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
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Гончаров Алексей Кириллович. Алгоритмизация микропроцессорной обработки информации для терминалов противоаварийной автоматики в электрических сетях : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.06 Краснодар, 2007 127 с., Библиогр.: с. 109-117 РГБ ОД, 61:07-5/4516

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 6

1 ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ АЛГОРИТМОВ ТЕРМИНАЛОВ ПРОТИВОАВАРИИНОИ АВТОМАТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 11

1.1 Сигналы в электрических сетях при аварийных ситуациях 11

1.2. Токовые защиты в системах электроснабжения 14

1.3 Функции микропроцессорных терминалов противоаварийной автоматики электрических сетей и анализ существующих алгоритмовобработки аварийных сигналов 16

1.3.1 Основные функции микропроцессорного терминала токовой защиты 16

1.3.2 Существующие алгоритмы ЦОС от датчиков тока. Алгоритм выделения амплитуды синусоидальной составляющей с разложением на синусную и косинусную составляющие сигнала 18

' 1.3.3 Существующие алгоритмы ЦОС от датчиков тока. Алгоритм выделения амплитуды синусоидальной составляющей с использованием дифференцирования 23

1.4 Постановка задач совершенствования алгоритмов для терминалов противоаварийной автоматики 26

1.5 Выводы 27

2 АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ АВАРИЙНЫХ СИГНАЛОВ, ПОДАВАЕМЫХ » В ТЕРМИНАЛ ЗАЩИТЫ 28

2.1 Анализ сигналов от датчиков тока в аварийных режимах 28

2.1.1 Датчики тока в энергосистеме 28

2.1.2 Математическая модель трансформатора тока 29

2.1.3. Режимы работы трансформатора тока в установившемся режиме при синусоидальном первичном токе на отдельном участке кривой намагничивания 30

2.1.4 Режим работы трансформатора тока при наличии апериодической составляющей в первичном токе 34

2.1.5 Граничные условия при переходе с одного участка характеристики намагничивания на другой 37

2.1.6 Влияние остаточной индукции на форму кривой вторичного тока 37

2.1.7 Моделирование поведения трансформатора тока на основе дискретных отсчетов первичного тока 40

2.2 Информационные признаки сигналов при искажениях вторичного тока от трансформаторов тока 41

2.3 Выводы 47

3 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ЦОС ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ ПРИ НАЛИЧИИ ИСКАЖЕНИЙ, ВНОСИМЫХ ТРАНСФОРМАТОРАМИ ТОКА 48

3.1 Алгоритм ЦОС при искажениях в случае синусоидального первичного тока с апериодической составляющей 48

3.1.1 Структура рассматриваемого терминала 48

3.1.2 Математические преобразования, используемые в алгоритме ЦОС на неискаженных участках 50

3.1.3 Определение пересечения оси абсцисс кривой первичного тока при наличии ступеньки насыщения во вторичном токе 54

3.1.4 Мгновенные погрешности математических преобразований алгоритма ЦОС 57

3.2 Общий алгоритм работы защитного микропроцессорного терминала с применением предлагаемого алгоритма ЦОС 69

3.3 Коррекция искаженного сигнала в реальном времени 74

3.4 Выводы 79

4 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ 80

4.1 Разработка архитектуры микропроцессорной токовой защиты 80

4.1.2 Основные параметры терминала микропроцессорной токовой защиты 80

4.1.2 Построение архитектуры устройства в соответствии с содержащимися группами параметров 82

4.2 Разработка функциональных блоков терминала токовой защиты.. 85

4.2.1 Общие положения 85

4.2.2 Блок первичной обработки информации 85

4.2.3 Блок АЦП 86

4.2.4 Блок восстановления информации 87

4.2.5 Блок контроля внешних взаимодействий, блок контроля уставок срабатывания и реализации время-токовых характеристик, блок контроля выдержки времени, блок управления выходными органами 88

