Повышение эффективности информационно-измерительных и управляющих систем агрегатов бесперебойного электропитания автономных объектов

• Автор: Новиков, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И ПЕРСПЕКТИВ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ И УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ АГРЕГАТОВ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ АВТОНОМНЫХ ОБЪЕКТОВ
1Л. Анализ существующих структур информационно-измерительных
и управляющих систем агрегатов бесперебойного электропитания автономных объектов
1.2. Анализ основных требований к информационно-измерительным и управляющим системам агрегатов бесперебойного электропитания автономных объектов
1.3. Цель и основные задачи исследования
Выводы
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИНФОРМАЦИОННОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ И УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ АГРЕГАТОВ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ АВТОНОМНЫХ ОБЪЕКТОВ
2.1. Разработка обобщенной структуры информационно-измерительных
и управляющих систем агрегатов бесперебойного электропитания
автономных объектов
2.2. Разработка и формирование структуры математической модели информационно-измерительных и управляющих систем агрегатов бесперебойного электропитания автономных объектов
Выводы
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ В ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ И УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМАХ АГРЕГАТОВ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ АВТОНОМНЫХ ОБЪЕКТОВ
3.1. Разработка метода и алгоритма обработки интегральных характеристик данных по мгновенным значениям электрических параметров
3.2. Разработка алгоритма идентификации структуры информационноизмерительных и управляющих систем агрегатов бесперебойного

электропитания автономных объектов по мгновенным значениям и фазовым соотношениям электрических параметров

3.3. Разработка алгоритма стабилизации постоянного и синусоидального напряжения информационно-измерительной и управляющей системы агрегатов бесперебойного электропитания автономных объектов

Выводы

4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ АЛГОРИТМОВ И МЕТОДИК ИНФОРМАЦИОННО- ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ И УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ АГРЕГАТОВ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ АВТОНОМНЫХ ОБЪЕКТОВ
4.1. Разработка методики проектирования информационноизмерительных и управляющих систем агрегатов бесперебойного электропитания автономных объектов
4.2. Структура одноуровневой информационно-измерительной и управляющей системы для подводной лодки с дизель-электрическим управлением
4.3. Разработка алгоритма обработки данных и управления агрегатов бесперебойного электропитания для подводной лодки с дизель-электрическим управлением
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение
В энергообеспечении автономных объектов (АО) одно из важнейших мест занимают агрегаты бесперебойного электропитания (АБП), входящие в состав информационноизмерительных и управляющих систем (ИИУС). В отличие от неавтономной энергетической системы, энергосистема любого АО является системой конечной мощности, сопоставимой с мощностью потребителей. Поэтому потребители в силу своего многообразия и характера действия могут оказывать определяющее влияние на отдельные показатели качества электроэнергии в ИИУС АБП АО.
Характеристики современных АО определяют, в первую очередь, жесткие требования, предъявляемые к ИИУС АБП АО, которые образованы совокупностью взаимосвязанных источников электроэнергии, преобразователей, распределительных, регулирующих и управляющих устройств, соединительных кабелей и потребителей, объединенных процессом производства, преобразования, распределения и потребления электроэнергии.
Ужесточение требований к АБП, как составной части ИИУС АБП АО, определяет повышение уровня их функциональности, точности, быстродействия, надежности, КПД, качества выходных параметров (стабильность характеристик, бесперебойность работы, отсутствие шумов, вибрации и радиопомех), а также способности их работы в условиях экстремального воздействия внешних факторов, электромагнитной совместимости и т.п.
Повышение качества электроэнергии, питающей ИИУС, является одним из основных факторов эффективности использования этих систем, что, в свою очередь, определяет технические характеристики АО в целом.
В свою очередь, комплексная автоматизация АО приводит к появлению на АО достаточно мощной электронной нагрузки, представленной, прежде всего системами управления техническими объектами различного назначения.
Питание таких ответственных потребителей должно осуществляться от специальных устройств электропитания, вырабатывающих электроэнергию с заданным видом и качеством напряжения. Вопрос качественного энергоснабжения еще более обостряется с введением в состав комплексов бортовых компьютеров.
Анализ состояния и опыт эксплуатации устройств автоматизации АО показывает, что основным направлением развития автоматизации перспективных АО должно быть повышение эффективности ИИУС АБП АО.

Виброшумовые характеристики (ВШХ) элементов и всей системы в целом. Характеристики всех элементов ИИУС АБП АО должны удовлетворять всем предъявляемым к ним требованиям по шумам и вибрациям [13].
Ударо- и вибростойкость элементов ИИУС АБП АО. Эти свойства достигаются соответствующими свойствами элементов ИИУС АБП АО, приемами проектирования ИИУС АБП АО и размещения электрооборудования, выбором амортизаторов, техническим обслуживанием и т.д.
Требования к стоимости проектирования, постройки и эксплуатации. Снижение стоимости создания ИИУС АБП АО обеспечивается выбором отработанных элементов, сравнением альтернативных вариантов, оптимизацией, решением многокритериальных задач.
Удобство технического обслуживания и ремонта. Элементы ИИУС АБП АО должны обладать высокой ремонтопригодностью. Все виды обслуживания и ремонта должны выполняться с минимальными затратами труда, времени и материалов.
Унификация и стандартизация. ИИУС АБП АО должна обладать высокой степенью унификации оборудования - при разработке и изготовлении ее элементов рекомендуется применять стандартизованные и унифицированные узлы, детали и материалы. Разработку новых устройств рекомендуется выполнять на основе базовых конструкций (схем) с учетом целесообразных типоразмеров и параметрических рядов.
Различают три основных режима работы ИИУС АБП АО [15]:
• нормальный установившийся режим - характеризуется неизменностью его параметров;
• переходный режим - характеризуется изменением параметров системы, во время которого система переходит от одного установившегося состояния к другому;
• послеаварийный режим - наступает после аварийного отключения отдельного элемента или ряда элементов системы. В этом режиме параметры системы отличаются от параметров нормального режима.
В нормальном установившемся режиме параметры сети должны соответствовать требованиям, установленным ГОСТ В 23396-78 «Устройства и изделия
электротехнические корабельные», который определяет в этом режиме установившееся напряжение в пределах (-10...+5)%; коэффициент пульсации напряжения
электроэнергетической системы не более 3%, при этом за расчетный номинал принимают напряжение 230 В.