автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Повышение точности информационно-измерительных систем учёта электроэнергии

На правах рукописи

ФРАНТ АСОВ Дмитрий Николаевич

ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ УЧЁТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Специальность 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (в промышленности и медицине)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

. 1 б ИЮН 2011

Уфа-2011

4849906

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Самарский государственный университет путей сообщения» на кафедре информационных систем и телекоммуникаций.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Косолапое Александр Михайлович,

заведующий кафедрой информационных систем и телекоммуникаций Самарского государственного университета путей сообщения.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Гречишников Владимир Михайлович,

заведующий кафедрой электротехники Самарского государственного аэрокосмического университета им. Академика С.П. Королёва (Национального исследовательского университета).

кандидат технических наук, доцент Мирина Татьяна Владимировна,

доцент кафедры информационно-измерительной техники Уфимского государственного авиационного технического университета.

Ведущая организация: Самарская дирекция связи «Центральная

станция связи» (филиал ОАО «Российские железные дороги»).

Защита состоится «1» июля 2011 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д-212.288.02 при Уфимском государственном авиационном техническом университете по адресу: 450000, г. Уфа, ул. К. Маркса, 12.

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке УГАТУ. Автореферат разослан «о&> ^Ь 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор техн. наук, доцент

В.С. Фетисов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность и перспективность работы. Проблема эффективного управления энергопотреблением отвечает экономическим интересам поставщиков и потребителей электроэнергии. Одним из направлений решения данной задачи является точный контроль и учет электроэнергии. В настоящее время при измерениях электроэнергии во многих случаях не обеспечивается необходимая точность для реальных режимов работы энергообъектов, так как эксплуатируемые установки призванные решать задачу учета количества и контроля качества электроэнергии, зачастую не обеспечивают необходимые показатели для эффективного управления и энергосбережения. Решение этой проблемы позволит значительно продвинуться вперёд не только в области учёта электроэнергии, но и в создании новых энергосберегающих технических средств и технологий.

Повышения точности можно достичь путем замены существующих элементов измерительных систем средствами учета более высокого класса точности, но это требует значительных финансовых затрат. Поэтому возникла задача повышения точности информационно-измерительных систем (ИИС), находящихся в эксплуатации, без масштабной замены компонентов, входящих в их состав. Задача совершенствования существующих и создания новых методик учета электроэнергии в настоящее время актуальна, имеет важное народно-хозяйственное значение н перспективна в обозримом будущем.

Целью диссертационной работы является повышение точности учета электроэнергии.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следуюгцие задачи.

1. Провести анализ существующих методов и средств коммерческого и технического учета электроэнергии и мощности для выявления недостатков, ограничивающих точность учёта электроэнергии. Определить факторы, влияющие на величину появляющихся погрешностей и способы их минимизации.

2. Разработать математические и алгоритмические модели масштабирующих преобразователей с компенсацией погрешностей от воздействия дестабилизирующих факторов.

3. Определить оптимальные параметры основных элементов ИИС.

4. Разработать ИИС учета электроэнергии с коррекцией погрешности от дестабилизирующих факторов.

5. Исследовать и оценить погрешности предложенной ИИС, разработать пути их уменьшения, доказать соответствия характеристик ИИС поставленным требованиям. Полученные результаты внедрить в промышленность и на транспорте.

Методы исследования. Поставленные задачи в диссертационной работе решаются с использованием теории погрешностей, теории автоматического управления, теории электрических цепей и сигналов, методов математического моделирования и анализа с использованием языков программирования высокого уровня.

Научная новизна проведённых исследований определяется следующим:

- впервые разработанной математической и алгоритмической моделями масштабирующего преобразователя с непрерывной коррекцией погрешностей при влиянии дестабилизирующих факторов;

- впервые разработанной математической и алгоритмической моделями масштабирующего преобразователя с дискретной коррекцией погрешностей при влиянии дестабилизирующих факторов;

- исследованиями математических и алгоритмических моделей масштабирующих преобразователей тока с коррекцией погрешности непрерывным и дискретным сигналами;

- структурой и параметрами ИИС коммерческого учета электроэнергии с коррекцией погрешностей, позволяющей повысить точность измерений потребляемой электроэнергии путем введения поправок в процессе измерительных преобразований.

Практическую ценность имеют:

- алгоритмическая модель позволяющая определять оптимальные параметры первичных преобразователей тока с непрерывной коррекции погрешности;

- алгоритмическая модель позволяющая определять оптимальные параметры первичных преобразователей тока с дискретной коррекции погрешности;

- методика определения оптимальных параметров элементов входящих в состав первичных преобразователей тока с коррекцией погрешности;

- результаты исследования математических и алгоритмических моделей масштабирующих преобразователей тока с коррекцией погрешности непрерывным и дискретным сигналами;

- структура ИИС коммерческого учета электроэнергии с коррекцией погрешности от воздействия дестабилизирующих факторов;

На защиту выносятся:

- алгоритмическая модель измерительного масштабирующего преобразователя тока с непрерывной коррекцией погрешности преобразования при влиянии дестабилизирующих факторов;

- результаты исследования алгоритмической модели измерительного масштабирующего преобразователя тока с непрерывной коррекцией погрешности;

- алгоритмическая модель измерительного масштабирующего преобразователя тока с дискретной коррекцией погрешности преобразования при влиянии дестабилизирующих факторов;

- результаты исследования алгоритмической модели измерительного масштабирующего преобразователя тока с дискретной коррекцией погрешности;

- методика определения оптимальных параметров преобразователей тока с коррекцией погрешности;

- структура ИИС учета электроэнергии, позволяющая повысить точность измерений потребляемой электроэнергии в несколько раз путем коррекции погрешности измерительного преобразователя тока вызванную влиянием дестабилизирующих факторов.

Внедрение результатов работы. Результаты работы внедрены в Куйбышевской дирекции по энергообеспечению (филиал ОАО «РЖД»),

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на V и VI Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития транспортного комплекса» (Сам-ГУПС, февраль 2009 и март 2010), Международной научно-практической конференции «Наука и образование транспорту» (СамГУПС, октябрь 2009), Международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Перспективные информационные технологии для авиации и космоса» (СГАУ, сентябрь 2010).

Публикации по теме диссертации. Основные материалы диссертационной работы изложены в 10 научных трудах, в том числе 8 в научных изданиях, из них 3 в изданиях из перечня ВАК, 2 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, приложений и списка использованных источников. Общий объем диссертации - 130 страниц, в том числе 22 рисунка и 2 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность и формулируется цель диссертации, ставятся задачи исследования, приводятся основные положения и результаты, выносимые на защиту, отмечается их актуальность, новизна и практическая значимость.

В первой главе определены основные требования, предъявляемые в настоящее время к ИИС контроля и учета электроэнергии и мощности. Проводится сопоставительный анализ существующих методов и средств учета. Показано, что существующие ИИС контроля и учета электроэнергии имеют недостатки, которые приводят к недостаточной точности измерения потребляемой электроэнергии. Их точностные параметры не отвечают требованиям современных информационных систем в реальных условиях эксплуатации при наличии дестабилизирующих факторов. Основными элементами, ограничивающими класс точности ИИС учёта электроэнергии, являются масштабирующие преобразователи.

