Жарық түрінің электронды вольттрансформаторы өлшерісінің анықсыз есебі

1. Кіріспе

Тұрғын үлгісіндегі электрондық напрямдық трансформаторлар, электр энергиялық жүйелердегі өлшемдердің маңызды компоненттері болып табылады. Олардың өлшемдердің дәлдігі электр энергиялық жүйелердің стабильді жұмысы мен өнімді басқаруына тікелей әсер етеді. Бірақ практикада, электрондық элементтердің құрылымдық өзіндік мүшелері, ауылшаруашылық факторлары және өлшемдердің әдістерінің шектеулерінен, напрямдық трансформаторлардың өлшемдері кез келген сенімділікті қамтиды. Бұл сенімділік не тік энергетикалық деректердің дәлдігіне, не электр энергиялық жүйелердің өткізу, басқару және қорғау стратегияларын бірқатар бағыттағы қателіктерге әсер етеді. Сондықтан, тұрғын үлгісіндегі электрондық напрямдық трансформаторлардың тексеру және өлшемдерінің сенімділігін бағалау әдістерін зерттеу, энергетикалық жүйелердің өлшемдердің дәлдігін жақсарту үшін маңызды.

Бұл зерттеу, температуралық жылуану, ыңғайлау және электрондық элементтердің шуы, өлшем беру аймағындағы температура, тыныс және электромагниттық өрістердің өзгеруі сыяқты, напрямдық трансформаторлардың өлшем сенімділігіне әсер ететін факторларды системалық түрде талдауды мақсат етеді. Осы арқылы, илимий және резонды сенімділік бағалау әдістері зерттеледі. Математикалық моделдерді статистикалық принциптермен және метрологиялық біліммен бірге құру арқылы, бұл зерттеу тұрғын үлгісіндегі электрондық напрямдық трансформаторлардың әртүрлі жұмыс шарттарындағы өлшем сенімділігін толығымен бағалайды, дәлдігі жоғары тексеру нормаларын құрастыру және напрямдық трансформаторлардың өнім сапасын жақсарту үшін теориялық негіздеу мен техникалық қолдау береді.

2. Өлшемдердің Нәтижесіндегі Сенімділікті Бағалау Тәжірибесі
2.1 Тәжірибе Объектісі

Тұрғын үлгісіндегі электрондық напрямдық трансформаторлардың сенімділігін бағалау үшін, 0.001 деңгейіндегі дәлдікті қамтамасыз етуші тактап өлшемдер құрылғысы таңдалады, ол 1-ден 1000 В дейінгі өлшем аймағын қамтиды. Тексерілетін напрямдық трансформатор, бастапқы напрямды 10 кВ-50 кВ, екінші напрямды 100 В, 0.02 деңгейіндегі дәлдікті қамтамасыз етуші құрылғысы. Тұрғын үлгісіндегі электрондық напрямдық трансформатордың құрылымы 1-суретте көрсетілген.

Тәжірибе ауылшаруашылықы 20 ± 2 °С температурасында, тыныс 60% астында сақталады, өлшем нәтижелеріне әсер ететін мүмкін ауылшаруашылық факторларды алып тастайды.

2.2 Тұрғын үлгісіндегі Электрондық Напрямдық Трансформаторлардың Тексеру және Өлшемдер Әдісі

Тұрғын үлгісіндегі электрондық напрямдық трансформаторларды тексеру кезінде, өлшемдердің дәлдігін қамтамасыз ету үшін илимий сенімділік бағалау әдісі қажет. 1-суретте көрсетілген тұрғын үлгісіндегі электрондық напрямдық трансформаторды стандартты құрылғы ретінде қолдану арқылы, салыстыру әдісін қолдану қабылданады. Бұл өлшелінетін электрондық напрямдық трансформаторды стандартты құрылғымен беспроблемді қосуға мүмкіндік береді, 2-суретте көрсетілгендей.

