Разработка микропроцессорного устройства контроля сетевого напряжения - Диссертация

Преобразование электрической энергии в механическую с помощью электрооборудования позволяет легко и экономически выгодно приводить в движение разнообразные рабочие механизмы: конвейеры, оборудование на железнодорожном автоматика телемеханика, насосы, защита бытовой техника и любой электроаппаратуры от «скачков» и резких отклонений сетевого напряжения. Благодаря простоте конструкции, высокой надежности и невысокой стоимости электрооборудования короткозамкнутым устройствами является наиболее распространенным защита бытовой техника и любой электроаппаратуры от «скачков» и резких отклонений сетевого напряжения. Электрооборудования обычно рассчитаны на определенный срок службы, при условии их правильной эксплуатации. Под правильной эксплуатацией понимается его работа в соответствии с номинальными параметрами, указанными в паспортных данных электроаппаратура. Выход из строя электрооборудования приводит к тяжелым авариям и большому материальному ущербу, связанному с простоем технологических процессов, устранением последствий аварий и ремонтом вышедшего из строя электроаппаратура.Кроме того, должны быть защищены от перегрузки осветительные сети в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях, служебно-бытовых помещениях промышленных предприятий, включая сети, для бытовых и переносных электроприемников, а также в пожароопасных зонах; силовые сети на промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, торговых помещениях - только в случаях, когда по условиям технологического процесса или по режиму работы сети может возникать длительная перегрузка проводников. Однако если бы напряжение было строго синусоидальным, то действующее значение определяется как максимум, деленный на корень из 2. Оно должно быть, с одной стороны, как можно меньше, с другой - есть виды отклонений по напряжению, возникающие достаточно часто, но действующие кратковременно и не оказывающие ощутимого вредного воздействия. Обеспечивает автоматический контроль, регулировку напряжения сети, а также защиту от высоковольтных импульсов. Стабилизатор напряжения АСН-600 (Автоматический регулятор напряжения) предназначенный для работы с бытовыми электроприборами с мощностью потребления до 600Вт в сети 220В, 50Гц, обеспечивает автоматический контроль и регулирование напряжения сети, а также защиту от сниженного и повышенного напряжения и высоковольтных импульсов.При снижении питания и непредсказуемых действиях МП (МК) в ОЗУ системы может быть записана посторонняя информация - «мусор». Понижения напряжения питания редко обладают разрушительными аппаратными последствиями, но они могут вызывать непредсказуемые действия микропроцессоров, ведущие к сбою программы. После восстановления напряжения питания программа также будет выполняться некорректно, т. е. нормальное функционирование системы не восстановится. Актуальным стала задача создания защитных устройств, устанавливаемых непосредственно у потребителя, с набором функций, обеспечивающих полноценную и достоверную защиту. · отклонение фактической частоты переменного напряжения от номинального значения в установившемся режиме работы системы электроснабжения; провалы напряжения - внезапное и значительное снижение напряжения (менее 90% Uном) длительностью от нескольких периодов до нескольких десятков секунд с последующим восстановлением напряжения;Предлагаемый автомат защиты от перепадов сетевого напряжения выключает нагрузку при помощи реле, если напряжение в сети будет выходить за пределы установленного значения, и включает ее после пропадания аварийной ситуации. Предлагаемая защита основана на прямом измерении амплитудного значения сетевого напряжения в течение положительного полупериода с выводом измеренного значения на индикатор. С целью обеспечения контроля качества входного напряжения предлагается микропроцессорное устройство для контроля сетевого напряжения, которое выполняет функции автомата защиты от перепадов сетевого напряжения, выключает нагрузку при помощи реле, если напряжение в сети будет выходить за пределы установленного значения, и включает ее после пропадания аварийной ситуации. 3) Измеряющее устройства (ИУ), выполнено на основе микроконтроллера; 4) ГТЧ генератор тактовых частота кварцевого резонатора настроенный на частоту 4,096МГЦ 5) Коммутирующие устройства (КУ), которое отключает потребителя от сети; 6) Блок индикатор; 7) Семисегментный (СИ), предназначенный для, вывода показаний текущего значения сетевого напряжения; 8) Нагрузка (Н); Отрицательное влияние на электрооборудование. Если сетевое напряжение превышает установленное значение, то автомат выключает реле, индикацию и переходит в режим ожидания.Предлагаемая защита основана на прямом измерении амплитудного значения сетевого напряжения в течение положительного полупериода с выводом измеренного значения на индикатор. Использование микроконтроллера и индикатора позволило сделать устройство с установкой порогов срабатывания по минимальному и максимальному напряжению в широких пределах. Потребляемый прибором ток (без учета тока

Преобразование электрической энергии в механическую с помощью электрооборудования позволяет легко и экономически выгодно приводить в движение разнообразные рабочие механизмы: конвейеры, оборудование на железнодорожном автоматика телемеханика, насосы, защита бытовой техника и любой электроаппаратуры от «скачков» и резких отклонений сетевого напряжения. Благодаря простоте конструкции, высокой надежности и невысокой стоимости электрооборудования короткозамкнутым устройствами является наиболее распространенным защита бытовой техника и любой электроаппаратуры от «скачков» и резких отклонений сетевого напряжения. Свыше 85% всех электрических оборудование - это бытовой техника и любой электроаппаратуры. По статистике сейчас в общественном производстве России находится не менее 50 млн. единиц однофазных автомат защиты от перепадов сетевого напряжения 220В. Электрооборудования обычно рассчитаны на определенный срок службы, при условии их правильной эксплуатации. Под правильной эксплуатацией понимается его работа в соответствии с номинальными параметрами, указанными в паспортных данных электроаппаратура. Однако в реальной жизни имеет место значительное отступление от номинальных режимов эксплуатации. Это, в первую очередь, плохое качество питающего напряжения и нарушение правил технической эксплуатации: технологические перегрузки, условия окружающей среды (повышенные влажность, температура), снижение сопротивления изоляции, нарушение охлаждения. Последствием таких отклонений являются аварийные режимы работы электрооборудования. В результате аварий ежегодно выходят из строя до 10% применяемых электрооборудования например, 60% скважных устройства, ломаются чаще одного раза в году. Выход из строя электрооборудования приводит к тяжелым авариям и большому материальному ущербу, связанному с простоем технологических процессов, устранением последствий аварий и ремонтом вышедшего из строя электроаппаратура. Ремонт электрической устройства мощностью до 1КВТ обходится в 5-6$ США. Чтобы оценить, во что обойдется ремонт более мощной машины, надо просто умножить эту цифру на мощность электрооборудования. Помимо этого, работа на аварийных режимах ведет к повышенному энергопотреблению из сети, увеличению потребляемой реактивной мощности. Совершенно очевидно, что применение надежной и эффективной защиты от аварийных режимов работы значительно сократит количество и частоту аварийных ситуаций и продлит срок службы электрооборудования, сократит расход электроэнергии и эксплуатационные расходы. Но, для того, чтобы выбрать эту защиту необходимо знать, как и от чего необходимо защищать электрооборудования систем железнодорожной автоматики и телемеханики, а также специфику процессов протекающих в них в случае аварий.

При повышении питания возможно аппаратное разрушение микросхем.

При снижении питания и непредсказуемых действиях МП (МК) в ОЗУ системы может быть записана посторонняя информация - «мусор».

Это вызывает потерю данных, которые не могут быть восстановлены последующим сбросом. Понижения напряжения питания редко обладают разрушительными аппаратными последствиями, но они могут вызывать непредсказуемые действия микропроцессоров, ведущие к сбою программы. После восстановления напряжения питания программа также будет выполняться некорректно, т. е. нормальное функционирование системы не восстановится. Следовательно, микропроцессор должен быть перезапущен сигналом сброса от внешнего устройства, либо защищен внешними аппаратными устройствами от перепадов напряжения.

Растущее энергопотребление предприятий, энергонасыщенность бытового потребителя приводят к увеличению числа сетевых аварий, в том числе и на железнодорожном транспорте.

Актуальным стала задача создания защитных устройств, устанавливаемых непосредственно у потребителя, с набором функций, обеспечивающих полноценную и достоверную защиту.

Требования к качеству электрической энергии на территории РУЗ. определяет Межгосударственный стандарт: "Электрическая энергия.

Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения". К основным показателям качества электрической энергии относятся: · отклонения напряжения, связанные с графиком работы нагрузки;

· колебания напряжения при резко переменном характере нагрузки;

· не симметрия напряжений в трехфазной системе при несимметричном распределении нагрузки по фазам;

· не синусоидальность формы кривой напряжения при нелинейной нагрузке;

· отклонение фактической частоты переменного напряжения от номинального значения в установившемся режиме работы системы электроснабжения; провалы напряжения - внезапное и значительное снижение напряжения (менее 90% Uном) длительностью от нескольких периодов до нескольких десятков секунд с последующим восстановлением напряжения;

· временные перенапряжения - внезапное и значительное повышение напряжения (более 110% Uном) длительностью более 10 миллисекунд;

· импульсные перенапряжения - резкое повышение напряжения длительностью менее 10 миллисекунд, достигающие тысяч вольт.

Причин, вызывающих, ухудшение КЭ множество. Назовем лишь некоторые: аварии на подающей подстанции, КЗ в распределительной сети, грозовые и коммутационные возмущения, неравномерность распределения нагрузки по фазам, резкие сбросы электроэнергии, срабатывание средств защиты и автоматики, электромагнитные и сетевые возмущения, связанные с работой мощной нагрузки, пр. ГОСТ устанавливает два вида норм для ПКЭ: нормально-допустимые и предельно-допустимые. микроконтроллер контроль напряжение схема