Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Диагностика линейных электрических цепей по частям

Диссертация: Диагностика линейных электрических цепей по частям
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Разработаны теоретические основы проведения диагностики сложных линейных электрических цепей по частям. Разработаны методы диагностики цепей большой размерности по частям с использованием узлового, контурного и гибридного базиса описания цепи. Все результаты диссертационной работы получены лично автором. П. А. Бутырину, в соавторстве с которым опубликовано 5 работ, М. Е. Алпатову, в соавторстве… Читать ещё >

Диагностика линейных электрических цепей по частям (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Глава 1. Диагностика по частям линейных резистивных цепей
    • 1. 1. Диагностика по частям линейных резистивных цепей в базисе узловых напряжений
    • 1. 2. Диагностика по частям линейных резистивных цепей в базисе контурных токов
    • 1. 3. Диагностика по частям линейных резистивных цепей методом смешанных величин
  • Глава 2. Предельные случаи декомпозиции резистивных цепей при их диагностике по частям
    • 2. 1. Методы определения параметров элементарных подцепей при диагностике цепей по частям
    • 2. 2. Диагностика цепей по частям методами «звезд» и «контуров» с использованием базиса токов и напряжений ветвей
    • 2. 3. Диагностика линейных резистивных цепей при поочередном использовании базисов узловых напряжений и контурных токов
  • Глава 3. Влияние погрешностей измерений на решение задачи диагностики по частям линейных резистивных цепей
    • 3. 1. Оценка погрешности решения задачи диагностики линейных резистивных цепей по частям на основе матричных норм
    • 3. 2. Оценка погрешности решения задачи диагностики линейных резистивных цепей по частям на основе интервальных преобразований
    • 3. 3. Диагностика линейных резистивных электрических цепей, содержащих почти особые разрезы
  • Глава 4. Диагностика сложных систем по частям на примере трехфазных трансформаторов
    • 4. 1. Учет влияния процессов в магнитопроводе трехфазного трансформатора при построении его математической модели
    • 4. 2. Разработка математических моделей диагностики трехфазных трансформаторов по частям
    • 4. 3. Особенности использования общей упрощенной диагностической модели трехфазного трансформатора применительно к трансформаторам с различными соединениями обмоток
  • Выводы

Актуальность темы

Под диагностикой электрических цепей понимается «определение неизвестных параметров электрической цепи при известных топологии цепи, части параметров цепи и ее реакции на различные воздействия» [31]. Решение задачи диагностики цепей состоит из двух этапов — экспериментального этапа и расчетного этапа. На экспериментальном этапе происходит выбор, организация воздействий на цепи и измерение реакций цепи на эти воздействия. На расчетном этапе формируется математическая модель цепи, отвечающая целям ее диагностики, и осуществляется численная обработка этой модели для соответствующих данных измерений. Диагностика сравнительно новая для истории электрических цепей задача. Около 30 лет назад она была впервые формально поставлена [33] и были получены условия ее однозначной разрешимости в рамках так называемой базисной постановки задачи [39, 41]. Затем была поставлена задача диагностики многополюсников [7, 47] и исследованы условия разрешимости. В начале 80-х годов разрабатывались подходы к решению задач диагностики электрических цепей в задачах неполноты и/или противоречивости данных измерений [35], затем — методы и проблемы ее решения применительно к конкретным электрическим цепям [8, 9, 17, 32]. В настоящее время из-за массового старения электротехнического оборудования, ужесточения норм и требований к его эксплуатации задача диагностики электрических цепей является весьма важной задачей. В связи с дефицитом средств контроля за техническим состоянием оборудования актуальным становится повышение эффективности решения задач диагностики, разработка методов решения задачи диагностики по частям. Исследованию вопросов расчета электрических цепей по частям (диакоптике) посвящены работы Г. Крона.

43], X. Хэппа [52], В. Г. Миронова [44], М. А. Шакирова [54, 55], О. Т. Гераскина [27, 28] и др.

Целью работы является разработка теоретических основ диагностики линейных электрических цепей по частям.

