Реферат: Автоматизированная система контроля в системе трансформаторных подстанций

Оценка погрешности каналов измерения напряжения и тока.

По заданию погрешность измерения по этим каналам e=1%. Погрешность выбранных датчиков тока и напряжения (трансформаторов тока и напряжения по классу точности 0,5)

e_Д £0,5% При этом e_Д ³e_К ³e_АЦП .

Если выбран быстродействующий АЦП, то устройство выборки-хранения можно не использовать. Поэтому принимаем

e_УВХ =0%. Зададимся e_К =0,2% и e_АЦП =0,4%.

При этом суммарная среднеквадратическая погрешность оценивается выражением

e_S =(e² _Д +e² _К +e² _АЦП )^1/2 =(0,5² +0,2² +0,4² )^1/2 =0,67%.

В суммарной погрешности не учитывается погрешность преобразования аналоговым каналом: составными частями универсального измерительного преобразователя. Если выбрать погрешность УИП

e_УИП £(e-e_S )=1-0,67=0,33%,

то измерительный канал будет соответствовать требованию "Задания" по точности измерения.

Необходимая разрядность АЦП определится выражением

m ³int [log ₂ (1/ 0,004)]

или m ³8.

При этом погрешности

e_АЦП £0,39%, e_S =0,665%.

Оценка погрешности каналов измерения температуры.

Цифровой датчик для измерения температуры воздуха DS 18S 20 (со встроенным АЦП и однопроводным интерфейсом), время преобразования которого составляет 750 мс, обеспечивает точность измерения ±0,5ºС при представлении сигнала в цифровом коде. Т.е. уже на выходе встроенного АЦП. По заданию требуется точность измерения температуры 1ºС .

Применяемая термопара для измерения температуры масла обеспечивает точность измерения 1ºС во всем диапазоне температур. Для повышения помехоустойчивости и компенсации температуры холодного спая применен специальный интерфейс для термопар MAX 6675, обеспечивающий разрешающую способность 0,25⁰ С при совместном использовании с применяемой Т -термопарой. Выходной сигнал – последовательный цифровой код, передача данных может производиться с частотой 4,3 МГц. По заданию требуется точность измерения температуры 1ºС . Т.о. видно, что на выходе 12-разрядного АЦП микросхемы точность в 4 раза выше.

Оценка погрешности измерения частоты

Государственным стандартом установлены нормы на стабильность частоты напряжения в промышленной сети по каждой фазе 50±1 Гц. Для того чтобы корректно получать оценки частоты измерительным прибором, необходимо обеспечить погрешность ниже, чем порог нестабильности частоты. Максимальная относительная нестабильность частоты составляет

1/50=0,002=0,2%.

Один из способов измерения частоты – это применения метода дискретного счета. При косвенном методе измерения частоты погрешность измерения определяется выражением

e_f =1/m ,

где m – число счетных импульсов, попавших в интервал наблюдения. В этом случае счетные импульсы формируются в измерительном устройстве, а измеряемый временной интервал (интервал наблюдения) равен периоду синусоидального измеряемого сигнала. Частота обратно пропорциональна периоду

f _сети =1/T _сети .

В микропроцессорной системе метод дискретного счета реализуем двумя способами. Первый заключается в реализации классического алгоритма дискретной цифровой и аналоговой техники. При этом необходимо использовать набор функциональных блоков (например, блок определения одинакового знака производной сигнала, блок формирования временных ворот, схемы совпадения), преобразующих исходный (измеряемый сигнал) в последовательность временных интервалов, а затем, используя вход таймера микроконтроллера, можно с достаточно высокой точностью вычислить значение частоты сигнала. Таким образом, данный метод предполагает наличие дополнительных узлов в схеме АСК ТП.

Другой метод измерения частоты (периода) – чисто программный способ. Если число выборок сигнала напряжения достаточно велико, то не составляет труда с требуемой точностью реализовать тот же метод дискретного счета программным способом. Погрешность в данном случае будет определяться частотой дискретизации процесса, которая является аналогом частоты следования счетных импульсов в методе дискретного счета. При использовании данного метода измерения частоты появляется возможность получения оценки дополнительных характеристик процесса – коэффициент нелинейный искажений, контроль сдвига фаз по каналам, текущее определение мгновенных значений напряжения.