XIV Міжнародна наукова інтернет-конференція ADVANCED TECHNOLOGIES OF SCIENCE AND EDUCATION (19-21.04.2018)

Русский English




Научные конференции Наукові конференції

к. т. н., Палійчук В. К., к. т. н., Хоменко С. М., Боровський В. М. МЕТОД АВТОМАТИЧНОГО КОНТРОЛЮ ПАРАМЕТРІВ ІЗОЛЯЦІЇ ЕЛЕКТРОУСТАНОВОК

к. т. н., В. К. Палійчук, к. т. н. С. М. Хоменко, В. М. Боровський

Житомирський національний агроекологічний університет

МЕТОД АВТОМАТИЧНОГО КОНТРОЛЮ ПАРАМЕТРІВ ІЗОЛЯЦІЇ ЕЛЕКТРОУСТАНОВОК

В даний час в більшості галузей економіки спостерігається тенденція постійного зростання енергоозброєності технічного устаткування, посилення ступеня автоматизації, комп'ютеризації і спеціалізації по напрямах практичного застосування при зростаючих вимогах до підвищення економічності технологічних процесів, застосування енергозберігаючих технологій. Вирішення цих завдань являє собою цілий комплекс науково-технічних проблем.

Проблема підвищення безпеки технічних засобів і обслуговуючого персоналу при експлуатації електроустановок, як показує аналіз літературних джерел [1], часто вирішується на рівні окремих завдань, таких як проведення оперативної діагностики енергетичного устаткування або скорочення трудомісткості техобслуговування засобів і  є одним з найбільш важливих питань в області електроенергетики. Вимогам підвищення безпеки стану засобів і технічного персоналу в процесі експлуатації електричних установок щонайкраще відповідають пристрої і системи безперервного, в реальному масштабі часу, оперативного контролю параметрів стану електротехнічних і електроенергетичних комплексів і засобів. Більшість такого роду пристроїв і систем будується на основі використання спеціальних або серійних мікропроцесорних обчислювальних структур. Так, наприклад, висока надійність і безпека експлуатації електричних мереж напругою 1000 В  значно залежить від стану параметрів їх електричної ізоляції. Оцінка реального стану параметрів ізоляції ліній електричної мережі з ізольованою нейтраллю| дозволяє визначити чисельне значення величини струму однофазного замикання на землю. Це дає можливість правильно вибрати параметри і тип вставки| релейного захисту, а також розробити організаційні і технічні заходи щодо зниження величини струму однофазного замикання на землю. Зниження величини струму замикання на землю призводить до зниження напруги дотику, крокової напруги і до збільшення зони безпечної експлуатації електроустановок в режимі однофазного замикання на землю.

Пропонується варіант мікропроцесорної реалізації способу автоматичного контролю ізоляції в симетричній мережі з ізольованою нейтраллю,| напругою до 1000 В, суть алгоритму роботи і принципу програмно-апаратного втілення якого можна представити наступним чином.

Стан ізоляції електричної мережі характеризується повною провідністю ізоляції окремих фаз мережі щодо землі і її активною складовим:

- повна провідність ізоляції електричної мережі:

image002641.gif,

- ємкісна провідність ізоляції електричної мережі:

image002642.gif,

-  активна провідність ізоляції електричної мережі:

image002643.gif,

де image002644.gif  - лінійна напруга,  image002645.gif - напруга фази А щодо землі, image002646.gif - напруга фази В щодо землі,  image002647.gif - напруга фази C щодо землі, image002648.gif  - активна додаткова провідність.

У способі, що пропонується, чітко виділений алгоритм, який має бути реалізований програмним способом. Суть підходу, що розглядається в даній роботі, полягає в тому, що він базується на автоматичному підключенні з певною витримкою часу, рівною заданому періоду визначення параметрів ізоляції, активній додатковій провідності до однієї з фаз електричної мережі, вимірюванні величин напруги фаз щодо землі, лінійної напруги, перетворенні їх в цифрові коди, на основі яких обчислюються значення параметрів ізоляції, збереженні їх в пам'яті даних і відключенні активної додаткової провідності. Такий алгоритм і приводить до автоматичного визначення значень параметрів ізоляції, контролю і накопичення інформації про полягання ізоляції в симетричній електричній мережі з ізольованою нейтраллю,| напругою до 1000 В.

Запропонований спосіб відрізняється від прототипу тим, що вимірюється величини напруги фаз щодо землі, не використовується визначення кута зрушення фаз між вектором напруги фази щодо землі і вектором лінійної напруги після підключенні між нею і землею активної додаткової провідності.

Порівняння запропонованого алгоритму і варіанту рішення задачі контролю ізоляції з відомими рішеннями показує, що при діагностиці значень напруги фаз щодо землі він не вимагає визначення кута зрушення фаз між вектором напруги фази щодо землі і вектором лінійної напруги після підключенні між нею і землею активної додаткової провідності. Це веде до більшої точності оцінок при розрахунку і визначенні значень параметрів ізоляції і, відповідно, приводить до підвищення рівня електробезпеки персоналу.

Як елементна база для практичної реалізації пристрою, що розробляється, був прийнятий за основу клас мікроконтролера Atmega128| сімейства AVR|, застосування якого дозволяє раціонально оптимізувати співвідношення енергоспоживання і швидкодії.

Мікропроцесорний (МП) пристрій виконує арифметичні і логічні операції над даними, здійснює програмне управління процесом обробки інформації, організовує взаємодію модулів пам'яті і периферійних пристроїв. Робота МП відбувається під впливом сигналів схеми синхронізації і початкової установки. Для досягнення більшої інформативності і наочності відображення МП модулі пристрою взаємозв'язані один з одним за допомогою загальної магістралі, об'єднуючої в собі шину даних (ШД), шину адреси (ША) і шину управління (ШУ).

Принцип дії пояснюється структурною схемою пристрою контролю параметрів ізоляції, що містить: трифазну електричну мережу, блок вимірювання напруги фаз щодо землі, блок вимірювання лінійної напруги, повну провідність ізоляції електричної мережі, автоматичний вимикач, виконавчий орган, активну додаткову провідність між фазою А електричної мережі і землею, порт введення, центральний процесор, порти виводу, постійну пам'ять, оперативну пам'ять, аналого-цифровий перетворювач, таймер, незалежний таймер реального часу, дисплей, підсилювальний блок та  внутрішню шину даних.

Представлені формули дають можливість на стадії проектування обчислювати значення параметрів ізоляції   в симетричній мережі.

Спосіб дозволяє здійснювати автоматичне визначення значень параметрів, контроль і накопичення інформації про стан ізоляції в симетричній електричній мережі з ізольованою нейтраллю| напругою до 1000 В.

Запропонований спосіб, що базується на магістрально-модульному принципі, є універсальним, дозволяє підвищити ступінь автоматизації і проводити подальше вдосконалення функціонування роботи, а також розширює функціональні можливості мікропроцесорного пристрою контролю ізоляції.

Література:

1. Іванов А.О. Теорія автоматичного керування / А.О. Іванов. - Дніпропетровськ: Національний гірничий університет, 2003. - 250 с.


Залиште коментар!

Дозволено використання тегів:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <code> <em> <i> <strike> <strong>