Достижение цели исследования предполагает решение следующих основных задач:

— разработка класса методов диагностики сложных линейных электрических цепей по частям;

— оценка эффективности разработанного класса методов диагностики линейных электрических цепей по критериям затрат на требуемые числа измерений, режимов, математических операций на обработку данных измеренийоценка точности решения задачи диагностики линейных электрических цепей по частяманализ возможности применения разработанных методов диагностики для трехфазных цепей на примере диагностики параметров трехфазного трансформатора как одного из наиболее распространенных и ответственных элементов данного класса цепей.

Методы исследования. При решении поставленных задач использованы методы теории электрических цепей, теории матриц, линейной алгебры, интервального анализа и математического моделирования.

Научная новизна основных результатов диссертационной работы.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые поставлена и решена задача систематического исследования возможностей диагностирования электрических цепей по частям, в рамках которой разработан целый класс эффективных методов такого диагностирования.

Конкретное личное участие автора в получении результатов, изложенных в диссертации.

Все результаты диссертационной работы получены лично автором. П. А. Бутырину, в соавторстве с которым опубликовано 5 работ, М. Е. Алпатову, в соавторстве с которым опубликована 1 работа, принадлежит постановка соответствующих задач.

Практическая значимость основных результатов диссертационной работы:

— реализация разработанных методов диагностики линейных электрических цепей по частям позволяет резко сократить требуемое число измерений, измерительных приборов, рассматриваемых режимов, вычислительных операций и одновременно повысить точность решения задачи диагностики;

— разработанные упрощенные математические модели трехфазных трансформаторов позволяют проводить диагностику последних под нагрузкой по данным измерений только режимных параметров — токов и напряжений.

Реализация результатов работы. Работа выполнялась в соответствии с хозяйственным договором № 2 431 000. Работа поддержана грантами РФФИ № 00−15−96 556 и Президента РФ НШ-1511.2003.8.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

Шестой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов (Москва, МЭИ, 2000);

IV Международной конференции «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» (Москва, 2000);

— V Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы «Фундаментальные исследования в технических университетах» (Санкт-Петербург, 2001);

— Международной научно-практической конференции «Теоретические и практические проблемы развития электроэнергетики России» (Санкт-Петербург, 2002).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 11 печатных работах, в том числе опубликованных в журналах академии наук РФ «Электричество» [11, 14], «Известия РАН. Энергетика» [12].

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников, содержащего 63 наименования, и приложения. Текстовая часть изложена на 184 страницах (рисунков 42, таблиц 2). В приложении на 3 страницах размещаются документы, подтверждающие:

выводы.

1. Разработаны теоретические основы проведения диагностики сложных линейных электрических цепей по частям. Разработаны методы диагностики цепей большой размерности по частям с использованием узлового, контурного и гибридного базиса описания цепи.

2. Разработаны методы диагностики, основанные на определении параметров предельно малых — «элементарных» подцепей с использованием базисов напряжений и токов. Показано, что последовательное или параллельное использование процедур диагностики элементарных подцепей, а также их сочетание, позволяет сократить число измерений до числа соизмеримого с числом неизвестных параметров диагностируемой цепи.

3. Показана высокая эффективность разработанных методов диагностики цепей по частям, которая проявляется в резком сокращении чисел требуемых измерений, измерительных приборов, вычислений, рассматриваемых приборов по сравнению с соответствующими числами диагностики этих цепей без разбиения их на части.

4. Получена оценка точности решения задачи диагностики сложных электрических цепей по частям. Показано, что использование методов диагностики электрических цепей по частям дает более высокую точность решения задачи диагностики.

5. Предложена упрощенная диагностическая математическая модель трехфазного трансформатора, получены упрощенные диагностические модели трансформаторов с различным соединением обмоток, позволяющие эффективно решать соответствующие задачи диагностики параметров трансформаторов.

