РЕФЕРАТ
Целью дипломной работы является разработка функциональной схемы блока приемника цифровой системы передачи информации высокочастотным каналом связи по высоковольтным линиям электропередачи.
Работа посвящена вопросу перехода от аналоговой к цифровой форме обработки сигнала, в уже существующих образцах ВЧ аппаратуры релейной защиты и противоаварийой автоматики (РЗ и ПА), используемой в энергетических системах России. В техническом задании требуется разработать функциональную схему цифрового приёмника ВЧ сигнала с сохранением преемственности параметров с прежней аппаратурой, т.е. конструктивно блок приемника сопрягается с остальными блоками аппаратуры РЗ и ПА, но обладает рядом достоинств присущих цифровой аппаратуре, выгодно отличающих её от аналоговой.
На данном этапе создан экспериментальный образец, который проходит лабораторные испытания.
Внедрение разработанного приемника позволит унифицировать блок аппаратуры релейной защиты и противоаварийной автоматики (РЗ и ПА). Что повысит удобство и эффективность работы с ней при изменении конфигурации линии электропередачи.
В пояснительной записке содержится 75 страниц.
СОДЕРЖАНИЕ
РЕФЕРАТ
ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ
СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОРГАНИЗАЦИЯ ВЧ – КАНАЛА СВЯЗИ ПО ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ ЛИНИЯМ
1.1 Конструктивные особенности линий электропередачи
1.2 Структура канала связи
1.3 Особенности ВЧ связи по ВЛ
1.4 Характеристики каналов ВЧ связи
1.5 Уровни помех и линейных затуханий
1.5.1 Электрические помехи в каналах ВЧ связи по ВЛ
1.5.2 Линейные затухания в ВЧ тракте.
1.5.3 Минимальный уровень принимаемого сигнала
2. РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ БЛОКА ПРИЕМНИКА
2.1 Общие сведения
2.2 Структурная схема цифрового приемника аппаратуры АКА-16 ПРМ
2.3 Линейный тракт приемника
2.4 Функциональная схема аппаратуры каналов автоматики АКА-16 ПРМ
3. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ И ПРОВЕРКА РАБОТЫ ОСНОВНЫХ
ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УЗЛОВ ПРИЕМНИКА
3.1 Оценка разрядности входного и выходного сигналов
3.2 Выбор элементов
3.3 Проверка работы модели на аппаратуре
4. ЛИСТИНГ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЛОКА ПРИЕМНИКА
4.1 Возможные неисправности и действия при их возникновении...
5. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА
5.1 Краткая характеристика проекта
5.2 Безопасность проекта
5.2.1 Электробезопасность
5.2.2 Пожарная безопасность
5.2.3 Микроклимат на рабочем месте
5.2.4 Освещенность на рабочем месте
5.2.5 Шумы и вибрации
5.3 Эргономичность проекта
5.3.1 Эргономические требования к рабочему месту
5.4 Экологичность проекта
5.4.1 Ионизационное излучение
5.4.2 Электромагнитное излучение
5.4.3 Статическое электричество
5.5 Черезвычайные ситуации
5.6 Вывод о безопасности и экологичности проекта
6. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА
6.1 Расчетное обоснование проекта
6.2 Расчет материальных затрат
6.3 Расчет основной заработной платы
6.4 Расчет дополнительной заработной платы
6.5 Затраты на социальные выплаты
6.6 Затраты на электроэнергию
6.7 Амортизационные отчисления
6.8 Накладные расходы
6.9 Калькуляция затрат
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Структурная схема цифрового приемника
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Функциональная схема АКА-16 ПРМ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Функциональная схема управления реле команд
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Фрагмент программного обеспечения ADSP-2191M
ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ
Таблица 1
| № | Наименование документа | Обозначение | Формат | Примечание |
| 1 | Пояснительная записка | 2007.3033.581 ПЗ | А4 | 80 листов |
| 2 | Схема организации ВЧ-канала связи по ВЛ. | 2007.3033.581 | А1 | 1 лист |
| 3 | Структурная схема многофункционального приёмопередатчика для ВЧ-канала связи по ВЛ. | 2007.3033.581 Э1 | А1 | 1 лист |