При измерениях с использованием масштабирующих преобразователей с ферромагнитными сердечниками основными факторами, влияющими на погрешность измерения электроэнергии, являются нелинейность намагничивания сердечника и характер нагрузки контролируемого присоединения. Недостатком существующих методов учета электроэнергии является то, что при создании ИИС контроля и учета электроэнергии на конкретном предприятии не нормируется результирующая погрешность. В нормативных документах приводится ряд требований к каждому компоненту системы, однако на практике, условия эксплуатации средств учета электроэнергии и их техническое состояние не всегда отвечают требованиям, определяемым нормативными документами. Это приводит к тому, что точностные характеристики таких средств учета выходят за пределы класса точности и содержат дополнительные погрешности, зависящие от внешних факторов, которые оказываются преобладающими.

Отсутствие в ИИС контроля и учета электроэнергии технического устройства или методик, позволяющих учитывать эти погрешности и вносить поправки, снижает точность системы, что приводит к недостоверной оценке потребляемой электроэнергии.

Установлено, что перспективными являются методы и средства учета с коррекцией погрешностей. В соответствии с выявленными недостатками в рассмотренных методах и средствах учета, а также в соответствии с выявленными требованиями определяется цель и ставятся задачи исследования.

Во второй главе рассматриваются первичные преобразователи, входящие в состав ИИС, которые вносят наибольшие погрешности в результаты измерения электроэнергии. Повышение точности коммерческого учета электроэнергии невозможно без определения точностных характеристик не только самих электросчетчиков, но и первичных масштабных преобразователей -измерительных трансформаторов напряжения и тока. Спад производства последних лет привел к уменьшению нагрузок в ряде узлов энергосистемы, а также снижению потребления промышленностью, что в свою очередь вызвало возникновение отрицательной погрешности в системах контроля и учета электроэнергии. Причиной тому стало возникновение отрицательной погрешности у масштабирующих преобразователей тока и напряжения.

В условиях снижения потребления электроэнергии промышленными предприятиями загрузка преобразователей тока часто не превышает 5-15 %, что приводит к значительному увеличению погрешностей.

Для коррекции измерительных преобразователей тока наиболее широкое применение получили конструктивно-технологические методы уменьшения погрешностей. Все эти способы обеспечивают уменьшение, как правило, лишь отдельных составляющих погрешности в сравнительно небольших пределах, при нормальном режиме работы.

Более универсален структурный метод коррекции погрешности с поправкой по значению, позволяющий в значительной степени уменьшить токовую, угловую и другие составляющие погрешности. Обобщенная структурная схема преобразователя тока с коррекцией погрешности, пригодного для использования в широком диапазоне входных токов и частот, приведена на рисунке 1.

Сущность метода состоит в том, что входной сигнал преобразуют в нескольких каналах с гальванической развязкой так, что в одном из них формируют основную часть выходного сигнала, а в других - сигналы поправки к нему, позволяющие в значительной мере компенсировать появляющиеся ошибки.

На рисунке 1 обозначено: 1 х -входной ток, — обмотки преобразователей, ПТ - типовой измерительный преобразователь тока, ПК - корректирующий преобразователь, ■/?„ - нагрузка, БК - блок корректирующего сигнала.

Рисунок 1 - Обобщенная структурная схема преобразователя тока с коррекцией погрешности (ПТК)

Методики, положенные в основу выполненных ранее исследований, не позволяют учитывать изменения динамических параметров системы и её нелинейность. Результаты исследования, проведённые в настоящей работе, не имеют этого недостатка.

В третьей главе исследуется метод коррекции погрешности преобразователей тока, пригодный для использования в широком диапазоне входных токов и частот. Рассматриваются зависимости погрешностей от параметров входных сигналов, а также влияния дестабилизирующих факторов. Схеме на рисунке 1 соответствует математическая модель в виде системы уравнений в операторной форме (1):

и (рЖ„. (р) - Л (рЖ46 (р) - /6 (р) - /5 (р)к56 (р) = о

= (!)

Полагая, с учётом схемы на рисунке 1, что

Л (/») = /, 00; (2)

1Лр) = 1ЛРУ, (3)

получим из соотношений (1) - (3) 1 + К%(р)К (/;)

где Yn - погрешность преобразователя ПТ; Ку(р)=Ку /1 + тр -передаточная функция блока БК; Ij(p) и 1Н (р)- изображения по Лапласу токов в j-той обмотке и в RK соответственно, j е [1 ,.6]; Кпп (р) -коэффициент передачи между обмотками ш и n, m е [1..6] и п е[]..6];Т-постоянная времени блока БК; Ку- коэффициент усиления при р=0.

Окончательно, с учётом (1) и (4), для установившегося режима при

Кя(р)К;\р)« 1; (5)

Kn(p) = KJp)- (6)

K«(j>) = u (7)

IAp) = MP)K12(P)- (8)

Как видно из (8), погрешность Уп преобразователя ПТ компенсируется.

Приведённую концептуальную модель можно существенно уточнить за счёт учёта паразитных и других параметров преобразователей, а также нелинейности характеристик намагничивания сердечника непосредственно при моделировании с использованием программного обеспечения Simulink.

Для преобразователя тока с коррекцией погрешности (ПТК) имеем следующую передаточную функцию:

W(P) = J> (9)

где Л, = 4.521 *10"5 * рг + 50.052 * рг +0.5243*;?

В1 = 8.03*10"" *р4 +9.28*10"' *р3 +1.01*103 *р2 +2.95*102 *р + 2.88

На рисунке 2 приведены зависимости относительной токовой погрешности от величины первичного тока в диапазоне от 0 до 500 А, при нескольких значениях сопротивления нагрузки на частоте /= 50 Гц для преобразователя тока с коррекцией (ПТК) и преобразователя тока без коррекции (ПТ). Графики ПТ1 и ПТК1 соответствуют RH = 0.2 Ом, а ПТ2 и ПТК2 Л„=0.4 0м.

Из графика видно, что ПТК имеет на порядок лучшие характеристики по сравнению с ПТ в достаточно широком диапазоне частот, при этом погрешность преобразования ППС не превышает 0.1 %.

Рисунок 2 - Зависимость номинальной токовой погрешности от величины входного тока

Выполненные исследования позволяют указать диапазон параметров для блока корректирующего сигнала, то есть для коэффициента усиления ку и постоянной времени Т, при которых обеспечивается требуемый класс точности и приемлемое время протекания переходного процесса в системе не превышающее 0.04 с.

Однако при коррекции больших токов в системе с непрерывной коррекцией погрешности рассеивается и потребляется большая мощность. Этот недостаток значительно ослабляется в дискретной системе, где корректирующий ток создаётся с помощью электронных ключей, управляемых микроконтроллером.

Такое решение также позволит значительно уменьшить весогабаритные и эксплуатационные характеристики устройства и делает его более удобным для применения на мобильных объектах.

Передаточная функция системы с дискретной коррекцией погрешности при шаге дискретизации 10ч сек. определяется соотношением:

= (10)

В2

где

Л2 =0.0288326 -0.02065г5 - 0.0618924 +0.04129г3 +0.03733г2 -0.02065г в2 -1.631г5 -0.4283г4 + 1.4Ьт3 + 0.03434;:2 - 0.292 Ът-0.02408.