Показать весь текст

Список литературы

  1. А.С. Идентификация параметров электротехнических устройств с жесткими математическими моделями: 05.09.05 Теоретическая электротехника. Автореф. .канд. техн. наук — СПб., 2001 — 16 с.
  2. .А. Контроль состояния (диагностика) крупных силовых трансформаторов. — М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002. — 216 с.
  3. Г., Херцбергер Дж. Введение в интервальные вычисления. — М.: Мир, 1987. — 360 с.
  4. М.Е. Диагностика электромагнитных параметров трансформаторов на основе методов теории электрических цепей: 05.09.05 -Теоретическая электротехника. Дисс. д-ра техн. наук. — М., 1996. — 237 с.
  5. М.В., Семухин А. Е. Модели и алгоритмы принятия решений в нечетких условиях. Монография. — Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2000. — 352 с.
  6. Л.Т., Долгий Д. В. Универсальные решения интервальных систем линейных алгебраических уравнений: Препринт. — Владивосток, 1992. — 18 с.
  7. П.А. Диагностика линейных многополюсников // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. — 1983. — № 6.— С. 81−85.
  8. П. А., Алпатов М. Е. Диагностика силовых трансформаторов под нагрузкой // Изв. РАН Энергетика. — 1996. — № 1. — С. 74−81.
  9. П.А., Алпатов М. Е. Непрерывная диагностика трансформаторов // Электричество. — 1998. — № 7. — С. 46−55.
  10. П.А., Алпатов М. Е. Уравнения и схемы замещения трансформаторов с учетом магнитопроводов // Электро. — 2001. — № 4. — С.
  11. П.А., Васьковская Т. А. Восстановление матрицы узловых проводимостей Y по отдельным элементам ее обратной матрицы Z=Y-1 в задачах диагностики // Электричество. — 2000. — № 3. — С. 60−62.
  12. П.А., Васьковская Т. А. Диагностика сложных электрических цепей по частям // Изв. РАН Энергетика. — 2000. — № 2. — С. 136−137.
  13. П.А., Васьковская Т. А. Принципы декомпозиции сложных электрических цепей при их диагностике по частям // Электричество. — 2001. — № 6. — С. 41−48.
  14. П.А., Васьковская Т. А., Алпатов М. Е. Упрощенные математические модели трехфазных трансформаторов для целей диагностики // Электро. — 2002. — № 1. — С. 17−20.
  15. П.А., Кукайнис О. А., Тестанов А. А. Восстановление разряженной матрицы по соответствующим элементам ее обратной матрицы. // Изв. АН Латв. ССР физических и технических наук, 1986. — № 2.1. С. 116−118.
  16. Дж. У., Салама А. Э. Диагностика неисправностей в аналоговых цепях. // ТИИЭР. — 1985. — Т. 73. — № 8. — С. 35−87.
  17. Т.А. Диагностика сложных резистивных цепей по частям с использованием гибридного базиса. // Труды IV международной конференции «Электротехника, электромеханика и электротехнологии». — М., МЭИ, 2000. — С. 180.
  18. Т.А. Диагностика сложных резистивных цепей по частям // Шестая Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов: Тезисы докладов. В 3-х т. — М., МЭИ, 2000. — т. 3.1. С. 278, 279.
  19. В.В., Кузнецов Ю. А. Матрицы и вычисления. — М.: Наука, 1984. — 320 с.
  20. А.И. Электрические машины— Л.: Энергия, 1974. —840 с.
  21. Ф.Р. Теория матриц. — М.: Наука, 1988. — 576 с.
  22. О.Т. Основы теории и методов расчета режимов больших электроэнергетических систем / О. Т. Гераскин, Институт повышения квалификации государственных служащих. — М., 1996. — 166 с.
  23. JI.B. Интервальные математические модели элементов в задачах исследования технических систем (на примере электрических цепей): Автореф.. канд. техн. наук. — Владивосток, 1998. — 15 с.
  24. Голуб Дж, Ван Лоун Ч. Матричные вычисления. — М.: Мир, 1998. —548 с.
  25. ГОСТ Р5202−2003. Электротехника. Основные понятия.
  26. К.С. Проблемы диагностики электрических цепей // Диагностика и специальные методы анализа электрических цепей: Труды ДВПИ. — Владивосток: ДВПИ, 1975. — Т. 105. — С. 3−6.
  27. К.С., Бутырин П. А. Моделирование и машинный расчет электрических цепей. — М.: Высшая школа, 2000. — 335 с.