4.2.6 Управление и отображение информации HMI 89

4.2.7 Интерфейс подключения модуля к ПК 89

4.2.8 Распределение задач между контроллерами 89

4.2.9 Интерфейс управления с помощью компьютера - программа «ПКБР З 1.0» и её взаимодействие с ПО аппаратного уровня модуля защиты 91

4.5 Выводы 93

5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 94

5.1 Математическое моделирование насыщающегося трансформатора тока в среде MatLab 6.5 94

5.2 Экспериментальные исследования 97

5.2.1 Общие положения 97

5.2.2 Экспериментальное исследование алгоритма восстановления информации, учитывающего наличие апериодической составляющей в сигнале 98

5.3 Внедрение результатов исследований при разработке технических условий и создании промышленного образца микропроцессорной защиты воздушной ЛЭП 6-10кВ в научно-производственной компании «Ритм» 104

5.4 Выводы 106

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 107

ЛИТЕРАТУРА 109

ПРИЛОЖЕНИЕ А. ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО УСТРОЙСТВА 118

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. СБОРКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО УСТРОЙСТВА 121

ПРИЛОЖЕНИЕ В. АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС 126

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ В ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО 127 

Введение к работе:

Актуальность проблемы. В настоящее время вопросы повышения качества и надежности электроснабжения являются одними из важнейших направлений в развитии народного хозяйства страны Для успешного решения этих задач особое внимание уделяется вопросам создания новых и совершенствования существующих систем противоаварийной автоматики в электрических сетях

При эксплуатации электрических сетей за счет износа оборудования в последнее время увеличилось количество аварийных ситуаций, которые приводят к отключению потребителей электрической энергии Рост генерирующих мощностей приводит к увеличению кратностей токов короткого замыкания, что, в свою очередь, приводит к увеличению вероятности воз -никновения искажений в показаниях датчиков тока (трансформаторов тока), сигнал от которых поступает к терминалам противоаварийной автоматики Искажения сигнала от датчиков, при недостаточно эффективной обработке в терминале, приводят ложной работе противоаварийной автоматики, либо к её отказу, что, в свою очередь, может повлечь за собой значительные повреждения оборудования либо необоснованное отключение потребителей электроэнергии Указанные проблемы указывают на необходимость совершенствования алгоритмов и методик цифровой обработки поступающих сигналов, с целью улучшения показателей быстродействия, чувствительности, селективности и надежности распознавания аварийных ситуаций в электрических сетях

Быстрое развитие современных информационных технологий, микропроцессорной техники создают широкие возможности в решении вопросов разработки новых алгоритмов обработки информации для терминалов противоаварийной автоматики электрических сетей

Диссертационная работа посвящена актуальной научной проблеме совершенствования алгоритмов обработки информации для терминалов

противоаварийной автоматики при искажениях информации от датчиков тока

Цель работы. Совершенствование алгоритмов работы терминалов противоаварийной автоматики посредством разработки новых теоретических и практических решений, позволяющих увеличить чувствительность, быстродействие, надежность и точность срабатывания защит, в том числе в условиях искажения сигнала от датчиков тока при аварийных ситуациях

Задачи исследования:

систематизация и исследование алгоритмов цифровой обработки сигналов для терминалов противоаварийной автоматики электрических сетей,

исследование сигналов от датчиков тока (трансформаторов тока) при их искажениях на основе математических моделей,

выявление устойчивых информационных признаков сигналов, позволяющих обнаруживать искажения информации в сигнале от датчиков,

разработка нового быстродействующего математического алгоритма обработки сигнала от датчика тока, позволяющего выделять необходимую информацию из искаженного сигнала,

разработка структуры терминала противоаварийной автоматики,

разработка программного обеспечения и математических моделей для исследования работы терминала противоаварийной автоматики при искажениях информации,

- проведение экспериментальных исследований, доказывающих работо
способность разработанных методов и устройств

Методика исследования. При решении поставленных задач использовались программное, математическое и физическое моделирование, теория переходных процессов в электроэнергетических системах, дискретное

моделирование переходных процессов на ЭВМ, теория электрических цепей и сигналов

Научная новизна.