На рисунке 4 показаны графики зависимостей относительной токовой погрешности А для измерительного преобразователя тока (ПТ) и для преобразователя тока с цифровой коррекцией погрешности (ПТЦК) от частоты входного сигнала / в диапазоне от 0 до 400 Гц, при номинальной величине первичного тока /,=100 А и сопротивлении нагрузки =0.2 Ом.

Рисунок 4 - График зависимости показателей токовой погрешности от частоты

входного тока

Из графика видно, что ПТЦК имеет на порядок лучшие характеристики по сравнению с ПТ в достаточно широком диапазоне частот, при этом погрешность преобразования ПТЦК не превышает 0.05 %.

На рисунке 5 приведены зависимости токовой погрешности от величины

первичного тока /1 в диапазоне от 0 до 300 А, при использовании непрерывной (ПТК) и дискретной (ПТЦК) системы коррекции погрешности.

Рисунок 5 - Зависимость номинальной токовой погрешности от величины входного тока при использовании различных блоков коррекции погрешности

Использования цифрового блока коррекции вместо аналогового хоть и даёт некоторое увеличение токовой погрешности, его результаты всё равно остаются на порядок лучшими по сравнению с некорректируемым преобразователем тока.

Уменьшение погрешности типового преобразователя тока в несколько раз позволит обеспечить улучшение метрологических характеристик ИИС учёта электроэнергии в целом. Выполнение этих условий технологически не сложно и не повлечёт существенных изменений уже установленных на предприятиях измерительных преобразователей тока. Такое решение существенно расширяет диапазон рабочих токов и частот, а так же позволяет снизить влияние внешних факторов на точность измерений.

Метод коррекции погрешности с поправкой по значению применим для основных элементов ИИС учёта электроэнергии, таких как преобразователи тока и напряжения, счетчики электроэнергии.

В четвёртой главе проведен анализ параметров ИИС учёта электроэнергии с коррекцией погрешности. Исследованы основные факторы, влияющие на работоспособность системы и погрешность измерения, получены рекомендации по модернизации эксплуатируемых измерительных каналов.

Системы измерений, пригодные для применения на промышленных объектах и транспорте должны обеспечивать не только требуемый класс точности, но и работать в реальных условиях эксплуатации. Поэтому необходимо рассмотреть вопросы работоспособности измерительных

преобразователей тока из-за отклонений параметров элементов при производстве и эксплуатации.

Наиболее предпочтительны методы анализа работоспособности системы при отклонении параметров элементов, основанные на использовании оценок чувствительности. Они являются весьма удобными для инженерных расчётов и требуют относительно небольшого объёма вычислений, позволяя получить результаты с приемлемой точностью.

При производстве измерительных преобразователей тока на основе трансформаторов важным параметром является магнитная проницаемость сердечника, т.к. она может значительно изменятся в различных партиях стали. На основной рабочей частоте 50 Гц для системы, описываемой выражением (9), при изменении магнитной проницаемости сердечника ПТ (рисунок 1) на 20 % получим значение относительной чувствительности

рСр)!1 ~2.58*10"6. Данная величина свидетельствует о незначительном

I ' "1ТТ I

влиянии параметров сердечника преобразователя тока на ошибку выходного сигнала.

Для оценки влияния параметров корректирующего преобразователя тока определим относительную чувствительность системы с коррекцией погрешности при изменении магнитной проницаемости сердечника ПК (рисунок 1) на 20 %. На частоте 50 Гц получим ¡адГ | я 0.00114. Это свидетельствует о

! А' |

значительно большем влиянии параметров корректирующей части на точность работы преобразователя тока с коррекцией.

Обычно интерес представляют не абсолютные отклонения значений выходной характеристики Л/, а относительные значения этих отклонений 31, поэтому отклонения параметров элементов задаются так же в относительных величинах Ш. = Ас/ / с1а.

, (и)

где 1тм — номинальный ток; п - количество учтённых параметров.

При использовании выражения (11) следует иметь в виду, что оно является справедливым лишь для достаточно малых отклонений <И,. Во многих практических случаях точность анализа линейных схем, обеспечиваемая выражением (11), оказывается достаточной при - 0.25 < <5У, < +0.25.

Таким образом, для элемента системы учёта электроэнергии с коррекцией погрешности можно определить относительные значения этих отклонений используя полученные значения чувствительности. Значение относительного

отклонения 51 < 2.5*10"' при частоте первичного тока / = 50 Гц. Относительные изменения выходной величины меньше относительной погрешности и соответствуют требуемому классу точности, это свидетельствует о высокой вероятности работоспособности системы учёта электроэнергии в различных условиях эксплуатации и низком проценте брака при производстве.

При измерениях электрической энергии, реализуемых посредством ИИС (состоящей из измерительных преобразователей напряжения и тока, счетчика электрической энергии, линии присоединения счетчика к преобразователям), расчет доверительных границ относительной погрешности измерений количества электрической энергии при доверительной вероятности, равной 0.95, выполняют (в предположении, что все составляющие погрешности имеют равномерную функцию плотности вероятности) по формуле:

где 51 - пределы допускаемой токовой погрешности преобразователя тока; 8и — пределы допускаемой погрешности напряжения преобразователя напряжения; 8& - доверительные границы допускаемой погрешности трансформаторной схемы подключения счетчика (при измерениях активной или реактивной электроэнергии); дя - погрешность из-за потери напряжения в линии соединения счетчика с преобразователем напряжения; 8т - пределы допускаемой основной относительной погрешности счетчика; 8с~ пределы допускаемой дополнительной погрешности счетчика от 1-й влияющей величины; 1 - число влияющих величин.

На рисунке 6 представлены схемы традиционной ИИС учета электроэнергии и ИИС на основе преобразователя тока (ПТ), преобразователя напряжения (ПН), корректирующего преобразователя (ПК) и счетчика электроэнергии. На рисунке 6 также отражены погрешности используемых измерительных преобразователей.

При измерениях активной электрической энергии в предположении, что ИИС состоит из измерительных преобразователей напряжения и тока с коррекцией (класс точности 0,05) и цифрового счетчика электрической энергии с коррекцией (класс точности 0,05), по (12) получим «±0.1%

(£<5^=0, поскольку расчет проводится для нормальных условий

)=1

эксплуатации счетчика).

(12)

ебъект измереиий

объект измерений

JU-

О

перегрузки Ш1

О

0.15

потерн во вторичной nenn

О

0.05 малый

а) без коррекции

0.2 S CD 0.03 CD 0.0Z5

пт смещение в область перегрузка III

чялых токов

0.2

счетчик

погрешность измерительного комплекса ~ 0.4

0.03 ПН

о

перегрузки _Ш1_

О

потерн во вторичной цепи

О

0.05 малый casf

б) с коррекцией погрешности

0.05 CD 0 CD 0

ПТ смещение в облапь перегрузка ИТ

чжлъгс токов

счетчик

погрешность измерительного .комплекса ~ 0.1

Игеунок 6 -Структурная схема ИИС с учетом накопления: а) без коррекции; б) с коррекцией погрешности

Значение результирующей погрешности ИИС учёта электроэнергии с коррекцией в 4 раза меньше чем у существующих аналогов.

В приложении А приводится акт внедрения результатов диссертационной работы в Куйбышевской дирекции по энергообеспечению (филиал ОАО «РЖД»),

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В ходе теоретических и экспериментальных исследований, выполненных в диссертационной работе, получены следующие основные научные и практические результаты и выводы.

1. Проведённый анализ существующих методов и средств коммерческого и технического учёта электроэнергии и мощности показал, что системы учёта практически не обеспечивают требуемой точности, так как измерительные устройства имеют большую погрешность и работают в условиях не надлежащих их эксплуатационным характеристикам

2. В работе доказано, что повышение точности учёта электроэнергии, адекватное современным требованиям, невозможно без повышения точности основных элементов информационно-измерительных систем, особенно первичных преобразователей, путём замены либо коррекции их погрешности.

3. Исследование методов коррекции погрешности измерительных преобразователей тока и напряжения показало, что все применяемые методы обеспечивают уменьшение либо отдельных составляющих погрешности в

сравнительно небольших пределах, при нормальном режиме работы преобразователей, либо, как метод обратной связи, имеют ограничение из-за потери устойчивости.

4. Исследования математических моделей комбинации методов обратной связи с методом поправки по значению показали, что возможно обеспечить погрешность масштабирующего преобразователя тока и напряжения не превосходящую сотых долей процента в широком диапазоне входных сигналов при умеренных требованиях к коэффициенту усиления в замкнутом контуре с обратной связью и незначительных требованиях к мощности усилителя.

5. Впервые разработаны алгоритмические модели преобразователя тока с коррекцией погрешности непрерывным и дискретным сигналами, учитывающие влияние дестабилизирующих факторов на погрешность преобразования и позволяющие проводить большой объём экспериментов, затруднительных при физическом моделировании.

6. Исследования алгоритмических моделей преобразователей тока с коррекцией погрешности непрерывным и дискретным сигналами показали, что погрешность преобразования типового измерительного преобразователя тока можно уменьшить в 5-10 раз путём введения дополнительного корректирующего канала. В результате исследований установлено, что существенно расширяется диапазон рабочих токов и частот, диапазон изменения рабочей нагрузки во вторичной цепи преобразователя, снижается влияние внешних факторов на точность измерения электроэнергии.

7. Показано, что преобразователь тока с коррекцией погрешности при изменении ряда параметров сохраняет работоспособность и остаётся в заданном классе точности.

8. Результаты исследования алгоритмических моделей совпадают с физическими экспериментами и подтверждаются внедрением в промышленность.

9. Анализ результирующей погрешности определения потреблённой электроэнергии в информационно-измерительной системе с коррекцией погрешности показал, что введение корректирующих каналов повышает точность измерения электроэнергии в 2-Л раза, обеспечив погрешность системы не более ±0.1%.

Результаты исследований, полученные в диссертационной работе, позволили решить поставленные задачи и достигнуть целей работы.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК России

1. Франтасов Д.Н. Исследование трансформатора тока с коррекцией погрешности / А. М. Косолапов, Д. Н. Франтасов // Датчики и системы. -2010,-№6.-С. 55-58.

2. Франтасов Д.Н. Улучшение метрологических характеристик трансформаторов тока с цифровым блоком коррекции погрешности / А. М. Косолапов, Д. Н. Франтасов // Вестник транспорта Поволжья. - 2010. - № 3(23). -С. 90-93.

3. Франтасов Д.Н. Анализ чувствительности при оценке совершенства элементов информационно-измерительных систем учета электроэнергии / А. М. Косолапов, Д. Н. Франтасов // Вестник транспорта Поволжья. - 2011. -№2(26).-С. 37-41.

Публикации в журналах и сборниках научных трудов, материалах

конференций

4. Франтасов Д.Н. Защита информации в подсистемах сбора информационных систем / A.M. Косолапов, Д.Н. Франтасов // Транспорт, наука, бизнес: материалы Всероссийской научно-технической конференции. - Екатеринбург: УрГУПС, 2008. - С. 73-74.

5. Франтасов Д.Н, Преобразователи тока для систем учета электрической энергии / A.M. Косолапов, Д.Н. Франтасов // Актуальные проблемы развития транспортного комплекса: материалы V Всероссийской научно-практической конференция. - Самара: СамГУПС, 2009. - С. 117-118.

6. Франтасов Д.Н. Оптимизация параметров измерительных трансформаторов тока с корректирующим каналом / A.M. Косолапов, Д.Н. Франтасов // Наука и образование транспорту: материалы Международной научно-практической конференции. - Самара: СамГУПС, 2009. - С. 163-164.

7. Франтасов Д.Н. Имитационное моделирование трансформатора тока с цифровым блоком коррекции погрешности / A.M. Косолапов, Д.Н. Франтасов // Актуальные проблемы развития транспортного комплекса: материалы VI Всероссийской научно-практической конференции. - Самара: СамГУПС, 2010.-С. 53-54.

8. Франтасов Д. Н. Компьютерное моделирование датчиков тока мобильных объектов / A.M. Косолапов, Д.Н. Франтасов // Перспективные информационные технологии для авиации и космоса: труды Международной конференции с элементами научной школы для молодёжи. - Самара: СГАУ, 2010.-С. 92-94.

9. Программный комплекс моделирования измерительного токового трансформатора с коррекцией (ПКМ ТТК) / A.M.. Косолапов, Д.Н. Франтасов // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009614987 от 11.09.2009.

10. Программный комплекс моделирования измерительного токового трансформатора с цифровой коррекцией (ПКМ ТТКЦ) / A.M. Косолапов, Д.Н. Франтасов // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010610672 от 20.01.2010.

ФРАНТАСОВ Дмитрий Николаевич

ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ УЧЁТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Специальность 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (в промышленности и медицине)

Подписано в печать 23.05.2011. Формат 60x90 '/,6. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 132.

Отпечатано в Самарском государственном университете путей сообщения. 443022, Самара, Заводское шоссе, 18. Тел. (846) 999-01-56.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ И УЧЁТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ОБЪЕКТАХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ.

1.1 Погрешности информационно-измерительных систем и влияющие на них факторы.

1.2 Влияние параметров измерительных устройств на погрешности в энергосистеме.

1.3 Влияние токов короткого замыкания на погрешности измерительных приборов.

1.4 Метрологическое обеспечение измерений для учета электроэнергии.

Выводы.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ МЕТОДОВ КОРРЕКЦИИ ПОГРЕШНОСТЕЙ В СИСТЕМАХ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ.

2.1 Способы уменьшения погрешностей измерительных преобразователей тока.

2.2 Структурные методы повышения точности информационно-измерительных систем.

2.3 Методы улучшения метрологических характеристик средств измерений с гальванической развязкой.

Выводы.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНО - АЛГОРИМИЧЕСКОГО СПОСОБА КОРРЕКЦИИ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА.

3.1 Влияние качества электроэнергии на погрешности преобразования измерительных устройств.

3.2 Исследование структурно-алгоритмического метода коррекции погрешности дискретным сигналом.

3.3 Методика определения оптимальных параметров элементов преобразователя тока с коррекцией погрешности.

