Оценка устойчивости, точности, стабильности выработки электрического напряжения электромеханической системой общепромышленного назнач

 Рассмотрим линейную систему.  Положим, что линейная система  регулирования описывается системой  линейных дифференциальных уравнений:

Решение линейного дифференциального  уравнения состоит из решений  линейного однородного дифференциального уравнения, определяющего свободное движение, и честного решения, которое соответствует вынужденному движению системы. Следовательно, для системы решение можно записать в виде:

 

 

 

При составлении матрицы вначале по диагонали на право выписываются коэффициенты характеристического уравнения, начиная с и далее в порядке возрастания индекса до коэффициента включительно. Строки  справа от диагонали заполняются коэффициентами в порядке убывания индекса. При этом коэффициенты с отрицательными индексами заменяются нулями. В строках слева от диагонали проставляются коэффициенты в порядке возрастания индекса. Коэффициенты с индексами, превышающими порядок характеристического уравнения n, заменяются нулями. Гурвиц  доказал, что для выполнения условия устойчивости и, следовательно, для расположения всех корней характеристического уравнения в левой полуплоскости необходимо и достаточно, чтобы все n диагональных миноров матрицы были положительными, т.е. необходимо выполнение неравенств:

 

 

 

 

 

 

 

 

Диагональные миноры называются определителями Гурвица. Применяя критерий Гурвица, можно  показать, что для систем первого  и второго порядков и, соответственно, необходимым и достаточным условием устойчивости является положительность коэффициентов характеристического уравнения. Для систем третьего и более высокого порядка выполнение этого условия необходимо, но не достаточно.

 

 

 

 

Раздел 3.   ТРЕБОВАНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫХ СТАНДАРТОВ К КАЧЕСТВУ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

 

Законодательная база метрологии

 

Метрология - это наука об измерения, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения точности. Таким образом, метрология включает три взаимосвязанные проблемы.

1. Реализация процессов измерения.
2. Обеспечение их единства.
3. Методы и средства измерений.

 

Основными задачами метрологии  являются:

1. Установление единиц  физических величин.
2. Установление государственных эталонов и образцов средств измерений.
3. Разработка теории, методов и средств измерения и контроля.
4. Обеспечение единства измерений.

 

 

