Характеристик резко переменных изменений напряжения

На третьем этапе исследований накопленная ранее информация о влиянии резко переменных изменений напряжения на ЭО может быть дополнена методом активного эксперимента, при котором воздействующие на ЭО возмущения напряжения создаются мощными имитаторами.

Исследования, проведенные Тэндоном М.Л. [11], профессором Вагиным Г.Я. [9], Гурвичем И.С. [1], и другими учеными, показали, что колебания, выбросы и провалы напряжения различной длительности и площади по-разному влияют на ЭО.

Актуальным является продолжение работ в этом направлении с целью выявления спектра ЭО, на которое отрицательно влияют указанные характеристики изменяющегося напряжения, а также исследования влияния других характеристик напряжения сети (крутизны изменений, возмущений напряжения различной формы, исследования влияния на ЭП серии возмущений и т. п.), влияющих на параметры ЭО.

Проведение таких исследований возможно методами пассивного экс-перимента (результаты накапливаются годами в процессе пассивного наблюдения за отказами электрооборудования в действующих электрических сетях с регистрацией возмущений напряжения и их параметров) и методами активного эксперимента (путем активного моделирования возмущений напряжения, питающего исследуемое ЭО).

Из литературных источников и данных, полученных экспериментальным путём, известно, что степень воздействия резко переменных изменений напряжения на электроприёмники различного типа определяется конкретными параметрами и формой этих изменений. Для одних электроприёмников это глубина провала [19], для других – длительность провала или выброса [10, 20], третьих – площадь выброса выше фиксированного уровня напряжения [1, 28], четвертых – скорость изменения напряжения и т.д.

Нарушение режима работы любого электроприёмника может быть определено по изменению его выходной характеристики. К выходным характеристикам электроприёмников относятся: световой поток, частота вращения, напряжение стабилизации и т.п. В качестве критерия оценки стабильности работы ЭП выступают нормы, установленные для данных электроприемников, превышение значений которых является недопустимым с точки зрения технико-экономических показателей.

По степени влияния изменений напряжения на выходные характеристики электроприёмников последние могут быть разделены на две основные группы:

1) с монотонным;

2) скачкообразным изменением выходной характеристики.

К первой группе электроприёмников могут быть отнесены лампы накаливания, печи сопротивления.

Ко второй – нагруженный асинхронный двигатель, стабилизированные источники питания, газоразрядные источники света, устройства релейной защиты, автоматики и вычислительной техники.

В настоящем параграфе предлагается автоматический метод определения критических значений характеристик резкопеременных изменений напряжения, приводящих к нарушению нормального режима работы единичного электроприёмника [67].

Сущность метода состоит в том, что на зажимах исследуемого электроприёмника моделируются возмущения напряжения определенной формы с монотонно изменяющимся значением характеристики (амплитуды, размаха, площади, длительности). Процесс моделирования продолжается до тех пор, пока не нарушится работоспособность исследуемого электроприёмника. При сбое в работе или превышении выходной характеристикой ЭП предельно допустимого значения процесс моделирования прекращается, а критическое значение моделируемого изменения напряжения фиксируется по индикатору.

На рис. 4.15 изображена обобщенная функциональная схема моделирующих устройств, реализующая метод.

В состав схемы входят исполнительный элемент (ИЭ), блок управления БУ, узел обратной связи (ОС), исследуемый электроприемник ЭП, индикаторы И1 и И2.

В блоке управления задаётся алгоритм воздействующего возмущения напряжения с монотонным изменением его определенной характеристики. Для контроля значений моделируемой характеристики служит блок индикации И1, на цифровом табло которого отображается текущее значение моделируемого параметра. Выходной сигнал с выхода блока управления поступает на блок исполнительного элемента ИЭ, выполняющего функцию регулирования напряжения сети в соответствии с заданным законом управления.

Рис. 4.15. Обобщенная функциональная схема моделирующих устройств для определения критических значений характеристик резко переменных изменений напряжения

Для контроля напряжения на зажимах исследуемого электроприёмника ЭП служит индикатор И2, в качестве которого применяется цифровой вольтметр.

Так как моделируемые изменения напряжения носят кратковременный характер, то контроль изменения выходной характеристики электроприёмника осуществляется узлом обратной связи. При превышении выходной характеристикой ЭП допустимых норм или сбое в работе электроприёмника узел обратной связи вырабатывает сигнал для остановки блока управления. Последний прекращает процесс моделирования – на индикаторе И₁ фиксируется критическое значение моделируемой характеристики.