Выводы.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННО - ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С КОРРЕКЦИИЕЙ ПОГРЕШНОСТЕЙ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ.

4.1 Особенности сертификации информационно-измерительных систем при модернизации.

4.2 Анализ работоспособности элементов системы учета электроэнергии с каналом коррекции погрешности.

4.3 Оценка погрешности информационно-измерительной системы учёта электроэнергии с коррекцией погрешности основных узлов.

Выводы.

Выводы и заключения по диссертации.

Актуальность и перспективность работы. Проблема эффективного управления энергопотреблением отвечает экономическим интересам поставщиков и потребителей электроэнергии. Одним из направлений решения данной задачи является точный контроль и учет электроэнергии. В настоящее время при измерениях электроэнергии во многих случаях не обеспечивается необходимая точность для реальных режимов работы энергообъектов, так как эксплуатируемые установки призванные решать задачу учета количества и контроля качества электроэнергии, зачастую не обеспечивают необходимые показатели для эффективного управления и энергосбережения. Решение этой проблемы позволит значительно продвинуться вперёд не только в области учёта электроэнергии, но и в создании новых энергосберегающих технических средств и технологий.

Повышения точности можно достичь путем замены существующих элементов измерительных систем средствами учета более высокого класса точности, но это требует значительных финансовых затрат. Поэтому возникла задача повышения точности информационно-измерительных систем (ИИС), находящихся в эксплуатации, без масштабной замены компонентов, входящих в их состав. Задача совершенствования существующих и создания новых методик учета электроэнергии в настоящее время актуальна, имеет важное народно-хозяйственное значение и перспективна в обозримом будущем.

Целью диссертационной работы является повышение точности учета электроэнергии.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи.

1. Провести анализ существующих методов и средств коммерческого и технического учета электроэнергии и мощности для выявления недостатков ограничивающих точность учёта электроэнергии. Определить факторы, влияющие на величину появляющихся погрешностей и способы их минимизации.

2. Разработать математические и алгоритмические модели масштабирующих преобразователей с компенсацией погрешностей от воздействия дестабилизирующих факторов.

3. Определить оптимальные параметры основных элементов ИИС.

4. Разработать ИИС учета электроэнергии с коррекцией погрешности от дестабилизирующих факторов.

5. Исследовать и оценить погрешности предложенной ИИС, разработать пути их уменьшения, доказать соответствия характеристик ИИС поставленным требованиям. Полученные результаты внедрить в производство.

Методы исследования. Поставленные задачи в диссертационной работе решаются с использованием теории погрешностей, теории автоматического управления, теории электрических цепей и сигналов, методов математического моделирования и анализа с использованием языков программирования высокого уровня.

Научная новизна проведённых исследований определяется следующим:

- впервые разработанной математической и алгоритмической моделями масштабирующего преобразователя с непрерывной коррекцией погрешностей при влиянии дестабилизирующих факторов;

- впервые разработанной математической и алгоритмической моделями масштабирующего преобразователя с дискретной коррекцией погрешностей при влиянии дестабилизирующих факторов;

- исследованиями математических и алгоритмических моделей масштабирующих преобразователей тока с коррекцией погрешности непрерывным и дискретным сигналами;

- структурой и параметрами ИИС коммерческого учета электроэнергии с коррекцией погрешностей, позволяющей повысить точность измерений потребляемой электроэнергии путем введения поправок в процессе измерительных преобразований.

Практическую ценность имеют:

- алгоритмическая модель позволяющая определять оптимальные параметры первичных преобразователей тока с непрерывной коррекции погрешности;

- алгоритмическая модель позволяющая определять оптимальные параметры первичных преобразователей тока с дискретной коррекции погрешности;

- методика определения оптимальных параметров элементов входящих в состав первичных преобразователей тока с коррекцией погрешности;

- результаты исследования математических и алгоритмических моделей масштабирующих преобразователей тока с коррекцией погрешности непрерывным и дискретным сигналами;

- структура ИИС коммерческого учета электроэнергии с коррекцией погрешности от воздействия дестабилизирующих факторов;

На защиту выносятся:

- алгоритмическая модель измерительного масштабирующего преобразователя тока с непрерывной коррекцией погрешности преобразования при влиянии дестабилизирующих факторов;

- результаты исследования алгоритмической модели измерительного масштабирующего преобразователя тока с непрерывной коррекцией погрешности;

- алгоритмическая модель измерительного масштабирующего преобразователя тока с дискретной коррекцией погрешности преобразования при влиянии дестабилизирующих факторов;

- результаты исследования алгоритмической модели измерительного масштабирующего преобразователя тока с дискретной коррекцией погрешности;

- методика определения оптимальных параметров преобразователей тока с коррекцией погрешности;

- структура ИИС учета электроэнергии, позволяющая повысить точность измерений потребляемой электроэнергии в несколько раз путем коррекции погрешности измерительного преобразователя тока вызванную влиянием дестабилизирующих факторов.

Внедрение результатов работы. Результаты работы внедрены в Куйбышевской дирекции по энергообеспечению (филиал ОАО «РЖД»).

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на V и VI Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития транспортного комплекса», Сам-ГУПС, февраль 2009 и март 2010. Международной научно-практической конференции «Наука и образование транспорту», СамГУПС, октябрь 2009. Международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Перспективные информационные технологии для авиации и космоса», СГАУ, сентябрь 2010.

Публикации по теме диссертации. Основные материалы диссертационной работы изложены в 10 научных трудах, в том числе 8 в научных изданиях, из них 3 в изданиях из перечня ВАК, 2 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Содержание работы

В первой главе определены основные требования, предъявляемые в настоящее время к ИИС контроля и учета электроэнергии и мощности. Проводится сопоставительный анализ существующих методов и средств учета. Показано, что существующие ИИС контроля и учета электроэнергии имеют недостатки, которые приводят к недостаточной точности измерения потребляемой электроэнергии. Их точностные параметры не отвечают требованиям современных информационных систем в реальных условиях эксплуатации, при наличии дестабилизирующих факторов.

При измерениях с использованием масштабирующих электромагнитных трансформаторов основными факторами, влияющими на погрешность измерения электроэнергии и мощности, являются нелинейность намагничивания сердечника и характер нагрузки контролируемого присоединения. Недостатком существующих методов учета электроэнергии является то, что при создании ИИС контроля и учета электроэнергии на конкретном предприятии не нормируется результирующая погрешность. В нормативных документах приводится ряд требований к каждому компоненту системы, однако на практике, условия эксплуатации средств учета электроэнергии и их техническое состояние не всегда отвечают требованиям, определяемым нормативными документами. Это приводит к тому, что точностные характеристики таких средств учега выходят за пределы класса точности и содержат дополнительные погрешности, зависящие от внешних факторов, которые оказываются преобладающими.

Отсутствие в ИИС контроля и учета электроэнергии и мощности технического устройства или методик, позволяющих учитывать эти погрешности и вносить поправки, снижает точность системы, что приводит к недостоверной оценке потребляемой электроэнергии и мощности.

Установлено, что перспективными являются методики и средства учета с коррекцией погрешностей. В соответствии с выявленными недостатками в рассмотренных методиках и средствах учета, а также в соответствии с поставленными требованиями к ним определяется цель, и ставятся задачи исследования.

