Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Приборы и методы измерения электрических и магнитных величин

Диссертационная работа:

Бозев Иван Стефанов. Электронные счетчики электрической энергии высокой точности. Исследование и разработка приборов для серийного производства : ил РГБ ОД 61:85-5/2759

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5

I. АНАЛИЗ РЕЖИМОВ В ЗНЕРГЕТІ4ЧЕСКИХ СЕТЯХ И ПИ ШЦШОВ

ПОСТРОЕНИЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ И ЭНЕРГИИ 10

1.1. Предварительные замечания 10

1.2. Анализ режимов в энергетических цепях 10

1.3. Структура электронных счетчиков и специфические требования, предъявляемые к ним 20

1.4. Анализ и классификация существующих принципов построения приборов для измерения мощности и энергии 26

1.5. Анализ множительных устройств, используемых в приборах для измерения мощности и энергии 31

1.6. Анализ входных преобразователей 41

1.7. Выводы 43

1.8. Формулировка задачи исследования 45

П. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТЕЙ СРЕДСТВ ИЗЛЕРЕНИЯ

МОЩНОСТИ И ЭНЕРГИИ И РАЗВИТИЕ СТРУКТУРНЫХ СХЕМ ДЛЯ

ПОСТРОЕНИЯ ПРИБОРОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОМ 47

П.І. Предварительные замечания 47

П.2. Анализ характера инструментальных погрешностей средств измерения мощности и энергии и развитие структурных схем для построения таких приборов

на переменном токе 47

П.З. Анализ погрешности входных и выходных блоков 58

П.4. Выбор периода переключения входных сигналов. 73

П.5. Определение конкретной структурной схемы ЭС активной электрической энергии и определение требований, к отдельным блокам этой структурной схемы 86

П.6. Выводы по второй главе 90

III. РАЗРАБОТКА. ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ

АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТЕЙ ПРИБОРА ДТІЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЖТРО ЭНЕРГИИ 93

Ш.І. Предварительные замечания 93

ІП.2. Принципиальная схема и оценка погрешности входного преобразователя напряжения и коммутатора полярности КПІ 93

Ш.З. Принципиальная схема и анализ погрешности входного преобразователя тока ЮО

Ш.4. Анализ погрешностей преобразователя мощность частота 103

Ш.5. Анализ погрешности прибора 136

Ш.6. Количественная оценка значений погрешностей прибора 144

Ш.7. Сравнительная оценка полученных метрологических и эксплуатационных характеристик разработанного прибора 148

Ш.8. Рекомендации по проектированию средств измерения мощности и энергии в энергетических цепях. 150

Ш.9. Выводы по третьей главе 151

IV. ЭКСПЕРИЖНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАШ Ш И ВОПРОСЫ МЕТРОЛО ШЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СЧЕТЧИКОВ 153

ІУ.І. Предварительные замечания 153

ІУ.2. Анализ протоколов испытаний счетчиков активной электрической энергии "ІАР00І" и

"Е0-0І" 153

ІУ.З. Частотные погрешности счетчика "ІАР00І"... 157

ІУ.4. Экспериментальное исследование влияющих параметров на нелинейность функции преобразования прибора 160

ІУ.5. Вопросы метрологического обеспечения. 167

ІУ.6. Выводы по четвертой главе 178

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 179

ЛІТЕРАТУРА 182

ПРИЛОЖЕНИЯ 195

СОДЕРШШИЕ 224 

Введение к работе:

Грандиозны успехи электроэнергетики. Растет энерговооруженность промышленности и сельского хозяйства, приводящая к бурному увеличению потребления электроэнергии. Современная тенденция экономии энергетических ресурсов ставит задачу точного учета вырабатываемой и потребляемой электроэнергии и оптимального управления электроэнергетическими системами. Требования к информационно-измерительным системам (ИИС) и автоматическим системам управления технологическими процессами (АСУ ТП), самыми важными из которых являются быстродействие, высокая точность и надежность, могут быть выполнены только при автоматизации процессов измерения, переработки информации, управления и регистрации.

Измерительные преобразователи (ИП) мощности и энергии относятся к группе средств информационно-измерительной техники, уровень разработки которых еще не удовлетворяет требованиям современной промышленности, науки и техники. Трудности при создании Ш мощности и энергии обусловлены отсутствием прецизионных, быстродействующих и надежных аналоговых и аналого-цифровых множительных устройств (МУ), необходимых для реализации сложной зависимости мощности от мгновенных значений напряжения и тока в исследуемой цепи.

Один из перспективных путей решения проблемы принципиального повышения точности учета энергии и измерения мощности переменного тока заключается в разработке электронных счетчиков (ЭС) и ваттметров. Современный уровень развития микроэлектроники и теории измерительных преобразователей информации создал реальные предпосылки для разработки серийных промышленных ЭС, отличающихся от электромеханических аналогов повышенными точностыо, порогом чувствительности, линейностью нагрузочных характеристик, надежностью, расширенными рабочими диапазонами нагрузок, уменьшенными значениями дополнительных погрешностей, независимостью точности измерения от вибрации, тряски и одиночных ударов, возможностью дистанционной связи с АСУ ТП и ЇЇЙС электроэнергии, малой зависимостью точности измерения от уровня нелинейных искажений токов и напряжения сети.

Степень, в которой удовлетворяются эксплуатационные требования, предъявляемые к цифровым ваттметрам и ЭС, определяется выбранным методом преобразования мощности в цифровой эквивалент, способом сочетания операции умножения и интегрирования, элементной базой основных функциональных узлов, с помощью которых осуществляется умножение, интегрирование и включение прибора в измеряемую цепь.