Данная схема может также применяться для оценки влияния изменяющегося напряжения на интегральные характеристики электроприёмника. Например, данное устройство может использоваться для оценки влияния выбросов напряжения заданной амплитуды на срок службы электроприёмников. В этом случае устройству задаётся периодический режим работы, достигаемый путём отключения ключа К и, соответственно, узла обратной связи.

По рассмотренной функциональной схеме, реализующей предложенный автоматический метод определения критических значений характеристик изменений напряжения, разработана серия моделирующих устройств, описанных далее.

Предложенный метод, являясь методом активного эксперимента, по сравнению с методом пассивного эксперимента (при котором исследования проводятся в действующих электрических сетях с пассивным длительным ожиданием требуемых значений характеристик возмущений напряжения) позволяет значительно быстрее накапливать необходимую статистику.

Основным назначением метода является исследование влияния резко переменных изменений напряжения на ЭП, имеющие пороговую (релейную) чувствительность к этим возмущениям.

К таким ЭП относятся устройства релейной защиты и автоматики, элементы систем управления, устройства, выполненные на интегральных схемах.

Однако метод может использоваться и для оценки влияния напряжения сети на интегральные характеристики ЭП (например, срок службы).

В этом случаев в цифровой блок имитаторов закладываются алгоритмы циклических или случайных изменений моделируемого напряжения с известными вероятностными характеристиками законов распределения. Испытания, в которых одновременно участвует большое количество ЭП, проводятся достаточно длительное время.

В качестве технического задание на форму моделируемых имитаторами процессов может служить рис. 1.8. Для получения полной информации о влиянии возмущений напряжения на электрооборудование диапазон амплитуды моделируемых имитаторами выбросов и провалов, а также размахов изменений напряжения должен превышать диапазон соответствующих резко переменных изменений напряжения в действующих электрических сетях. Указанные параметры возмущений, а также их длительность должны варьироваться в широких пределах.

При разработке моделирующей аппаратуры необходимо определить диапазон влияющих значений характеристик изменений напряжения, их форму и частоту следования. Эти данные должны соответствовать реальным изменениям, имеющим место в промышленных электрических сетях.

Процесс моделирования возмущений должен быть периодическим, причём интервал между очередными возмущениями (длительность паузы) должен выбираться с учётом инерционных свойств исследуемых электроприёмников.

Моделирование возмущений напряжения должно выполняться с монотонным изменением только одной из характеристик, чтобы исключить неопределенность при проведении испытаний и точно установить, как влияет значение данной характеристики на работу электроприёмника.

Следует отметить, что изменение длительности выброса напряжения одновременно сопровождается также изменением его площади выше фиксированного уровня анализа. Чтобы исключить некорректность в данном случае и точно установить, что является определяющим для работы электроприёмника – длительность или площадь выброса, необходимо провести два опыта: вначале изменить длительность выброса с одной амплитудой, а затем повторить серию возмущений с другой. Во втором испытании автоматически изменится и площадь выбросов. По реакции электроприёмника оценивают, что для него является определяющим.

Процесс моделирования возмущений напряжения необходимо производить циклически, изменяя в каждом цикле (увеличивая) значение характеристики на приращение Δ (например, при варьировании длительности выброса на приращение длительности выброса в каждом цикле Δ = 0,01 с). При выборе значения приращения исходят из соображений необходимой точности получения критических значений характеристики, с одной стороны, и минимальной громоздкости реализующих алгоритмы моделирующих устройств, с другой.

При определении алгоритма выбираются прямоугольные, трапецеидальные, треугольные изменения напряжения, а также изменения напряжения сложные формы. Из результатов оценки влияния возмущений напряжения на электроприёмники, полученных выше, следует, что при моделировании целесообразно изменять следующие параметры: амплитуду, длительность и площадь превышения уровня, а также размах и длительность колебаний напряжения.

При коротких замыканиях и коммутационных перенапряжениях в сети возникают возмущения напряжения, имеющие высокочастотный спектр в области единиц и десятков килогерц [1]. Эти возмущения подробно исследованы в работе [1], там также описаны имитаторы помех и предложены методы оценки влияния импульсных помех на радиоэлектронные средства автоматики, релейной защиты и вычислительной техники.

Далее описаны схемы имитаторов, которые могут быть использованы для исследования влияния характеристик резко переменного напряжения питающей сети на параметры ЭО и их работоспособность методом активного эксперимента.

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: