Лекция 1. Тема: информационно-измерительные системы.

Тема: информационно-измерительные системы.

Содержание: Кибернетика, информационная техника, измерительная информационная техника, средства измерений, измерения, теоретическая и законодательная база измерения.

Цель: знакомство с основными терминами и определениями, области использования информационной техники в электроэнергетике.

Общие закономерности процессов целесообразного управления, получения и преобразования информаций изучаются в технической кибернетике. Крупнейший раздел технической кибернетики - информационная техника.

В соответствии с основными функциями информационной техники выделяются следующие её ветви:

· Вычислительная техника;

· Техника передачи информаций;

· Техника хранения и поиска информаций;

· Измерительная информационная техника (ИИТ).

ИИТ предназначена для получения опытным путем (путем) эксперимента) количественно определенной информаций о состоянии объекта.

Основными процессами получения такой информаций являются измерения.

Измерение – нахождение физической величины опытным путем, с помощью специальных технических средств – средств измерения (СИ).

СИ – отдельные или комплексные аппаратные средства, предназначенные для измерений и имеющие нормированные характеристики: например, входной и выходной импеданс, функцию преобразования, чувствительность и точность.

Нормированием характеристики способов и методов использования СИ на практике занимается метрология.

Метрология (греч. слово «метрон» - мера, «логос» - учение) – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

В РК в 2000г принят Закон «об обеспечений единства измерений». Этот закон регламентирует правила, экономические и организационные основы обеспечения единства измерений в РК, регулирует отношения между государственными органами управления, физическими и юридическими лицами в сфере метрологической деятельности, несмотря на вид собственности.

В соответствий с этим законом единство измерений определено как состояние измерений, при которых их результаты выраженные в единицах системы единиц SI (СИ), и погрешности измерений определены в установленных стандартами границах с заданной точностью.

В соответствии с международным стандартом ISO (ИСО) – 9000:2000 ® «Системы менеджмента качества, основные положения и словарь» измерения должны быть качественными. Они должны обладать следующими признаками:

· Достоверностью – степенью доверия;

· Правильностью – близостью к нулю их погрешности;

· Сходимостью результатов – малым расхождением результатов измерений одной и той же величины, выполняемых повторно одними и теми же методами, СИ и в одних и тех же условиях.

В современных рыночных отношениях электроэнергия является стратегическим товаром. Как и любой товар, электроэнергия определяется её физическими параметрами и свойствами.

Для обеспечения постоянного контроля за работой отдельных элементов системы электроснабжения и учета вырабатываемой электроэнергии подлежат постоянному измерению. Значения тока, напряжения, частоты, мощности и расхода электрической энергий. Для контроля указанных параметров на щитах управления электростанции и диспетчерских пунктов энергосистем. Устанавливаются амперметры (РА), вольтметры (PV), частотомеры (PF), ваттметры (PW), счетчики активной энергии (PI), и другие приборы. На практике обычно устанавливается нормируемый комплект приборов.

Совместно с соединительными проводами (кабелями) они образуют измерительную параллельную систему (рисунок 11)

 

 

Рисунок 1.1 – обобщенная структурная схема измерительной системы.

Основным элементом этой системы являются измерительные

преобразователем тока (ПРТ) и напряжения (ПРН). Их может быть несколько, по числу линий поступления и отпуска электрической энергий.

Человек (оператор, диспетчер) не в состоянии представить объект измерения целиком. Взаимодействие субъекта и объекта возможно только на основе математических моделей.

Математическая модель – это совокупность математических символов, при помощи которых моделируется тот или иной физический процесс. Всегда используется априорная информация – известное до начало измерении знания об объекте измерения. Например, переменное напряжение в электрической сети переменного тока является периодическим и имеет форму, близкую к синусоидальной. Поэтому в качестве модели принимается функция синуса, а в качестве измеряемого параметра – его действующее значение

, (1.1)

 

Либо амплитудное значение

, (1.2)

 

Либо мгновенное значение

, (1.3)

 

Подобные выводы можно сделать и о переменном токе. Имея модели напряжения и тока, можно получить информативные параметры частоты, фазового угла сдвига фаз, мощности расхода электроэнергии. Эти информативные параметры получают при помощи преобразователей.