| 4 | Схема электрическая принципиальная блока ПРМ. | 2007.3033.581 Э3 | А1 | 1 лист |
| 5 | Общий вид блока ПРМ. | 2007.3033.581 ОВ | А1 | 1 лист |
| 6 | Печатная плата блока ПРМ. | 2007.3033.581 | А1 | 1 лист |
| 7 | Результаты анализа приёмного тракта | 2007.3033.581 | А1 | 1 лист |
Список условных сокращений
АЦП - аналого-цифровой преобразователь
БВ1 - блок вспомогательных устройств
БП - блок питания
ВЛ - высоковольтная линия
ВЧ - высокая частота
ГЕН - блок синтезаторов частот
ЖКИ - жидкокристаллический индикатор
ЗИП - комплект запасных частей, инструментов и принадлежностей
КЧ - контрольная частота
ЛФ - линейный фильтр
НЧ - низкая частота
ПА - противоаварийная автоматика
ПДПА - блок управления выходными реле
ПЗУ - постоянное запоминающее устройство
ПРВЧ - блок высокочастотного приемника
ПРТЧ - блок приемника тональных частот
ПРЦ - блок процессора
ПЭВМ - персональная электронно-вычислительная машина
РЭ - руководство по эксплуатации
ТО - техническое обслуживание
ТТЛ - транзисторно-транзисторная логика
УВЧ - усилитель высокой частоты
ФНЧ - фильтр низкой частоты
ШОУ - широкополосный операционный усилитель
ОБП - одна боковая полоса с подавлением несущей
АТП - аналоговый тракт приемника
БДК - блок дискретизации и квантования
Введение
Актуальность перевода приемной части аппаратуры релейных защит и противоаварийной автоматики на цифровую форму обработки вызвана несколькими причинами:
1. Заводом изготовителем прекращены поставки кварцевых фильтров 16-порядка ФП 204 с полосой пропускания 3.1 кГц, ввиду экономической нецелесообразности штучного производства дорогих и не технологичных приборов.
2. Современные цифровые технологии позволяют создавать на основе существующих линий дополнительные каналы управления, связи и диспетчерской сети.
3. Технологичность изготовления, компактность, малые габариты и снижение себестоимости при переходе на цифровые технологии, вот основные критерии, заставляющие вести работы в этом направлении.
В России использование линий электропередачи для связи началось почти одновременно с появлением самих ЛЭП. Этот вид связи является основным средством дальней межобъектной связи в энергетике.[1]
Низкие затраты на сооружение и эксплуатацию каналов ВЧ связи по ВЛ и высокая надёжность обусловили их широкое распространение в энергосистемах многих стран мира. Высокочастотная связь по ВЛ является разновидностью техники дальней связи и имеет много общего со связью по специальным воздушным, кабельным и радиорелейным линиям связи. Однако ВЧ связь по ВЛ обладает рядом особенностей, отличающих её от всех других видов дальней связи. В первую очередь это специфические условия распространения сигналов по многороводным неоднородным линиям больших габаритов, большие уровни электрических помех, вызванных наличием на проводах высокого напряжения промышленной частоты, необходимость в специальных устройствах для присоединения ВЧ аппаратуры к проводам ВЛ. и др. В силу этих особенностей ВЧ связь по ВЛ сформировалась как самостоятельная область техники. [1]
Высокочастотный канал связи используется, как правило, для сигналов релейных защит и противоаварийной автоматики и служебной телефонии. Релейная защита ВЛ предназначена для быстрого отключения линии при возникновении на ней повреждения, что необходимо для обеспечения нормальной работы остальной (неповреждённой ) части сети. Повреждённая линия должна быть отключена с обеих сторон. Потребители обычно получают электроснабжение не менее чем по двум линиям электропередачи. Поэтому при возникновении повреждения на одной ВЛ электроснабжение потребителя не нарушится, если повреждённая линия будет быстро отключена от остальной сети. При коротком замыкании между проводами или проводов на землю к месту КЗ течёт ток короткого замыкания. Чем больше мощность энергосистемы, тем больше ток КЗ и тем быстрее необходимо изолировать повреждённую линию от остальной сети высокого напряжения.