Одан кейін, жоғары дәлдікті сандық өлшемдер жүйесі өлшелінетін электрондық напрямдық трансформатордың қатесін тікелей оқып, есептейді. Стандартты құрылғының модельі DHBV - 110/0.02, оның өте жақсы дәлдігі тексеруді қамтамасыз етеді. Өлшелінетін трансформатор үшін 0.5%, 2%, 10%, 50% және 110% номиналдық напрямды басқару нүктелері қойылады, олардың жұмыс істеген аймағын қамтиды. Маңызды, толық және жеңіл жүк шарттарында бұл нүктелердің максималды қателік шектері бірдей, бірақ электрондық элементтердің температуралық жылуануы және ыңғайлауы әртүрлі шарттарда өте өзара айырмалы стабилділіктерге әкелуі мүмкін. Сондықтан, әрбір нүктенің стабилділігін тəртіпті бағалау керек, тексеру нәтижесіндегі сенімділікті басқару үшін, энергетикалық желілердің жоғары дәлдікті өлшемдер технологияларына қатысты строгті талаптарды қанағаттандыру үшін.

3. Математикалық Модель

Тұрғын үлгісіндегі электрондық напрямдық трансформаторлардың тексеру және өлшемдер нәтижесіндегі сенімділікті бағалау тәжірибесінде, өлшелінетін құрылғының дәлдігін тексеру кезінде, оның сенімділігі дәлдік айырмасы және фазалық жылуану арқылы көптеген өлшемдер арқылы көрсетіледі. Бұл екеуі өлшемдік мән мен нақты мән арасындағы амплитуда айырмасы мен фазалық айырмасын сипаттайтын индикаторлар. Сондықтан, бұл сенімділік көзінің ресурстарын толығымен сипаттау үшін, бұл сенімділік ресурстарын толығымен сипаттау үшін, өзара байланысты математикалық моделдер құрастырылуы мүмкін. Дәлдік айырмасы Y үшін, сызықты регрессиялық модель қолданылады, мына түрде өрнектенеді:

Мұнда β0 және β1 - модель параметрлері; X - тұрғын үлгісіндегі электрондық напрямдық трансформатордың енгізілген сигналы; ε - кездейсоқ қате термині. Фазалық жылуану φ үшін, тригонометрикалық функциялық модель арқылы былай өрнектенеді:

Мұнда α - тұрақты фазалық ауысу; θ(X) - енгізілген сигнала бойынша өзгеретін фазалық функция. Деталды талдау үшін, өзгеріссіз мүшелер немесе көпмүшелік жуықтаулар енгізілуге болады, бұл модельдің дәлдігін жақсартады. Бұл математикалық моделдердің құрылуы, өлшемдер нәтижесіндегі сенімділікті толығымен және системалық түрде бағалау үшін теориялық негіздеу және сандық құралдарды қамтамасыз етеді.

4. Сенімділік Компоненттерін Бағалау Тәжірибесінің Нәтижелері

Тұрғын үлгісіндегі электрондық напрямдық трансформаторларды тексеру кезінде, сенімділікті бағалау үшін бірнеше вольттық деңгейлер қойылады. 0.5%, 2%, 10%, 50% және 110% номиналдық напрямды басқару нүктелері таңдалады және салыстыру әдісімен өлшенеді. Амплитуда айырмасы және фазалық айырмасының орташа мәндері өлшенеді және сәйкес вольттық деңгейлердегі реферанс мәндер ретінде есептеледі, сондықтан өлшелінетін трансформатордың өнім сенімділігін толығымен бағалай алады.

4.1 A Түріндегі Сенімділікті Бағалау

A түріндегі сенімділік, бірдей нысанды бірнеше рет өлшегенде алынған нәтижелердің қаттылығын білдіреді. Оның есептеу формуласы:

Мұнда n - өлшемдер саны; xi - i-ші өлшем нәтижесі; x̄ - өлшемдердің арифметикалық орташа мәні.

Сондықтан, 0.5%, 2%, 10%, 50% және 110% номиналдық напрямды басқару нүктелері үшін, A түріндегі сенімділіктің бағалау нәтижелері 1-таблицада көрсетілген.

1-таблицадан көріп тұрғанымызша, номиналдық напрямды басқару нүктесі артықтарымен, амплитуда айырмасының және фазалық айырмасының A түріндегі сенімділігі артып отыр. Бұл себепті, төмен вольттық деңгейлерде, напрямдық трансформатор әлі жақсы стабилді, сондықтан өлшемдер нәтижелерінің қаттылығы аз. Бірақ жоғары вольттық деңгейлерде, напрямдық трансформатор көптеген факторларға тағын ауысады, сондықтан өлшемдер нәтижелерінің қаттылығы көбейеді.