Во второй главе рассматриваются первичные датчики, входящие в состав ИИС, которые вносят наибольшие погрешности в результаты измерений. Повышение точности коммерческого учета электроэнергии невозможно без определения точностных характеристик не только самих электросчетчиков, но и первичных масштабных преобразователей -измерительных трансформаторов напряжения и тока. Спад производства последних лет привел к уменьшению нагрузок в ряде узлов энергосистемы, а также снижению потребления промышленностью, что в свою очередь вызвало возникновение отрицательной погрешности в автоматизированных системах контроля и учета электроэнергии. Причиной тому стало возникновение отрицательной погрешности у первичных датчиков тока и напряжения, в качестве которых используются трансформаторы тока и напряжения.

Погрешности трансформаторов тока (токовая и угловая) обусловлены наличием тока намагничивания. Основное влияние на величины погрешностей трансформаторов тока оказывают их загрузка по току и величина сопротивления вторичной цепи. В условиях снижения потребления электроэнергии промышленными предприятиями загрузка трансформаторов тока часто не превышает 5-15 %, что приводит к значительному увеличению погрешностей.

Для коррекции измерительных трансформаторов тока наиболее широкое применение получили конструктивно-технологические методы уменьшения погрешностей. Все эти способы обеспечивают уменьшение, как правило, лишь отдельных составляющих погрешности в сравнительно небольших пределах, при нормальном режиме работы токового трансформатора.

Более универсален структурный метод коррекции погрешности, позволяющий значительной степени уменьшить токовую, угловую и другие составляющие погрешности. Сущность его состоит в том, что входной сигнал преобразуют в нескольких каналах с гальванической развязкой так, что в одном из них формируют основную часть выходного сигнала, а в других - сигналы поправки к нему, позволяющие в значительной мере компенсировать появляющиеся ошибки. Методики, положенные в основу выполненных ранее исследований, не позволяют учитывать изменения динамических параметров системы и её нелинейность. Результаты исследования, проведённые в настоящей работе, не имеют этого недостатка.

В третьей главе исследуется структурно-алгоритмический метод коррекцией погрешности, пригодный для использования в широком диапазоне входных токов и частот. Рассматриваются зависимости погрешностей от параметров входных сигналов, а так же влияние дестабилизирующих факторов.

Приведённую концептуальную модель можно существенно уточнить за счёт учёта паразитных и других параметров трансформаторов, а так же нелинейности характеристик намагничивания сердечника непосредственно при моделировании с использованием БшшИпк.

Уменьшение погрешности типового трансформатора в несколько раз, что в свою очередь обеспечит улучшение метрологических характеристик ИИС учёта электроэнергии в целом, может быть обеспеченно введением дополнительного корректирующего канала. Выполнение этих условий технологически не сложно и не повлечёт существенных изменений уже установленных на предприятиях трансформаторов тока. Также модернизация существенно расширит диапазон рабочих токов и позволит снизить влияние внешних факторов на точность измерений.

В четвёртой проведен анализ параметров ИИС учёта электроэнергии с коррекцией погрешности. Исследованы основные факторы, влияющие на работоспособность системы и погрешность измерения, получены рекомендации по модернизации эксплуатируемых измерительных каналов.

Системы измерений, пригодные для применения на промышленных объектах и транспорте должны обеспечивать не только требуемый класс точности, но и работать в реальных условиях эксплуатации. Поэтому необходимо рассмотреть вопросы работоспособности измерительных преобразователей тока из-за отклонений параметров элементов при производстве и эксплуатации.

Наиболее предпочтительны методы анализа работоспособности системы при отклонении параметров элементов, основанные на использовании оценок чувствительности. Они являются весьма удобными для инженерных расчётов и требуют относительно небольшого объёма вычислений, позволяют получить результаты с приемлемой точностью.

При измерениях активной электрической энергии в предположении, что ИИС состоит из измерительных преобразователей напряжения и тока с коррекцией (класс точности 0,05) и цифрового счетчика электрической энергии с коррекцией (класс точности 0,05), по (12) получим 8п, «±0.1% . Значение погрешности ИИС учёта электроэнергии с коррекцией погрешности в значительно меньше чем у существующих аналогов.

8. Результаты исследования алгоритмических моделей совпадают с физическими экспериментами и подтверждаются внедрением в промышленность.

9. Анализ результирующей погрешности определения потреблённой электроэнергии в информационно-измерительной системе с коррекцией погрешности показал, что введение корректирующих каналов повышает точность измерения электроэнергии в 2-4 раза, обеспечив погрешность системы не более ±0.1%.

Результаты исследований, полученные в диссертационной работе, позволили решить поставленные задачи и достигнуть целей работы.

1. Анисимов В.В. Аналоговые и гибридные вычислительные машины / В.В. Анисимов, В.H Голубкин. М.: Высшая школа, 1990. - 289 с.

2. Атамалян Э. Г. Приборы и методы измерения электрических величин. М.: Дрофа, 2005. - 415 с.

3. Афанасьев В.В. и др. Трансформаторы тока. Л.: Энергия, Ленинградское отделение, 1989. -344 е., ил.

4. Ацюковский В. А. Основы организации системы цифровых связей в сложных информационно-измерительных комплексах. М.: Энергоатомиз-дат, 2001. - 97 с.

5. Ашнер А. М. Получение и измерение импульсных высоких напряжений: Пер. с нем. М.: Энергия, 1979. - 120 с , ил.

6. Бойко, C.B. Оценка надежности АИИС КУЭ / С. В. Бойко, А. В. Ко-лыхалов // Метрологическое обеспечение измерительных систем: сб. докл. IV межд. науч.-техн. конф. Пенза. 2007. - с. 78-79.

7. Болотин И. Б. Измерения при испытании аппаратов в режимах короткого замыкания. 3-е изд., перераб. и доп. / И. Б. Болотин, JI. 3. Эйдель. -JL: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988. 200 с.

8. Брукинг А. Экспертные системы. Принципы работы и примеры: Пер. с анг. / Брукинг А., П. Джонс, Ф. Кокс и др.; Под ред. Р. Форсайта. -М.: Радио и связь, 1987. -224 с.

9. Волков В.Л. Моделирование процессов и систем в приборостроении. Учеб. пособие. -Арзамас: АПИ НГТУ, 2008. -143 с.

10. Волков В.Л. Моделирование процессов и систем. Учеб. пособие. -Н.Новгород, НГТУ, 1997. -80 с.

11. Вострокнутов H.H. О возможности поверки средств измерений в условиях, отличных от нормальных / Н. Н. Вострокнутов, К. В. Сапожникова, Г. Н. Солопченко , В. Б. Якомаскин // Измерительная техника. 1992. - №10. -с. 8-10.

12. ГОСТ 8.217-2003 ГСИ. Трансформаторы тока. Методика поверки.

13. Грановский В. А. Системная метрология: метрологические системы и метрология систем / ГНТЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор» СПб.: 1999. 360 с.

14. Гришин Ю.П. Динамические системы, устойчивые к отказам. / Ю.П. Гришин, Ю.М. Казаринов. -М.: Радио и связь, 1985. -176 с.