Устройства релейной защиты должны отличать повреждения на защищаемой линии, т.е. в зоне действия защиты, от повреждения на других линиях. Такие повреждения называются внешними. Применяемые в настоящее время устройства релейной защиты реагируют на изменения токов и напряжений промышленной частоты на концах защищаемой линии, т.е. в местах захода линии на шины подстанции. Трудности создания таких защит обусловлены тем, что токи при КЗ в различных точках сети могут изменяться в широких пределах в зависимости от режима работы сети в целом. В некоторых слуаях при внешних КЗ ток данной линии может быть больше, чем при КЗ на этой линии. На некоторых линиях минимальные токи КЗ могут быть меньше максимальновозможных токов нагрузки. Поэтому на одном из концов линии нельзя найти однозначных критериев, позволяющих отличить КЗ на защищаемой линии от внешних КЗ или от нормального режима.[1]
Задача выявления КЗ на защищаемой линии успешно решается, если обеспечен обмен информацией между двумя полукомплектами защиты, установленными по концам защищаемой линии. Информация между этими полукомплектами передаётся по каналу ВЧ связи создаваемого по фазным проводам той же линии. Релейные защиты линии, использующие канал ВЧ связи по ВЛ, называются высокочастотными.
Данная дипломная работа посвящена вопросу перехода от аналоговой к цифровой форме обработки сигнала, в уже существующих образцах ВЧ аппаратуры релейной защиты и противоаварийной автоматики, используемой в энергетических системах России, от аналоговой к цифровой форме обработки сигнала. В техническом задании требуется разработать функциональную схему цифрового приёмника ВЧ сигнала с сохранением преемственности параметров с прежней аппаратурой, т.е. конструктивно он сопрягается с остальными блоками аппаратуры РЗ и ПА, но обладает рядом достоинств присущих цифровой аппаратуре, выгодно отличающих её от аналоговой.
Структура канала связи
Структурная схема организации канала связи между источником сообщения и приемником показаны на рис. 1.3. В этой схеме присутствует аппаратура присоединения (АП) и аппаратура обработки ( АО ). Аппаратура присоединения служит для передачи ВЧ сигналов от аппаратуры уплотнения на передающем конце в провода линии электропередачи и для передачи сигналов от проводов к аппаратуре уплотнения на приемном конце. Аппаратура обработки служит для отделения по высокой частоте проводов ВЛ, к которым подключается аппаратура присоединения, от остальной сети высокого напряжения. Аппаратура обработки и присоединения в некоторых случаях образует единую электрическую схему. Участок канала связи от выхода передатчика аппаратуры уплотнения на одном конце канала до входа приемника этой аппаратуры на другом конце называется высокочастотным трактом. Участок ВЧ тракта между точками подключения апппаратуры присоединения к проводам ВЛ называется линейным трактом.[1]
(ИС) – источник сигнала. Преобразователи сигналов (ПС) на передающей и (ПС2) на приемной стороне. Преобразование низкочастотных сигналов в высокочастотные на передающем конце и обратное преобразование на приемном конце осуществляется в аппаратуре ВЧ уплотнения (АУ).
Рис. 1.3 Структурная схема организации канала связи.
