред. A.A. Воронова М.: Высш. шк., 1986.-504 с.

75. Гультяев А.К. Визуальное моделирование в среде MATLAB. СПб.: Питер, 2000.-432 с.

76. Климов В.П. Современные направления развития силовых преобразователей переменного тока Электронный ресурс. / компания «Теней Плюс». Режим доступа: http://www.tensy.ru/.

77. Цапенко Е.Ф. Замыкание на землю в сетях 6-35 кВ. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 128 с.

78. Фолкенбери Л. Применение операционных усилителей и линейных ИС: пер. с англ.-М.: Мир, 1985.-572 с.

79. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: пер. с англ. в 2-х т. Изд. 2-е, стереотип.- М.: Мир, 1984. - Т.1- 598 е.; Т.2. - 590 с.

80. Операционные усилители и компараторы. — М.: Изд. дом «Додэка XXI», 2002.-560с.

81. Сви П.М. Контроль изоляции оборудования высокого напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 128 с.

82. Пат. 2138117 РФ, МПК НОЗ F 3/217. Усилитель с адаптивной широтно -импульсной модуляцией / Соломенцев К.Ю., Лачин В.И., Малина А.К. Опубл. 20.09.99, Бюл. № 1.

83. Ланкин М.В., Валах Е.А., Соломенцев К.Ю. Управляемый источник тока // Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики : материалы III Междунар. науч.- практ. конф., г. Новочеркасск, 20 сент. 2002 г. : в 4 ч. / Юж.

84. Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). Новочеркасск : ООО НПО "ТЕМП", 2002. - Ч. 1. -С. 31-35.

85. Бессонов JI.A. Теоретические основы электротехники: учебник для студентов энергетических и электротехнических вузов. — М.: Высш. шк., 1973. — 752 с.

86. Щуцкий В.И., Жидков В.О., Ильин Ю.Н. Защитное шунтирование однофазных повреждений установок. — М.: Энергоатомиздат, 1986. 152 с.

87. Лачин В.И., Савелов Н.С. Электроника: учеб. пособие. 5-е изд., перераб. и доп. - Ростов н/Д: Феникс, 2005 - 704 с.

88. Шило B.JL Линейные интегральные схемы. — М.: Советское радио, 1983. — 180с.

89. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах — 2-е изд., перераб и доп.—Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988.-304с.

90. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. М.: Радио и связь, 1987. - 225с.

91. Modbus-IDA. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www. Modbus-IDA.org/.

92. Лачин В.И., Холодков В.П., Соломенцев К.Ю. Высококачественный усилитель мощности : информ. листок / Ростов. ЦНТИ. Ростов н/Д, 1990. - № 559-90.

93. Микропроцессорный измеритель тока с гальванической развязкой: информ. листок / В.И.Лачин В.П.Холодков А.К.Малина К.Ю.Соломенцев и др.; Ростов. ЦНТИ. Ростов н/Д, 1990. - № 557-90.

94. A.c. 1742739 СССР, МКИ G 01 R 19/20. Устройство для измерения постоянного тока / Лачин В.И., Малина А.К., Соломенцев К.Ю., Иванов Е.А., Холодков В.П. и др. Опубл. 23.06.92, Бюл. № 23.

95. Арцишевский Я.Л. Определение мест повреждений линий электропередачи в сетях с изолированной нейтралью. М.: Высш. шк., 1989. - 87 с.

96. А.с.1580294 СССР, МКИ GOIR 27/18. Способ определения места снижения сопротивления изоляции / Тюгай С.Ч., Иванов Е.А., Ребров В.М. и др. Опубл. 1990, Бюл. № 27.

97. Аккумулятор автомобиля Электронный ресурс. / Компания NIVA-FAQ. -Режим доступа: http://www.niva-faq.msk.ru/tehnika/elektro/aklcu/aldmav.htm.

98. Измерительно вычислительная система контроля параметров многоэлементных систем : информ. листок / В.И.Лачин В.П.Холодков А.К.Малина В.Е.Самченко К.Ю.Соломенцев; Ростов. ЦНТИ. - Ростов н/Д, 1990. -№558-90.

99. Соломенцев К.Ю., Ходарев О.Н. Универсальный стенд для испытаний ХИТ // Литиевые источники тока: материалы VI Междунар. конф., г. Новочеркасск, 19-20 сент. 2000г. / Юж.- Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). Новочеркасск: Набла, 2000.-С. 155-156.

100. Разевиг В.Д. Схемотехническое моделирование с помощью Micro-Cap 7. -М.: Горячая линия-Телеком, 2003. 366 с. - (Современная электроника).

101. Лихачев Ф.А. Замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов. -М.: Энергия, 1971. -С. 24-26.

102. Электробезопасность на открытых горных работах. / В.И.Шуцкий, А.И.Сидоров, Ю.В.Ситчихин и др. М.: Недра, 1996. - С.63 - 65.

103. Эйдинов Р.М. К оценке времени переходных процессов в системах автоматического регулирования с переменной структурой // Изв. АН СССР. Техн. кибернетика. 1965. — №5. - С. 149-155.

Похожие работы

Информатика, вычислительная техника и управление
05.13.00