15. Гультяев А.К. Имитационное моделирование в среде Windows. ~ СПб.: КОРОНА принт, 1999. -288 с.

16. Гусев В.Г. Методы построения высокоточных электронных устройств преобразования информации. Уфа: УГАТУ, 1997. - 184 с.

17. Гусев В.Г. Методы построения точных электронных устройств: учебное пособие / В.Г. Гусев, Т.В. Мирина, Уфа: УГАТУ, 2008. - 236 с.

18. Гусев В.Г. Электроника и микропроцессорная техника / В.Г. Гусев, Ю.М. Гусев. М.: Высшая школа, 2008. - 798 с.

19. Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Л., 1988.-304 с.

20. Данилов А. А. Классификация измерительных систем и их измерительных каналов как основа выбора способа метрологического обслуживания // Законодательная и прикладная метрология. 2007. — №4. - с. 74-78.

21. Данилов A.A. Способы регламентации характеристик погрешности сложных измерительных каналов измерительных систем // Измерительная техника. 2008. - № 5.-е. 58-61.

22. Данилов, А. А. Методы установления и корректировки межповерочных и межкалибровочных интервалов средств измерений // Главный метролог. 2005. - №6. - с. 29-36.

23. Данилов, А. А. О передаче размера единиц величин и условиях поверки в применении к измерительным системам // Измерительная техника. -2007. -№4.-с. 63-65.

24. Дерзский В.Г. Экспертиза структуры потерь электроэнергии в распределительных сетях Минтопэнерго // Энергетика и электрификация. -2002. №4. - с. 18-22.

25. Джексон Р. Г. Новейшие датчики. М.: Техносфера, 2007. - 384 с.

26. Дьяконов В.П. Matlab 5.0/5.3. Система символьной математики / В.П. Дьяконов, И.В. Абраменкова. -М.: Нолидж, 1999. -633 с.

27. Дьяконов В.П. Справочник по применению системы PC MatLAB. -М.: Наука, Физматлит. 1993. -112 с.

28. Евтихиев H.H. Измерение электрических и неэлектрических величин / Н. Н. Евтихиев, Я. А. Купершмидт, В. Ф. Папуловский, В. Н. Скугоров; под общ. ред. Н. Н. Евтихиева. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 352 с.

29. Егоренков Д.Л. Основы математического моделирования с примерами на языке МАТЛАБ: Учеб. Пособие под ред. проф. Фрадкова А.Л. / Д.Л. Егоренков, А.Л. Фрадков, В.Ю. Харламов. -СПб: БГТУ, 1994. -190 с.

30. Егоренков Д.Л. Основы математического моделирования. Издание 2 дополненное / Д.Л. Егоренков, А.Л. Фрадков, В.Ю. Харламов. -СПб: БГТУ, 1996. -191 с.

31. Железко Ю.С. Расчет технологических потерь электроэнергии в электрических сетях / Ю.С. Железко, A.B. Артемьев, О.В. Савченко // Энергетик. 2003. - №2. - с. 29-33.

32. Журавин Л.Г. Расчет метрологических характеристик при проектировании средств измерений: Учеб. Пособие. Под ред. Р.П. Шлыкова / Л.Г. Журавин, Е.И. Семенов, Г.П. Шлыков. Пенза: Пенз. Политехи, ин-т, 198S.SO с.

33. Кадыкова Г.Н. Материалы для производства изделий электронной техники: Учеб. пособие для СПТУ / Г.Н. Кадыкова, Г.С. Фонарев, В.Д. Хво-стикова и др. -М.: Высш. шк., 1987. -247 с.

34. Калашников В.И. Информационно-измерительная техника и технологии. / В.И. Калашников, C.B. Нефедов, А.Б. Путилин, Г.Г. Раннев, М.Ю. Рачков, В. А. Сурогина, А. П. Тарасенко. -М.: Высшая школа, 2002. -520 с.

35. Корнеенко В. П. Методы оптимизации. М.: Высшая школа, 2007. -664 с.

36. Корячко В. П. Теоретические основы САПР: учебник для вузов / В. П. Корячко, В. М. Курейчик, И. П. Норенков. М.: Энергоатомиздат, 1987. -400 с.

37. Косолапов А. М. Исследование трансформатора тока с коррекцией погрешности / А. М. Косолапов, Д. Н. Франтасов // Датчики и системы. -2010 №6. с. 55-58.

38. Косолапов А. М. Метод улучшения метрологических характеристик средств измерений с гальванической развязкой // Измерительная техника. -1990. -№4. -с. 43 -45.

39. Косолапов А. М. Параметрическая оптимизация измерителя мощности / А. М. Косолапов, С. В. Думин // Измерительная техника. 2007. -№10. - с.51-54.

40. Косолапов A.M. Защита информации в подсистемах сбора информационных систем. Транспорт, наука, бизнес: материалы Всероссийской научно-технической конференции / A.M. Косолапов, Д.Н. Франтасов. Екатеринбург: УрГУПС, 2008. с. 73-74.

41. Косолапов A.M. Трансформатор тока с цифровым блоком коррекции погрешности. Материалы VI Всероссийской дистанционной научно-практической конференции / A.M. Косолапов, Д.Н. Франтасов. Самара: СамГУПС, 2010. - с. 53-54.

42. Косолапов A.M. Улучшение метрологических характеристик трансформаторов тока с цифровым блоком коррекции погрешности / А. М. Косолапов, Д. Н. Франтасов // Вестник транспорта Поволжья. 2010 -№3(23). - с. 90-93.

43. Крутько П.Д. Алгоритмы и программы проектирования автоматических систем. / П.Д. Крутько, А.И. Максимов, JI.M. Скворцов. -М.: Радио и связь, 1988. -306 с.

44. Кудеяров Ю.А. Метрологическая экспертиза программного обеспечения средств измерений: учеб. пособие. М.: ФГУП "ВНИИМС", 2007. - 32 с.

45. Кузнецов В.П. Состояние и задачи метрологического обеспечения измерительных систем / В. П. Кузнецов, И. М. Тронова // Измерительная техника. 2004. - № 10.-с. 61-65.

46. Куликовский К.П. Методы и средства измерений / К.П. Куликовский, В.Я. Купер. М.: Энергоиздат, 1986. - 448 с.

47. Левшина Е.С. Электрические измерения физических величин / Е.С. Левшина, П.В. Новицкий. -Л.: Энергоатомиздат, 1983. -320 с.

48. Лемаев Р. А. Новые методы контроля качества высоковольтных элементов силовой электроники // Новые промышленные технологии. -2007.-№4.-с. 61-62.

49. Лемаев Р. А. Спектральный киловольтметр, как средство контроля качества электрической энергии // Датчики и системы. 2007. - №4. -с. 26-27.

50. Лемаев Р. А. Цифровой киловольтметр с регистрацией формы и спектра сигнала // Электротехника. 2007. - № 4. - с. 57-59.

51. Лукашов Ю.Е. Поговорим о поверке // Главный метролог. 2004. -№4. - с. 49-55.

52. Максимей И. В. Имитационное моделирование на ЭВМ. М.: Радио и связы, 1988. - 230 с.