4.2 B Түріндегі Сенімділікті Бағалау

JJF 1059.1-2022 "Өлшемдердің Сенімділігін Бағалау және Ескерту" бойынша, B түріндегі сенімділік, белгілі қатарлы ақпаратты пайдаланып, оның стандартты ауытқуын бағалау үшін терең қорыту арқылы қамтамасыз етіледі. Бұл ақпарат, өндірушілердің құрылғы спектификациялары, отрасылдық танылған эталондау әдістерінің деректері немесе тарихи өлшемдер деректерінің статистикалық талдауын қамтиды. B түріндегі сенімділіктің негізі, тәжірибелік немесе өнімді білімге негізделген өлшемдік мәннің мүмкін болатын өзгеру аймағын анықтау, оның жарты ұзындығы - аймақтың жарты ұзындығы.

Содан кейін, ықтималдық таралу қасиеттері мен қажетті иесіздік деңгейіне қарай жобалау коэффициенті k ұсынылатын. Адатта, өлшемдік мәндер берілген аралықта тең ықтималдылықпен таралса (әрбір мәндің тең ықтималдылығы), тең таралу модельі қолданылады, k √3-ке жуық болады, сенімділіктің дәлдігі мен жақсылығын қамтамасыз етеді. B түріндегі сенімділіктің есептеу формуласы:

Мұнда a - өлшемдік өзгеру аралығының жарты ұзындығы.

Сондықтан, 0.5%, 2%, 10%, 50% және 110% номиналдық напрямды басқару нүктелері үшін, B түріндегі сенімділіктің бағалау нәтижелері 2-таблицада көрсетілген.

2-таблицадан көріп тұрғанымызша, әртүрлі номиналдық напрямды басқару нүктелерінде, амплитуда айырмасынан әрі фазалық айырмасынан, сенімділік вольттық деңгейлердің артуымен өседі. A түріндегі сенімділіктен өзгертіп, B түріндегі сенімділіктің бағалауы белгілі ақпараттың дәлдігі мен толығымен байланысты, өлшемдерді жүргізген напрямдық трансформатордың өзара алғашқы бағасын білдіреді. Сондықтан, практикамен, A және B түріндегі сенімділіктерді толығымен қарастыру, өлшемдер нәтижелерінің дәлдігі мен иесіздігін толығымен ұстануға мүмкіндік береді.

4.3 Жалпы Стандартты Сенімділікті Бағалау

Жалпы стандартты сенімділікті бағалау кезінде, әрбір тұрғын үлгісіндегі электрондық напрямдық трансформаторлардың тексеру және өлшемдер нәтижелері бір-бірімен байланысыз және корреляциясы жоқ болса (яғни, олардың корреляция коэффициенттері де 0), сенімділіктер сызықтық комбинация принципіне қатысты жиналған. Бұл негізде, жалпы стандартты сенімділікті бағалау мына формуламен білдірілетіні мүмкін:

Сондықтан, 0.5%, 2%, 10%, 50% және 110% номиналдық напрямды басқару нүктелері үшін, жалпы стандартты сенімділіктің бағалау нәтижелері 3-суретте көрсетілген.

3-суреттен көріп тұрғанымызша, номиналдық напрямды 0.5% дан 110% ге дейін артқан сайын, амплитуда айырмасы және фазалық айырмасының жалпы стандартты сенімділіктері тұрақты өседі. Сонымен қатар, амплитуда айырмасының сенімділігі 0.008% дан 0.085% (жәй 10 есе) қарай, фазалық айырмасының сенімділігі 0.05° дан 0.35° (жәй 7 есе) қарай өседі. Бұл тенденция, жоғары напрямды артықтарында трансформатордың сыртқы әсерлерге ұшыратын жауапкершіліктің өсуін, өлшемдердің сенімділігін қарапайымдастырады. Бірақ, экстремалдық деректер өзгеріссіз, бұл бағалау процесінің стабилді және итікты болғанын білдіреді.

5.Қорытынды

Тұрғын үлгісіндегі электрондық напрямдық трансформаторлардың тексеру және өлшемдер нәтижесіндегі сенімділікті бағалау әдістері зерттеуінде, өлшемдердің дәлдігіне әсер ететін көптеген факторлар талдаылы, илимий және әділ бағалау әдістері зерттеледі. Теориялық талдау және эксперименттік тексеру арқылы, бұл не напрямдық трансформаторлардың өлшемдер нәтижелерінің иесіздігін жақсартады, не энергетикалық жүйелердің стабилді жұмысына қатысты қатынасын қамтамасыз етеді.