Основными правовыми  актами по метрологии в России являются:  
1.   Закон РФ “Об обеспечениии единства измерений” от 27.04.93, № 4871-1 в редакции 2003 г.;  
2.   РМГ 29 – 99. Метрология. Термины и определения.  
3.    МИ* 2247-93 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения.  
4.   ГОСТ 8.417-81 ГСИ. Единицы физических величин.  
5.   ПР 50.2.006-94 ГСИ. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения.  
6.   ПР 50.2.009-94 ГСИ. Порядок проведения испытаний и утверждения типа средств измерения.  
7.   ПР 50.2.014-94 ГСИ. Аккредитация метрологических служб юридических лиц на право поверки средств измерений.  
8.   МИ 2277-94 ГСИ. Система сертификации средств измерений. Основные положения и порядок проведения работ.  
9.   ПР 50.2.002-94 ГСИ. Порядок осуществления государственного метрологического надзора за выпуском, состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами и соблюдением метрологических правил и норм.  
10.   ПР 50.2.004-94 ГСИ. Порядок осуществления государственного метрологического надзора за количеством фасованных товаров в упаковках любого вида при их расфасовке и продаже.  
11.   ПР 50.2.017-95 ГСИ. Положение о российской системе калибровки.  
12.   Постановление Госстандарта России от 8 февраля 1994 г. N 8 “Порядок лицензирования деятельности по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений” (Зарегистрировано в Минюсте РФ 9 декабря 1994 г. N 741)  
13.   Постановление Госстандарта России от 08.02.94 N 8 “Порядок осуществления государственного метрологического надзора за количеством товаров, отчуждаемых при совершении торговых операций” (зарегистрировано в Минюсте РФ 9 декабря 1994 г. N 740).  
14.  Постановление Госстандарта РФ от 28 декабря 1995 г. N 95 “Порядок аккредитации метрологических служб юридических лиц на право проведения калибровочных работ” (зарегистрировано в Минюсте РФ 27 февраля 1996 г. N 1037).  
15.   Постановление Госстандарта РФ от 8 феврвля 1994 г. №8 "Требования к государственным центрам испытаний средств измерений и порядок их аккредитации” (зарегистрировано в Минюсте РФ 13 июля 1994 г. N 635).  
16.   ИСО 10012-1:1992. "Требования, гарантирующие качество измерительного оборудования. - Часть 1: Система подтверждения метрологической пригодности измерительного оборудования".  
          Закон “Об обеспечении единства измерений” осуществляет регулирование отношений, связанных с обеспечением единства измерений в Российской Федерации, в соответствии с Конституцией РФ.  
            Основные статьи Закона устанавливают:  
основные понятия, применяемые в Законе;  
организационную структуру государственного управления обеспечением единства измерений; 
нормативные документы по обеспечению единства измерений;  
единицы величин и государственные эталоны единиц величин;  
средства и методики измерений. 
Закон определяет Государственную метрологическую службу и другие службы обеспечения единства измерений, метрологические службы государственных органов управления и юридических лиц, а также виды и сферы распределения государственного метрологического контроля и надзора.  
         Отдельные статьи Закона содержат положения по калибровке и сертификации средств измерений и устанавливают виды ответственности за нарушение Закона.  
Становление рыночных отношений наложило отпечаток на статью Закона, которая определяет основы деятельности метрологических служб государственных органов управления и юридических лиц. Вопросы деятельности структурных подразделений метрологических служб на предприятиях выведены за рамки законодательной метрологии, а их деятельность стимулируется чисто экономическими методами.  
В тех сферах, которые не контролируются государственными органами, создается Российская система калибровки, также направленная на обеспечение единства измерений.  
Положение о лицензировании метрологической деятельности направлено на защиту прав потребителей и охватывает сферы, подлежащие государственному метрологическому контролю и надзору. Право выдачи лицензии предоставлено исключительно органам Государственной метрологической службы. 
         В области государственного метрологического надзора введены новые виды надзора:  
за количеством товаров, отчуждаемых при торговых операциях;  
за количеством товаров в упаковках любого вида при их расфасовке и продаже;  
за банковскими, почтовыми, налоговыми и таможенными операциями;  
за обязательностью сертификации продукции и услуг.  
          Закон создает условия для взаимодействия с международной и национальными системами измерений зарубежных стран. Это прежде всего необходимо для взаимного признания результатов испытаний, калибровки и сертификации, а также для использования мирового опыта и тенденций в современной метрологии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Межгосударственный стандарт ГОСТ 721-77 
"Системы электроснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения свыше 1000 В" 
(утв. постановлением Госстандарта СССР от 27 мая 1977 г. N 1376)

Power supply systems, networks, sources, converters and receivers of electric energy. Rated voltages above 1000 V

 

Дата введения 1 июля 1978 г.

Взамен ГОСТ 721-74 в части напряжений св. 1000 В

 

Настоящий стандарт распространяется на электрические сети общего назначения переменного напряжения частоты 50 Гц и присоединяемые к ним источники и приемники электрической энергии.

Стандарт  распространяется также на присоединяемое к этим сетям электрооборудование:

комплектные устройства и подстанции, коммутационные аппараты, трансформаторы тока и напряжения, реакторы, конденсаторы связи и т.п., для которых нормируются те же номинальные напряжения, что указаны для источников или приемников электрической энергии, причем отнесение этого электрооборудования по номинальному напряжению к источникам или приемникам определяется в нормативно-технической документации на соответствующее электрооборудование, утвержденной в установленном порядке.

Номинальные переменные напряжения, установленные  в настоящем стандарте, рекомендуются  и при других частотах, указанных в ГОСТ 6697.

Стандарт  не распространяется:

а) на электрические сети и присоединяемые к ним источники и приемники  электрической энергии, для которых  Госстандартом утверждены стандарты, предусматривающие номинальные  напряжения, отличающиеся от установленных в настоящем стандарте, например для электрифицированного (рельсового и безрельсового) транспорта с питанием от контактной сети;

б) на специальные электрические сети и присоединяемые к ним источники  и приемники электрической энергии, например для сварочных установок, промышленных электрических печей, на цепи, замкнутые внутри электрических машин, аппаратов и других электрических устройств.

Для специальных  электрических сетей и применяемого для них электрооборудования  во всех случаях, когда это возможно, должны приниматься номинальные напряжения, указанные в настоящем стандарте.

Специальные электрические сети и электрооборудование  для них должны иметь на стороне  присоединения к электрическим  сетям общего назначения номинальные  напряжения, указанные в настоящем стандарте.

 

Нумерация пунктов  приводится в соответствии с источником

 

2. Номинальные междуфазные напряжения  св. 1000 В трехфазных электрических  сетей источников и приемников  электрической энергии, а также  их наибольшие междуфазные рабочие  напряжения, длительно допустимые по условиям работы изоляции электрооборудования, должны соответствовать указанным в таблице.