53. Мелентьев B.C. Аппроксимационные методы и системы промышленных измерений, контроля, испытаний, диагностики. М.: Машиностроение-!, 2007.-393 с.

54. Нефедьев Д. И. Новый принцип построения установки для поверки высоковольтных трансформаторов напряжения // Новые промышленные технологии. 1999. - № 4. -с. 291-292.

55. Новицкий П. В. Оценка погрешностей результатов измерений / П. В. Новицкий, И. А. Зограф. Л.: Энергоатомиздат, 1991. - с. 302.

56. Новицкий П.В. Основы информационной теории измерительных устройств. Л.: Энергия, 1968. -248 с.

57. Новоселов О. Н. Основы теории и расчета информационно-измерительных систем / О.Н. Новоселов, А.Ф. Фомин. М.: Машиностроение, 1991. - 336 с.

58. Норенков И.П. Метод ускоренного анализа многопереодичных электронных схем / И.П. Норенков, Ю.А. Евстифеев, В.Б. Маничев // «Радиотехника». -1987. -№2. -с. 71-74.

59. Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы. Киев: Вища школа, 1986. - 504 с.

60. Орнатский П.П. Теоретические основы информационно-измерительной техники Киев: Вища школа, 1976. - с. 338-346.

61. Пейзель В.М. Расчет технических потерь энергии в распределительных электрических сетях с использованием информации АСКУЭ и АС-ДУ / В.М. Пейзель, A.C. Степанов // Электричество. 2002. - №3. - с. 10-15.

62. Полищук Е.С. Измерительные преобразователи. -Киев: Вища школа, 1981. -296 с.

63. Потемкин В.Г. Система MATLAB. Справ, пособие. -М.: Диалог-МИФИ, 1997. -350 с.

64. Потемкин В.Г. Система инженерных и научных расчетов MATLAB 5.x, В 2-х томах. М.: Диалог-МИФИ, 1999 (т. 1. -366 е., т. 2. -304 е.).

65. Путилин А. В. Вычислительная техника и программирование в измерительных системах. М.: Дрофа, 2006. - 416 с.

66. Рабинович С.Г. Погрешности измерений JL: Энергия, 1978. - с.262.

67. Раннев Г.Г. Методы и средства измерений. / Г.Г. Раннев, А.П. Тара-сенко. -М.: Академия, 2006. -331 с.

68. Раскулов Р.Ф. Влияние вторичной нагрузки на погрешности трансформаторов тока // Электрические станции 2003 ~№7. -с. 43-45.

69. Раскулов Р.Ф. О превышении мощности вторичной нагрузки для трансформаторов тока классов точности 0,2S и 0,5 S // Электрические станции. 2003. -№8. -с. 59-62.

70. Раскулов Р.Ф. Погрешности трансформаторов тока. Влияние токов короткого замыкания // Новости электротехники. 2005. -№2 (32). -с. 114116.

71. Российская Метрологическая Энциклопедия. СПб.: Изд-во Лики России, 2001. - 839 с.

72. Самарский А. А. Математическое моделирование / A.A. Самарский, А.П. Михайлов. М.: Наука; Физматлит, 1997. - 428 с.

73. Селяванов М.Н. Качество измерений: Метрологическая справочная книга / М.Н. Селяванов, А.Э. Фридман, Ж.Ф. Кудряшова. Л.: Лениздат, 1987.-295 с.

74. Селяванов М.Н. Развитие основных понятий метрологии Л.: Энергоатомиздат, 1986. - с. 23-29.

75. Сергеев А.Г. Метрология: Учебное пособие для вузов / Сергеев А.Г., Крохин B.B. М.: Логос, 2001. - 408 с.

76. Соболев В.И. Информационно-статистическая теория измерений. Учебник для вузов. -М.: Машиностроение, 1983. -224 с.

77. Сопьяник В.Х. Расчет и анализ переходных и установившихся процессов в трансформаторах тока и токовых цепях РЗ // Электрические станции. -2004. -№ 2. -с. 48-52.

78. Сурогина В.А. Информационно-измерительная техника и электроника. / В.А.Сурогина, В.И. Калашников, Г.Г. Раннев. -М.: Высшая школа, 2006. -512с.

79. Таланчук П.М. Средства измерения в автоматических информационных системах и системах управления. К.: Радуга, 1994. - 672 с.

80. Удовиченко Е.Т. Метрологическое обеспечение измерительных информационных систем (теория, методология, организация) / Е. Т. Удовиченко, A.A. Брагин, А.Л. Семенюк и др. М.: Изд-во стандартов, 1991. -192 с.

81. Фрайден Дж. Современные датчики: справочник. М.: Техносфера, 2005. - 592 с.

82. Френке Л. Теория сигналов. -М.: Сов. радио, 1974. -373 с.

83. Фрумкин В. Д. Теория вероятностей и статистика в метрологии и измерительной технике / В.Д. Фрумкин, H.A. Рубичев. М.: Машиностроение, 1987. - 168 с.

84. Харт X. Введение в измерительную технику: Пер. с нем. М.: Мир, 1999.-391 с.

85. Хартман Е. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. М.: Мир, 1977. - 562 с.

86. Хемминг Р.В. Цифровые фильтры. -М.: Советское радио, 1980. -224с.

87. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы: Учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1985. -357 с.

88. Цветков Э.И. Процессорные измерительные средства. -JL: Энергоатомиздат, 1989. 224 с.

89. Цыпкин Я.З. Основы теории автоматических систем. М.: Наука, 1977.-560 с.

90. Черных И. В. Simulinkxpefla создания инженерных приложений. -М.: Диалог-МИФИ, 2004. 496 с.

91. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в Mat-lab, SimPowerSystems и Simulink. М.: ДМК Пресс, 2008. - 288 с.

92. Шатун С. А. Необходимость применения трансформаторов тока класса точности 0,2S и 0,5S на предприятиях производящих и потребляющих электроэнергию // Энергоанализ и Энергоэффективность 2006. - №1(14). -с. 28-29.

93. Яковлев Ю. Н. Расчетные методы определения погрешностей измерительных каналов ИИС и АСУ ТП // Главный метролог. 2008. - №1. - с. 11-19.

94. Bittanti, S., F. A. Cuzzola, F. Lorito & G. Poncia (2001). Compensation of nonlinearities in the current transformer for the reconstruction of the primary current. IEEE Transactions on Control Systems Technology, Vol:9, no 4, pp. 565573.

95. Frame, J. R.; N. Mohan & T. Liu (1982). Hysteresis modeling in an electromagnetic transients program, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol. 101, no 9, pp. 3403-3412.

96. Kang, Y. С, J. К. Park, S. H. Kang, A. T. Johns & R. K. Aggarwal (1997). An algorithm for compensating secondary currents of current transformers, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 12, no 1, pp. 116-124.

97. Программный комплекс моделирования измерительного токового трансформатора с коррекцией (ПКМ ТТК) / Косолапов A.M., Франтасов Д.Н. // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2009614987 от 11.09.2009.

98. Программный комплекс моделирования измерительного токового трансформатора с цифровой коррекцией (ПКМ ТТКЦ), / Косолапов A.M., Франтасов Д.Н. // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2010610672 от 20.01.2010.