Теория и методы построения устройств контроля и прогнозирования состояния объектов с дискретно-распределенными параметрами

• Автор: Лачин, Вячеслав Иванович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 304 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.
1. Общие принципы построения устройств измерения, контроля и прогнозирования состояния объектов с дискретнораспределенными параметрами.

1.1. Общая характеристика объектов контроля и управления.

1.2. Основы построения устройств контроля и прогнозирования состояния объектов с ДРП

1.3. Требования к преобразователям для устройств контроля, прогнозирования и управления

1.4. Выбор принципа действия преобразователей тока и напряжения

Выводы.

2. Исследование и анализ процессов безгистерезисного перемагничивания ферромагнитных

сердечников

2.1. Физическая модель процесса безгистерезисного перемагни

чивания
2.2. Математическая модель процесса безгистерезисного намагничивания
2.2.1. Перемагничивание элементарного слоя затухающим переменным полем
2.2.2. Размагничивание ферромагнитного кольцевого сердечника затухающим переменным полем.
2.2.3. Безгистерезисное намагничивание ферромагнитного сердечника при воздействии постоянного поля
2.2.4. Безгистерезисное намагничивание сердечника при воздействии медленно изменяющихся и синусоидальных
2.2.5. Метод изменения намагниченности ферромагнетика при
безгистерезисном намагничивании
2.3. Измерение индукции при безгистерезисном намагничивании.
2.3.1. Выбор принципа измерения магнитной индукции.
2.3.2. Анализ метода возврата при безгистерезисном намагничивании
2.3.3. Погрешность метода возврата при безгистерезисном намагничивании.
2.4. Осциллографирование безгистерезисных кривых намагни
чивания.
3. Теоретические и экспериментальные исследования первичных преобразователей тока для устройств контроля и управления
3.1. Принципы построения безгистерезисных магнитных преобразователей
3.1.1. Особенности и недостатки существующих преобразователей
3.1.2. БМП с обратными связями.
3.1.3. Генераторы затухающего переменного поля
3.2. Преобразователи тока с внутренней отрицательной обратной связью
3.3. Преобразователь тока с компенсирующей ООО.
3.4. Преобразователь тока с обратной связью по второй гармонике затухающего переменного поля.
3.4.1. Преобразователь тока с внешней обратной связью по второй
гармонике затухающего переменного поля
3.4.2. Преобразователь тока с внутренней обратной связью по второй гармонике затухающего переменного поля
3.4.3. Элемент допускового контроля на основе БМП с внутренней обратной связью по второй гармонике поля возбуждения
3.5. Разновидности безгистерезисных магнитных преобразователей
3.5.1. Аналоговое запоминающее устройство
3.5.2. Магнитный аналоговый преобразователь
3.6. Сравнительная характеристика первичных преобразователей тока 0 Выводы.
4. Принципы и методы измерения и контроля сопротивления изоляции объектов с ДРП и прогнозирование его изменения
4.1. Особенности измерения сопротивления изоляции.
4.2. Теоретические основы метода измерения сопротивления изоляции объектов, находящихся под постоянным, изменяющимся или переменным напряжением
4.2.1. Разработка и анализ нового метода измерения и контроля сопротивления изоляции
4.2.2. Методика расчета частот коммутации
4.2.3. Метод измерения сопротивления изоляции, имеющий повышенное быстродействие.
4.3. Селективный контроль сопротивления изоляции объектов с ДРП
4.3.1. Особенности селективного контроля.
4.3.2. Метод селективного контроля сопротивления изоляции разветвленных объектов с ДРП
4.4. Измерение сопротивления изоляции в сетях двойного рода
4.5. Прогнозирование изменения сопротивления изоляции на основе
уточненного метода экспоненциального сглаживания
4.5.1. Особенности объектов с ДРП, учитываемые при построении прогнозных моделей
4.5.2. Уточненный метод экспоненциального сглаживания.
Выводы.
5. Теоретические основы локализации места понижения сопротивления в объектах с ДРП.
5.1. Необходимость и особенность локализации места понижения сопротивления изоляции.
5.2. Метод дистанционной локализации места понижения сопротив
ления изоляции в объектах с ДРП
5.3. Анализ погрешности метода локализации сопротивления
изоляции
5.4. Использование элементов кластерного анализа при контроле состояния изоляции объектов с ДРП
Выводы.
6. Разработка комплекса устройств и систем измерения, контроля и прогнозирования параметров объектов с ДРП
6.1. Обобщенная структурная схема и алгоритм функционирования устройств измерения и контроля .
6.2. Измерительные преобразователи тока
6.2.1. Преобразователь малых постоянных токов.
6.2.2. Микропроцессорный измеритель тока с гальванической развязкой.
6.2.3. Элемент допускового контроля.
6.3. Устройство селективного контроля сопротивления изоляции со встроенной однокристальной ЭВМ.
6.4. Измерительновычислительная система контроля параметров аккумуляторных батарей.
6.5. Микропроцессорная система измерения и локализации места понижения сопротивления изоляции.
Заключение
Литература


