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

• Автор: Соломенцев, Кирилл Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 225 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений

Введение.
1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ И СРЕДСТО ИЗМЕРЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ

ОБЪЕКТОВ ЭЭО

1Л 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 Вывода 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 д2 Ъ 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 О 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
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 ЦМ.
4.5.3 Меню пользователя мегомметра ЦМ
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.
Заключение
Список литературы


Емкость таких фильтров может быть от долей микрофарады до десятков микрофарад. Как результат, суммарная емкость сети существенно увеличивается, так же как и неравномерность ее распределения по фазам. Помехоподавляющие конденсаторы улучшают условия работы радиоэлектронной аппаратуры. Но, соответственно возросшая, эквивалентная емкость оказывает негативное влияние на многие процессы, протекающие в сети. В нормальных эксплуатационных режимах при отсутствии замыканий на землю емкость уменьшает сопротивление фаз относительно земли. В результате, при случайном однофазном прикосновении человека к сети с изолированной нейтралью напряжение между фазой и землей Ц,к не изменяется, и человек, независимо от величины сопротивления изоляции, гак же, как и в сетях с заземленной нейтралью, оказывается под действием полного фазного напряжения источника Щ. Так же как и сопротивление изоляции, емкость сети изменяется в процессе ее функционирования в зависимости от количества подключенных приемников электроэнергии. Рассмотрим электроэнергетические объекты, для которых необходим контроль сопротивления изоляции. К ним относятся электролизные серии в цветной металлургии, обмотки размагничивания морских судов. На рисунке 1. На рисунке 1. Я2Яп сопротивления изоляции этих участков сети, Сь С2. С1 емкости этих участков относительно земли. К ЭЭО, для которых необходим контроль параметров, также относятся объекты с большим количеством источников электроэнергии, такие как аккумуляторные батареи с большим числом аккумуляторов, электрохимические генераторы, солнечные батареи. На рисунке 1. Рисунок 1. На рисункен 1. Я, Л2Ян1 и Сь С2. С, 1 параметры изоляции этих источников. Самыми распространенными объектами контроля параметров являются разветвленные электрические сети постоянного тока, переменного тока, или двойного рода. Сеть двойного рода тока представляет собой сеть переменного тока, соединенная 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 рисунке 1. Ктв и изс сопротивления изоляции фаз А, В и С, 7, и 7 сопротивления изоляции полюсов сети постоянного тока, С а , Сц и Сс емкости фаз А, В и С, СГ иС емкости полюсов сети постоянного тока. Нагрузка
с
Рисунок 1. Эквивалентная схема замещения сети двойного рода тока Частные случаи данной схемы замещения эквивалентные схемы замещения сетей постоянного тока и переменного тока. Под сопротивлением изоляции Ят таких объектов понимают эквивалентное значение сопротивлений изоляции всех элементов, входящих в объект. Как правило, значение эквивалентного сопротивления изоляции равно сопротивлению параллельно включенных сопротивлений изоляции всех элементов, входящих в объект. Под эквивалентной емкостью Сэхв понимают суммарное значение емкостей всех элементов, входящих в объект. Укрупненная структурная схема системы управления и контроля параметров ЭЭО приведена на рисунке 1. Рисунок 1. Это могут быть как простые системы управления, которые отключают или подключают какиелибо участки электрической сети, так и сложные системы управления технологическими процессами. В современных системах контроля параметров ЭЭО используются УКЭСИЕ. В процессе работы ЭЭО УКЭСИЕ производит непрерывный контроль сопротивления изоляции и емкости ЭЭО. Сигнал от УКЭСИЕ поступает по цепям сигнализации на управляющее устройство. ЭЭО и выдает сообщение оператору или в вышестоящую систему управления ЭВМ. Непрерывный контроль, в отличие от периодического, дает возможность следить за сопротивлением изоляции в течении веет срока эксплуатации ЭЭО и при снижении уровня сопротивления изоляции принять соответствующие меры . Один из самых простых алгоритмов управления ЭЭО заключается в отключении участков электрической сети, сопротивление изоляции которых меньше допустимой нормы. Один из вариантов построения такой системы приведен на рисунке 1. Рисунок 1. ЭЭО с последовательно включенными выключателями Другой вариант построения схемы приведен на рисунке 1.