  28. К.С., Бутырин П. А. Решение одного класса некорректных задач теории электрических цепей // Электронное моделирование. — 1981. — № 1. — С. 3−10.
  29. А.П., Першина Н. Ф., Смекалов В. В. Опыт проведения комплексных обследований силовых трансформаторов // Электрические станции. — 2000. — № 6. — С. 46−52.
  30. Г. В., Ионкин П. А., Нетушил А. В., Страхов С. В. Основы теории цепей. —М.: Энергоатомиздат, 1989. — 528 с.
  31. С.А., Шокин Ю. И., Юлдашев З. Х. Методы интервального анализа. — Новосибирск: Наука, 1986. — 222 с.
  32. Н.В., Герасимова Г.Н, Кац М. А. Диагностика электрических цепей. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 192 с.
  33. Н.В., Кац М.А. Интервальный анализ в задачах теории электрических цепей // Электричество. — 1999. — № 10. — С. 45−47.
  34. Н.В., Кац М.А., Рагулин П. Г. Диагностика линейных электрических цепей. — Владивосток: Изд-во Дальневосточного ун-та, 1987.232 с.
  35. И.П. Электрические машины. — М.: Высшая школа, 2000. —607 с.
  36. Г. Исследование сложных систем по частям диакоптика. — М.: Наука, 1972. — 542 с.
  37. В.Г. Макромоделирование подсхем сложных линейных электрических цепей для детерминированного и статистического анализа // Электричество. — 1998. — № 5. — С. 57−64.
  38. Л.Р., Демирчян К. С. Теоретические основы электротехники, т. 1. —Л.: Энергоиздат, 1981. — 536 с.
  39. Л.Р., Демирчян К. С. Теоретические основы электротехники, т. 2. — Л.: Энергоиздат, 1981. —416 с.
  40. Л.М., Свами М. Н. Метод диагностики цепей // ТИИЭР США. — 1981. —№ 5. —С. 194−195.
  41. В.В. Актуальные задачи развития методов и средств диагностики трансформаторного оборудования под напряжением // Изв. РАН Энергетика. — 1997. — № 1. — С. 155−168
  42. Г. Линейная алгебра и ее применение. — М.: Мир, 1980.454 с.
  43. B.C., Этмекчян Э. А., Бадалян Н. П. Решение гибридных уравнений систем стационарных условий методом диакоптики // — Электричество. — 1999. — № 4. — С. 7−12.
  44. B.C., Бадалян Н. П. Расчет установившегося режима большой электроэнергетической системы методом диакоптики // — Электричество. — 2003. — № 6. — С.
  45. X. Диакоптика и электрические цепи. — М.: Мир, 1974. —344 с.
  46. Чуа Л., Пен-Мин Лин. Машинный анализ электронных схем. — М.: Энергия, 1980. —638 с.
  47. М.А. Преобразования и диакоптика электрических цепей. — Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1980. — 196 с.
  48. М.А. Теоретические основы электротехники. Новые идеи и принципы. Схемоанализ и диакоптика. — СПб.: Изд-во СпбГТУ, 2001. —212 с.
  49. С.П. Интервальные алгебраические задачи и их численное решение: Дисс.. д-ра физ.мат. наук. — Новосибирск, 2002. — 327 с.
  50. Blomquist F. Verifizeierende Numerik mit PASCAL-XSC BCD-Version. Inverse Matizen. — Bergische Universitaet Wuppertal, Fachbereich 7, Mathematik, 2000. www.math.uni-wuppertal.de/org/WRST/blom.html.
  51. Dettmann K.-D., Heuck K., Hirsch G., Lotter O. Transient node admittance matrices of three-phase power transformers. Part 1. Two-winding transformers // Electrical Engineering. — 2002. — V. 84. — n 5. — C. 241−249.
  52. Dettmann K.-D., Heuck K., Hirsch G., Lotter O. Transient node admittance matrices of three-phase power transformers. Part 2. Multiwinding transformers // Electrical Engineering. — 2002. — V. 84. — n 5. — C. 251 254.
  53. Feng Z., Li M., Robmanith H., Unbehauen R. Digital real-time simulation of power transformer by means of a suitable integration method // Electrical Engineering. — 2001. — V. 83. — n3. — C. 157−163.
  54. Harini S.M. The use of matlab/maple in solving interval hull of a system of linear interval equations // ACDCA 5th Summer Academy. — 1999. http://www.acdca.ac.at/kongress/goesing/g mahmud.htm.
  55. Moore R.E. Interval Analysis. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1966.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!