Файл: Егоров С.В. Основы автоматики и телемеханики. Конспект лекций учеб. пособие.pdf

Ё э н е р г е т и к е

их

используют1

для

упрайления

энерго ­

системами

в

энергообъединениях,

э л е к т р и ч е с к и м и

стан ­

циями

и

подстанциями энергосистем,

э н е р г о с н а б ж е н и е м

предприятий .

ДП

/

2

3-<{ 5

I—о";

1КУ\

кп

1Р

-о

о-

, ЯКУ

-о

о

Ч

5Р г

: 10КУ\

1

а)

LIP LIP

LTP

Г

г

•••г

\zZP\z3P

*=SP

Г

Г

г

К

асп

органап

К ucn

органам

6)

0)

Рис.

8-5

Н а т р а н с п о р т е

и х

и с п о л ь з у ю т

для

у п р а в л е н и я

энерго ­

с н а б ж е н и е м э л е к т р и ф и ц и р о в а н н ы х

дорог и для диспетчер ­

ской

ц е н т р а л и з а ц и и

(управление

стрелками

и

сигналами)

в пределах участка дороги и л и станции .

Краткая

х а р а к т е р и с т и к а

н е к о т о р ы х

систем

ТУ — ТС

для п р о м ы ш л е н н о с т и

и т р а н с п о р т а

дана

в табл .

8-1

{10].

146

-

ЭСТ-62

до

ГУ-68

Распределительная

с

по­

Телефон ­

Железнодорож­

15

ТС-121

шаговой

синхрониза­

ный

ный транспорт

цией;

на

транзисторах (частотный)

*

§ 8-3.

Системы телеизмерения

( Т И )

Все

системы

электрического

и з м е р е н и я

и м е ю т

свойство

д и с т а н ц и о н н о е ™ ,

когда

без

больших

погрешностей

м о ж н о

разносить

п о к а з ы в а ю щ и й

п р и б о р

и

точку

замера

на

рас­

стояния

порядка десятков метров .

О д н а к о

дальнейшее

уве ­

л и ч е н и е расстояний приводит к недопустимо

большим

потерям

энергии

в л и н и и

связи

и

к

у в е л и ч е н и ю

погреш ­

ностей,

о б у с л о в л е н н ы х

помехами

(наводками

и

т.

п.)

и

и з м е н е н и е м

параметров л и н и и связи

(ее

сопротивления

и

проводимости

и з о л я ц и и ) .

М е ж д у

тем

часто-

возникает

задача

передачи

и з м е р и т е л ь н о й

и н ф о р м а ц и и

на

значи­

тельно

большие

расстояния

(до

сотен

тысяч

к и л о м е т р о в ) .

Вследствие

этого

п р и

т е л е и з м е р е н и и п о

каналу

связи

10'

147

п е р е д а ю т величину,

нечувствительную к и з м е н е н и я м

пара ­

метров канала

связи

и

п о м е х о у с т о й ч и в у ю . П о

х а р а к т е р у

этой величины системы делятся на:-

(системы

интенсивно­

1)

системы

б л и ж н е г о

действия

сти),

когда величина

п е р е д а в а е м о й

п о к а н а л у

связи

эХек-

т р о э н е р г и и п р о п о р ц и о н а л ь н а

и з м е р я е м о й

величине;

2) системы дальнего действия, когда по каналу

связи

передаются импульсные или частотные сигналы

(импульс­

ные

и частотные

ТИ

системы).

Ш к а л а п р и б о р а

в

системах

ТИ

градуируется

в

з н а ч е н и я х

и з м е р я е м о й

ф и з и ч е с к о й

величины .

п.

1. Системы

интенсивности

О б ы ч н о

в системах

и н т е н с и в н о с т и

и с п о л ь з у ю т

кабель­

н ы е

л и н и и

(до

25

км),

и м е ю щ и е

н и ч т о ж н у ю проводимость

изоляции .