В электроэнергетике большое распространение получили системы переменного трехфазного и однофазного тока. Самыми важными параметрами, характеризующими энергетические соотношения в этих системах являются активная мощность и активная энергия. Поэтому далее будут рассматриваться методы и средства измерения именно активной мощности и энергии переменного однофазного и трехфазного тока.

Для поверки промышленных ЭС переменного тока класса точности 0,5 и 0,2 нужны образцовые счетчики с основной погрешностью ±0,1$ и 0,05$, снабженные с вычислительными блоками для обеспечения высокой производительности труда.

Исследование по созданию средств измерения мощности и энергии в электроэнергетических сетях с более высокой точностью чем известные разработки, представляет собой одну из актуальных задач электроизмерительной техники. Этой задаче посвящена диссертационная работа.

Целью исследовании в работе является создание ЭС повышенной точности для промышленного серийного производства, а также создание образцовых ЭС для их поверки. Для достижения указанной выше цели в работе решены следующие задачи:

- проведен анализ режимов в энергетических цепях промышленных предприятий и специфических требований, предъявляемых к ЭС с точки зрения обеспечения требуемых метрологических и эксплуатационных характеристик приборов для измерения с повышенной точностью мощности и энергии в энергосетях;

- проведен обзор и классификация существующих принципов построения приборов для измерения мощности и энергии с целью выявления перспективных направлений развития этих приборов;

- анализированы погрешности средств измерения мощности и энергии, обобщен подход к принщшам построения приборов для измерения мощности и энергии с учетом их метрологических и эксплуатационных характеристик и предложены структурные схемы с уменьшенными значениями погрешностей, подходящие для построения серийнопригодных приборов для измерения с повышенной точностью мощности и энергии в энергосетях;

- предложена методика анализа погрешностей приборов для измерения мощности и энергии, построенных по предложенным структурным схемам;

- проведено теоретическое исследование составляющих погрешностей предложенной схемы прибора. Выявлен ряд дополнительных факторов, влияющих на погрешность преобразования. Получены новые зависшлости. Учет полученных выражении облегчает проектирование приборов;

- на базе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны ЭС промышленного назначения типа "ІАР00І" и образцовый ЭС типа "ЕО-ОГ», ЭС типа "ІАР00І" внедрен

в серийное производство. Образцовый ЭС типа "Е0-0І" утвержден для использования в качестве образцового счетчика при поверки счетчиков класса точности 0,5 и 0,2.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Результаты исследований по обоснованию требуемого частотного диапазона приборов для измерения с повышенной точностью мощности и энергии в энергосетях.

2. Классификация и сравнительная оценка характеристик известных средств измерения мощности и энергии и выявленные основные направления их развития.

3. Новый подход к принщшам построения приборов для измерения мощности и энергии переменного тока, предложенные структурные схемы и методика определений, погрешности приборов, разработанных по предложенным структурным схемам.

4. Результаты теоретического исследования инструментальных погрешностей отдельных блоков и разработанного прибора в целом.

5. Результаты анализа методической погрешности использованного МУА

6. Результаты проведенных экспериментальных исследовании.

7. Разработанные рекомендации по проектированию средств измерения мощности и энергии в энергетических цепях.

Материал диссертационной работы изложен в четырех главах. В конце диссертации рассмотрены основные результаты исследования и указана библиография публикации, связанных с рассматриваемой проблемой. В приложении приведены протоколы государственных . испытаний счетчиков типа "IAPOOI" и "Е0-0І" и материалы внедрения.

Автор выражает искренную признательность научному руководи-телю профессору Ш.Ю.Исмаилову за поддержу и ценные советы по развитию направления проводимых работ, а также коллегам по кафедрам АСНЙКИ и ИЙТ-ЛШ, принимавшим участие в обсуждениях по данному вопросу и из сеіщии "Цифровые приборы" Института приборостроения - г.София, принявших участив в вычислительной и экспериментальной работе. 

Подобные работы
Янков Алексей Викторович
Разработка и исследование цифровых методов повышения быстродействия и точности вольтметров переменного напряжения инфранизкого диапазона частот.
Ефименко Виктор Михайлович
Разработка и исследование адаптивных методов и средств для определения магнитных свойств ферромагнитных материалов
Новиков Виктор Александрович
Исследование и разработка методов и средств обеспечения метрологической надежности прецизионных микропроцессорных мультиметров
Першенков Петр Петрович
Разработка и исследование измерительных преобразователей параметров переменных сигналов и цифровых средств измерения на их основе
Андреев Анатолий Борисович
Разработка и исследование операционных преобразователей электрических величин для систем технологического контроля изделий микроэлектроники
Щеглов Валерий Александрович
Разработка и исследование высокоточных многозначных мер переменного электрического напряжения в диапазоне частот 30-1000 МГц
Шаповалов Виктор Григорьевич
Исследование и разработка методов и средств контроля промышленных сред гидрометаллургических процессов
Палубабкин Юрий Викторович
Разработка и исследование методов и средств прямого преобразования мгновенного значения напряжения в код
Максимова Елена Семеновна
Разработка и исследование мостовых измерительных преобразователей с использованием параметрических датчиков, расположенных на вращающихся объектах
Карпов Игорь Орестович
Разработка и исследование измерительных преобразователей мощности модулированных токов

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net