Для турбогенераторов мощностью 100 МВт и выше, гидрогенераторов мощностью 50 МВт и выше, синхронных компенсаторов мощностью 160 Мвар и выше и присоединяемых непосредственно к ним первичных обмоток трансформаторов и автотрансформаторов, а также соответствующего электрооборудования допускаются номинальные напряжения 13,8; 15,75; 18,0; 20,0; 24,0 и 27,0 кВ.

При этом для  номинальных напряжений 15,75; 20,0; 24,0 и 27,0 кВ наибольшие рабочие напряжения электрооборудования должны быть равны соответственно 17,5; 24,0; 26,5 и 30 кВ; для номинальных напряжений 13,8 и 18,0 кВ наибольшие рабочие напряжения электрооборудования должны быть равны соответственно 17,5 и 24,0 кВ при наибольших длительно допускаемых напряжениях в электрических сетях, равных соответственно 15,2 и 19,8 кВ. Номинальные напряжения св. 27 кВ допускаются по согласованию между изготовителем и потребителем, при этом наибольшее длительно допускаемое напряжение в электрической сети должно быть на 10% выше номинального напряжения, а наибольшее рабочее напряжение электрооборудования - не меньше, чем на 10% выше номинального напряжения. Для капсульных гидрогенераторов и присоединяемых к ним первичных обмоток трансформаторов и автотрансформаторов, а также соответствующего электрооборудования допускается номинальное напряжение 3,15 кВ при наибольшем рабочем напряжении электрооборудования 3,6 кВ.

Электрооборудование должно изготовляться для существующих электрических сетей с номинальным напряжением 15 кВ, а также для электрических сетей с номинальным напряжением 400 кВ.

Наибольшие  рабочие напряжения для этих сетей  равны соответственно 17,5 и 420 кВ.

1, 2. (Измененная редакция, Изм. N 1, 2, 3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┬────────────┐

│                              Номинальные междуфазные напряжения                              │ Наибольшее │

├─────────┬──────────────┬──────────────────────────────────┬──────────────────────────────────┤  рабочее   │

│ Сети и  │ Генераторы и │         Трансформаторы и         │         Трансформаторы и         │ напряжение │

│приемники│  синхронные  │    автотрансформаторы без РПН    │     автотрансформаторы с РПН     │электрообо- │

│         │ компенсаторы │                                  │                                  │ рудования  │

│         │              ├─────────────────┬────────────────┼─────────────────┬────────────────┤            │

│         │              │первичные обмотки│   вторичные    │первичные обмотки│   вторичные    │            │

│         │              │                 │    обмотки     │                 │    обмотки     │            │

├─────────┼──────────────┼─────────────────┼────────────────┼─────────────────┼────────────────┼────────────┤

│   (6)   │    (6,3)     │ (6)  или  (6,3)*│(6,3) или (6,6) │ (6)   или  (6,3)│(6,3)  или (6,6)│   (7,2)    │

│         │              │                 │                │              *  │                │            │

├─────────┼──────────────┼─────────────────┼────────────────┼─────────────────┼────────────────┼────────────┤

│   10    │     10,5     │ 10   или  10,5* │10,5  или 11,0 │ 10    или 10,5*│ 10,5  или 11,0 │    12,0    │

├─────────┼──────────────┼─────────────────┼────────────────┼─────────────────┼────────────────┼────────────┤

│   20    │     21,0     │ 20          -   │  -        22,0 │ 20    или  21,0*│  -        22,0 │    24,0    │

├─────────┼──────────────┼─────────────────┼────────────────┼─────────────────┼────────────────┼────────────┤

│   35    │      -       │ 35          -   │38,5        -   │ 35    или  36,75│  -        38,5 │    40,5    │

├─────────┼──────────────┼─────────────────┼────────────────┼─────────────────┼────────────────┼────────────┤

│   110   │      -       │ -          -   │ 121        -   │ 110   или   115 │ 115   или 121 │    126     │

├─────────┼──────────────┼─────────────────┼────────────────┼─────────────────┼────────────────┼────────────┤

│   220   │      -       │  -          -   │ 242        -   │ 220   или   230 │ 230   или 242 │    252     │

├─────────┼──────────────┼─────────────────┼────────────────┼─────────────────┼────────────────┼────────────┤

│   330   │      -       │ 330         -   │ 347        -   │ 330          -  │ 330         -  │    363     │

├─────────┼──────────────┼─────────────────┼────────────────┼─────────────────┼────────────────┼────────────┤