Введение 13
1 Требования, предъявляемые к современным автоматизированным
средствам поверки 15
2 Способы построения калибратора фиктивной мощности 22
2.1 Построение калибратора фиктивной мощности типа «Вектор» 22
2.2 Калибратор фиктивной мощности с коррекцией напряжения на каждом
выходе 31
3 Преобразователь «напряжение-напряжение» 35
3.1 Требования, предъявляемые к преобразователю «напряжение-
напряжение» 35
3.2 Способы построения преобразователя «напряжение-напряжение» 36
3.2.1 Преобразователь «напряжение-напряжение» на основе усилителя
мощности с многообмоточным трансформатором 36
3.2.1.1 Построение принципиальной схемы преобразователя 36
3.2.1.2 Расчет усилителя мощности 40
3.2.1.3 Экспериментальные исследования 42
3.2.2 Преобразователь «напряжение-напряжение» на основе мостового
усилителя мощности 45
3.2.2.1 Построение принципиальной схемы преобразователя 45
3.2.2.2 Расчет преобразователя 47
3.2.2.3 Экспериментальные исследования 49
4 Преобразователь «напряжение-ток» 53
4.1 Требования, предъявляемые к преобразователю «напряжение-ток» 53
4.2 Построение принципиальной схемы преобразователя 53
4.3 Экспериментальные исследования 57
5 Социальная ответственность 62
5.1 Производственная безопасность 62
5.1.1 Анализ выявленных вредных факторов при разработке и
эксплуатации проектируемого решения 62
5.1.2 Анализ выявленных опасных факторов при разработке и
эксплуатации проектируемого решения 67
5.2 Экологическая безопасность 68
5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 70
5.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 71
5.4.1 Режим труда и отдыха 71
5.4.2 Организация рабочего места 71
6 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 73
6.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 73
6.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 73
6.1.2 Анализ конкурентных технических решений 74
6.1.3 Т ехнология QuaD 76
6.1.4 SWOT-анализ 77
6.2 Определение возможных альтернатив проведения научных
исследований 79
6.3 Планирование научно-исследовательских работ 80
6.3.1 Составление перечня работ 80
6.3.2 Определение трудоемкости выполнения работ 81
6.3.3 Разработка графика проведения научного исследования 82
6.3.4 Определение бюджета научно-технического исследования 84
6.3.4.1 Расчет материальных затрат научно-технического
исследования 84
6.3.4.2 Расчет основной заработной платы исполнителей темы 85
6.3.4.3 Расчет дополнительной заработной платы исполнителей
темы 87
6.3.4.4 Расчет отчислений во внебюджетные фонды 87
6.3.4.5 Расчет накладных расходов 88
6.3.4.6 Формирование бюджета затрат научно-технического
исследования 88
6.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 89
Заключение 93
Список использованных источников 94
Рыночные отношения в сфере электроснабжения постоянно развиваются, тарифы на электроэнергию растут, в связи с этим повышаются требования к точности контроля и учета электроэнергии. Применение электронных счетчиков электрической энергии позволяет удовлетворить этим требованиям. В результате обзора по счетчикам электроэнергии, было выявлено, что в настоящее время наибольшее распространение получили счетчики класса точности 1 и 2 . Тем не менее, расширяется применение счетчиков более высокого класса точности 0,2S и 0,5S с динамическим диапазоном по измеряемым токам до сотен ампер при прямом включении. Кроме того, повышается интерес к качеству электроэнергии. Появляются счетчики, которые измеряют не только количество энергии, но и ее качество. Некоторые современные счетчики электроэнергии, помимо высокого класса точности, обладают возможностью измерять параметры основных электрических величин: напряжения, силы тока, углов фазовых сдвигов и мощности. Дополнительно можно получить информацию о частоте входного сигнала, об искажениях формы входного сигнала и т.д. На сегодняшний день такие приборы достаточно дорогие, но, можно предположить, что развитие технологий позволит снизить их стоимость и обеспечить массовое применение. В таком случае такие средства измерений станут основными средствами учета электроэнергии и контроля ее качества.
Исходя из этого, возникает проблема метрологического обеспечения таких средств измерений. Помимо обеспечения высокой точности, оно также должно обеспечивать высокую производительность регулировочных и поверочных работ. Установка «Вектор М», разработанная на кафедре компьютерных измерительных систем и метрологии Томского политехнического университета, не удовлетворяет дополнительным требованиям, предъявляемым к автоматизированным средствам поверки. В связи с этим, потребовалось усовершенствовать калибратор фиктивной мощности.
Целью данной работы является разработка преобразователей «напряжение-напряжение» и «напряжение-ток», входящих в калибратор фиктивной мощности. Разрабатываемые преобразователи должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к автоматизированным средствам поверки.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- выявить требования, предъявляемые к автоматизированным средствам поверки;
- выбрать наиболее эффективный способ построения
преобразователей;
- построить и рассчитать электрические схемы преобразователей;
- провести экспериментальные исследования разработанных схем.
Применение калибратора фиктивной мощности позволяет
автоматизировать поверочные работы. Кроме того, разработанный калибратор мощности может формировать искаженные сигналы, что позволяет поверять современные счетчики электроэнергии.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы был проделан обзор научной литературы, нормативно-технической документации в области счетчиков электроэнергии и выявлены тенденции в развитии этих счетчиков. Результаты обзора показали, что происходит повышение класса точности счетчиков (0,2S и 0,5S). Также было выявлено, что современные счетчики позволяют измерять ряд параметров качества электроэнергии. На основе анализа нормативно-технической документации по счетчикам электроэнергии было выполнено следующее:
- сформулированы требования к перспективной поверочной аппаратуре счетчиков;
- выбрано функциональное построение автоматизированных средств поверки на основе калибратора фиктивной мощности;
- сформулированы требования к преобразователям «напряжение- напряжение» и «напряжение-ток», входящим в состав калибратора фиктивной мощности;
- разработаны функциональные и принципиальные схемы преобразователей;
- произведен расчет электрических схем;
- проведены экспериментальные исследования с использованием программного обеспечения Multisim.
Экспериментальные исследования схем показали, что предложенное построение преобразователей «напряжение-напряжение», «напряжение-ток» удовлетворяет требованиям, предъявляемым к современным автоматизированным средствам поверки, следовательно, найденные решения могут использоваться при построении калибратора фиктивной мощности.
В программе Multisim отсутствует математическое описание реального трансформатора. Поэтому, прежде чем использовать данное построение преобразователей, необходимо провести эксперименты на реальных макетах. Не исключено, что потребуется внести изменения в разработанные схемы.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