Поэтому для долговечной и надежной работы аккумуляторных батарей следует измерять напряжение на каждом из аккумуляторов батареи, ток батареи или отдельных ее ветвей, сопротивление утечек, температуру окружающей среды, давление в аккумуляторах и при выходе какоголибо параметра за допустимые пределы принимать соответствующие меры. Число аккумуляторов в батарее составляет обычно несколько десятков, хотя может быть и более сотни, а диапазон допустимых напряжений на аккумуляторе колеблется от долей до единиц вольт. Судовые электрические сети выполняются, как правило, изолированными от корпуса, что обеспечивает повышенную надежность питания приемников электроэнергии 7. При небольшой емкости сети повышается безопасность по сравнению с береговыми сетями, работающими в режиме с глухим заземлением нейтрали или заземлением полюсов в однофазных сетях. Как отмечается в 7, в современных условиях практически любая сеть переменного тока однофазная или трехфазная по существу является сетью двойного рода тока. Такая сеть представляет собой грехфазную сеть с изолированной нейтралью, имеющую однофазную или трехфазную нагрузку постоянного тока, получающую питание через выпрямительные мосты. Выпрямительные мосты могут быть однофазные или трехфазные, один или несколько, управляемые или неуправляемые. Нагрузкой подобных сетей могут быть как силовые приемники электроэнергии гребные электродвигатели, электропривод якорных лебедок и т. Токи утечки в таких сетях содержат и постоянные, и переменные составляющие, что существенно усложняет контроль сопротивления изоляции этих сетей, особенно если учесть, что их эквивалентная емкость может достигать нескольких сотен микрофарад. Сеть с такими параметрами чрезвычайно опасна в пожарном отношении 8,9, так как при повреждении электрической изоляции все распределенные емкостные токи утечки локализуются в одном месте и создают условия для формирования теплового пробоя изоляции и электрической дуги. Емкость трасс кабелей зависит от марки, сечения и жильности кабелей, количества их в пучке, длины кабелей и от наличия металлических оплеток. По результатам натурных экспериментов можно принять, что удельная емкость судовых кабелей не превышает 0,2 мкФкм. Емкость токоведущих частей электротехнических изделий по данным натурных измерений не превышает сотыхдесятых долей микрофарады. Гак как емкость ЭО сосредоточена в основном в помехозащитных фильтрах, то оценка ее значения расчетным путем, на основе данных проектной документации, представляет собой достаточно трудоемкую задачу в связи с отсутствием в технических условиях на поставку данных о емкости помехозащитных конденсаторов. Так, для защиты систем автоматики от ложных срабатываний при импульсных перенапряжениях в питающей сети на входах приборов обычно устанавливают фильтры, емкость каждого из которых колеблется в диапазоне 0,9 0 мкФ в зависимости от выбора разработчика. Емкостные фильтры устанавливают также вблизи источников помехи коммутационные аппараты, полупроводниковые элементы, щетки электрических машин и т. В этих условиях эквивалентная емкость ЭО относительно корпуса существенно превышает значение собственной физической емкости кабельных трасс и электрооборудования . Требуемый диапазон измерения сопротивления изоляции обычно составляет от нуля до нескольких МОм, а напряжение питания изменяется от нуля до нескольких сотен вольт. Разветвленные электроэнергетические сети с большим количеством приемников электроэнергии порядка тысячи и более потенциально имеют большую пожарную опасность, так как эксплуатационный уровень их эквивалентного сопротивления очень низок и составляет десятки и даже единицы килоом. Контроль сопротивления изоляции всей сети оказывается неэффективным, поскольку при невысоком значении эквивалентного сопротивления может остаться незамеченным снижение сопротивления изоляции какоголибо отдельного фидера. При этом существенно возрастает опасность формирования дуговых замыканий. Для обеспечения надежной и безопасной работы таких сетей необходим селективный контроль сопротивления изоляции отдельных фидеров разветвленной сети.