П р и

этом

для

передачи

используется

постоян ­

ный

ток,

поскольку

и з м е н е н и е

и н д у к т и в н о с т и

и

емкости

канала

связи в

этом

случае

н е

п р и в о д и т

к д о п о л н и т е л ь н ы м

погрешностям .

Системы

и н т е н с и в н о с т и

делятся

на

системы

тока,

когда

м е р о й

и з м е р я е м о й

в е л и ч и н ы

с л у ж и т

з н а ч е н и е

тока,

и

системы

напряжения.

ТИ

Н а и б о л ь ш е е

р а с п р о с т р а н е н и е

получили

системы

тока.

В

ТИ

системах

н а п р я ж е н и я

практически

использу ­

ются

лишь

к о м п е н с а ц и о н н ы е

(нулевые)

системы

с

\авто-

п о т е н ц и о м е т р а м и

на

. п р и е м н о м

конце,

р а с с м о т р е н н ы е в

гл. 2. Н а и б о л ь ш у ю погрешность

в

системах

и н т е н с и в н о с т и

вносит

п о в ы ш е н и е

п р о в о д и м о с т и

изоляции .

Рассмотрим

несколько

х а р а к т е р н ы х

примеров

т а к и х

систем.

П р и м е р

8-5.

Н е б а л а н с н а я

система

т о к а

с

датчиком

с о п р о т и в л е н и я

(рис.

8-6).

Рис. 8-6

З н а ч е н и е и з м е р я е м о й величины

х

п р е о б р а з у е т с я

в про ­

п о р ц и о н а л ь н о е

п е р е м е щ е н и е д в и ж к а

потенциометра,

вслед­

с т в и е 1 чего и з м

е н я е т с я н а п р я ж е н и е

UR,

п о д в о д и м о е к

л и н и и .

В

цепь

л и н и и

включено

балластное

сопротивление

Re,

в ы п о л н е н н о е

из

п р о в о л о к и

с

малым

ТКС

(из

манганина

или

к о н с т а н т а н а ) .

Н а

п р и е м н о м

к о н ц е

л и н и и

включен

п о к а з ы в а ю щ и й

п р и б о р

ПП

— обычный

магнитоэлектриче ­

ский

гальванометр,

о т к л о н е н и е

п о д в и ж н о й

системы кото ­

рого

п р о п о р ц и о н а л ь н о

току

/ = £ / д - ( / г в + Л л с + а д - 1 .

Если

Re^Rnc

(обычно i?o ^-20-/?Л с)>

то

ток

в гальвано­

метре

п р о п о р ц и о н а л е н

н а п р я ж е н и ю

датчика

и

практическ и

не

зависит от

изменения / ? Л с -

О с н о в н ы е

источники

погрешности:

нестабильность

питания

Uо, утечка

и

н а л и ч и е

трения

д в и ж к а

о

поверх ­

ность

проволочного

потенциометра .

П о с л е д н е е

обстоя ­

щего

момента

у

первичного

преобразователя

величины

х

в п е р е м е щ е н и е

движка .

П о э т о м у

таки е

системы

н е

при ­

м е н я ю т

для

т е л е и з м е р е н и я

э л е к т р и ч е с к и х

величин .

Н а д о заметить,

что д л и н а

кабельной

л и н и и ' связи

м о ж е т

ограничиваться

в е л и ч и н о й

н а п р я ж е н и я ,

п р и л о ж е н н о г о

к

к а б е л ю

при

размыкании

ц е п и

на

п р и е м н о м

к о н ц е :

в нормальных

условия х

большая

часть

н а п р я ж е н и я

£/д

падает на Ro, а падение

н а п р я ж е н и я

в

л и н и и н е в е л и к о

(несколько

вольт),

поэтом у

п р и р а з м ы к а н и и

все

н а п р я ж е ­

н и е и я

п р и л о ж е н о

к ж и л а м

кабеля,

к о т о р о е

н е

д о л ж н о

превышать

для

т е л е ф о н н о г о

. кабеля

80

в. П о н я т н о ,

что

увеличени е

длины

л и н и и

связи

требуе т

увеличения

напря ­

ж е н и я

U0, к о т о р о е

в

силу

вышесказанного

ограничено .