сформулированы устойчивые базовые информационные признаки искаженного сигнала от датчиков тока, позволяющие определить наличие искажений в сигнале в реальном времени,

разработан быстродействующий алгоритм обнаружения аварийной ситуации на ранней стадии её развития, в том числе в условиях искажения сигнала от датчиков тока, и подачи команды на отключение до момента наступления пикового значения тока короткого замыкания,

предложена структурная схема устройства компенсации искажений сигнала от датчиков тока в реальном времени

Практическая ценность:

выполнена программная реализация и получены результаты комплексных расчетов погрешности разработанного алгоритма ЦОС при искажении информации трансформатором тока,

разработана структура терминала противоаварийной автоматики электрических сетей, обеспечивающая обработку информации при ее искажениях,

Результаты исследования, представленные в диссертации, были использованы при разработке и изготовлении опытного промышленного образца терминала для новой микропроцессорной токовой релейной защиты воздушных линий электропередач напряжением 6-1 ОкВ по заданию ОАО «Кубаньэнерго» ОАО «Компания «РИТМ» (г.Краснодар).

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались:

- на заседаниях научных семинаров кафедры «Электроснабжение про
мышленных предприятий» Кубанского государственного технологическо
го университета,

- на научно-практической конференции «Электроэнергетические комплек
сы и системы» (Краснодар, 2005,2006,2007),

- на всероссийской научно-технической конференции «Основные пути
решения технической и технологической политики в распределительных
сетях» (Дивном орск, 2005г.).

Опытный промышленный образец терминала токовой релейной защиты воздушных линий электропередачи, изготовленный в ОАО «Компания «РИТМ» с использованием результатов диссертационной работы был удостоен бронзовой медали на VII Московском международном салоне исследований и инвестиций (5-8 февраля 2007 года)

Публикации По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, из них 1 - в периодическом издании, рекомендованном ВАК России для публикации научных работ

Основные положения, выносимые на защиту

устойчивые информационные признаки сигналов, позволяющие установить наличие искажений в сигнале от датчиков тока в реальном времени,

алгоритм ЦОС, позволяющий обнаружить развитие аварии на начальной стадии, корректно работающий в условиях искажения сигнала от датчика тока,

структурная схема устройства компенсации искажений сигнала от датчиков тока в реальном времени

Структура и объём диссертации Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, четырёх приложений и списка литературы (90 наименований) Работа содержит 127 страниц

Подобные работы
Гершунина Наталья Николаевна
Алгоритмизация микропроцессорной обработки контрольно-измерительной информации при управлении пивоваренным производством
Соколова Лина Викторовна
Автоматизированная система обработки информации и управления предприятием по сервисному обслуживанию дорожно-строительной техники
Белов Сергей Валерьевич
Автоматизированная система анализа физической защищенности объектов обработки информации
Давыдова Елена Николаевна
Модели и исследование обработки информации в системах безопасности сетей передачи данных
Давыдов Денис Владимирович
Разработка методики и моделей для анализа информационных потоков в сетях обработки информации АСУП с требованиями к качеству обслуживания
Горюшко Иван Александрович
Методы обеспечения надежности при передаче и аналитической обработке информации в системах мониторинга с использованием моделей нечетких множеств
Воронин Алексей Александрович
Модели и алгоритмы повышения производительности распределенных систем обработки информации АСУП
Корчашкин Николай Алексеевич
Повышение эффективности оперативного управления мелкосерийным и единичным производством путем разработки и внедрения автоматизированной системы сбора и обработки производственной информации
Долгий Александр Игоревич
Интеллектуальные модели и комплексы программ обработки темпоральной информации в базах данных геодиагностических систем на железнодорожном транспорте
Новикова Нелля Михайловна
Математическое и алгоритмическое обеспечение интеллектуальной поддержки принятия решений в автоматизированных системах сбора и обработки стохастической информации

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