п. 2. Импульсные и частотные системы телеизмерения

Р а з л и ч а ю т

с л е д у ю щ и е

системы ТИ дальнего действия .

1.

Время-импульсные

(широтно-гампульсные

и

ф а з о -

и м п у л ь с н ы е ) .

Н а

рис . 8-7,а

длительность

импульсов

п р и

широтно - импульсно й

м о д у л я ц и и

(ШИМ)

п р о п о р ц и о н а л ь ­

н а з н а ч е н и ю

измеряемо й

величины

х. П р и

фазо - импульс -

н о й м о д у л я ц и и

(ФИМ)

в л и н и ю

связи

п о с т у п а ю т

стан­

д а р т н ы е импульсы,

соответствующие

переднем у

и

заднему

ф р о н т у импульса

при

ШИМ.

2.

Частотные

(частотно - импульсные

и

частотные

с

пере ­

дачей

п е р е м е н н ы м

т о к о м ) .

С о о т в е т с т в у ю щ и е

виды

моду­

л я ц и и

(ЧИМ

и

ЧМ) п о к а з а н ы

н а

рис .

8-7,6.

3. Кодоимпулъсные,

когда передача

ведется с пс -ощью

к о м б и н а ц и и импульсов ' (в унитарном,

двоичном или дру­

гом коде — рис. 8-7,<?).

Рис.

8-7

Т а к и м образом,

в у к а з а н н ы х

системах

ТИ

передача

и н ф о р м а ц и и

о

значении

измеряемой

величины

ведется

с

п о м о щ ь ю п о м е х о з а щ и щ е н н ы х

сигналов,

причем

и з м е н е н и е

параметров канала связи практически не

вызывает

искаже ­

ния и н ф о р м а ц и и .

П о э т о м у

здесь

в о з м о ж н ы

л ю б ы е

каналы

связи, в

частности,

по

л и н и я м

связи

и

электропередач,

радиолиниям .

Рассмотрим примеры время - импульсных систем.

П р и м е р

8-6.

К о м п е н с а т о р

с п е р и о д и ч е с к о й

разверткой .

Для п р е о б р а з о в а н и я

измеряемой

величины

х

в

п р о п о р ц и о ­

н а л ь н у ю

ш и р и н у

импульса

при

ШИМ

п р и м е н я ю т

как

э л е к т р о м е х а н и ч е с к и е

устройства,

так

и б е с к о н т а к т н ы е

э л е к т р и ч е с к и е

и

электронные .

Р а с с м о т р е н н ы й

в гл.

2

(§ 2-6)

п р и н ц и п

п е р и о д и ч е с к о й

к о м п е н с а ц и и

позволяет

реализовать

п е р е д а ю щ е е

устройство для

т а к о й системы

ТИ

(рис. 8-8,а).

Реохорд

п о т е н ц и о м е т р а

Р

питается

с т а б и л и з и р о в а н н ы м

н а п р я ж е н и е м

UQ.

П р и р а в н о м е р н о м

в р а щ е н и и

щ е т к и

р е о х о р д а н а п р я ж е н и е

компенсации

U,{

изменяется

п о

л и н е й н о м у

закону

(см.

" диаграмму

н а п р я ж е н и й

на

рис. 8-8,а). В

момент равенства

н а п р я ж е н и я

датчика

ком­

п е н с и р у ю щ е м у

н а п р я ж е н и ю

срабатывает

нуль-орган

НО,

к о т о р ы й

управляет

л и н е й н ы м

контактом

К.

Если

отмечать