Особенности ВЧ связи по ВЛ
Надежность линии электропередачи значительно выше надежности воздушных и кабельных линий связи благодаря высокой прочности линейных проводов и поддерживающих конструкций (опор). Линии электропередачи повреждаются только при мощных природных воздействиях, таких как ураган, гроза или очень сильный гололёд, в то время как воздушные линии связи повреждаются при сильном ветре, сравнительно небольших гололёдных образованиях, а кабели повреждаются землеройными механизмами, при оползнях, половодьях, вибрациях почвы от автотранспорта и других причинах. Во многих случаях линия электропередачи (ЛЭП) является кратчайшим путем, связывающим энергетические предприятия (например, подстанции), между которыми нужны каналы связи. При этом отпадает необходимость в строительстве линии проводной связи, а также, и это очень важно, в организации их эксплуатации. Эксплуатация ВЛ, требующая специальной линейной службы с большим количеством персонала, ведется независимо от организации по ней каналов связи. По этим причинам затраты на сооружение и эксплуатацию каналов связи по проводам ВЛ значительно меньше аналогичных затрат на каналы по специальным воздушным, кабельным или радиорелейным линиям связи. В то же время использование для связи проводов ВЛ сопряжено с рядом трудностей, которые приходится учитывать при конструировании аппаратуры и проектировании каналов связи.
Повода ВЛ нормально находятся под высоким напряжением промышленной частоты. Вследствие этого по ВЛ возможна только ВЧ связь с использованием таких частот, которые сравнительно простыми средствами могут быть отделены от промышленной частоты.
Для подключения передатчика и приемника аппаратуры уплотнения к проводам ВЛ необходима специальная аппаратура присоединения, не применяемая ни в каких других областях техники связи.[1]
На станциях и подстанциях фазные провода ВЛ подключаются к специальным шинам. К ним также подключено оборудование высокого напряжения (выключатели, трансформаторы, разъединители), которое может иметь низкое сопротивление для токов рабочей частоты каналов связи. В этом сопротивлении поглощается часть энергии сигналов высокой частоты. Кроме того, бывают случаи отключения ВЛ с обеих сторон от шин подстанции и заземления на подстанции её проводов. Работа каналов ВЧ связи в этих случаях также не должна нарушаться. По этим причинам в провода ВЛ у подходов к шинам включается последовательно аппаратура обработки (высокочастотные заградители), имеющая низкое сопротивление для токов промышленной частоты и высокое сопротивление для токов высокой частоты.
Конфигурация сети высокого напряжения не остаётся неизменной. С появлением новых потребителей энергии в линии врезаются новые подстанции, что часто приводит к необходимости реконструировать каналы связи, идущие по этим линиям. Эта реконструкция бывает связана со сложной перестройкой или даже заменой аппаратуры связи, установкой дополнительных устройств обработки и присоединения.
Некоторые трудности в создании и проектировании каналов ВЧ связи по ВЛ обусловлены конструктивными особенностями ВЛ. Линии электропередачи являются многопроводными системами с числом проводов от трех до нескольких десятков (двухцепне линии с тросами и расщеплёнными фазами). При присоединении к одному или двум проводам остальные провода и нагрузочные сопротивления этих проводов по отношению к земле оказывают существенное влияние на параметры каналов связи.
Расстояния между проводами соизмеримо с высотой подвеса проводов над землей, а в некоторых случаях (для ЛЭП свыше 500 кВ ) даже больше средней высоты подвеса проводов. При этом земля оказывает большое влияние на ВЧ параметры линии. Влияние земли сказывается главным образом на увеличении затухания линейных трактов каналов ВЧ связи по ВЛ.
Транспозиция линейных проводов симметрирует линию только на низкой частоте, когда расстояние между пунктами транспозиции намного меньше длины волны. На высокой частоте между соседними пунктами транспозиции укладывается несколько десятков длин волн, поэтому пункты транспозиции не симметрируют линию, а являются, местами нарушения её однородности, вызывающими увеличение потерь энергии высокочастотных сигналов.[1]
Наличие на проводах линии высокого напряжения промышленной частоты вызывает электрические разряды в воздухе вблизи поверхности проводов ( коронирование ) и разряды по поверхности изоляторов. Эти разряды создают электрические помехи во всем спектре высоких частот, который может быть использован для ВЧ связи по ВЛ. Поэтому каналы связи по этим линиям характеризуются высоким уровнем электрических помех. К помехам от коронирования проводов и разрядов по поверхности изоляторов добавляются ещё помехи, возникающие при оперативных переключениях (коммутациях) силового оборудования, а также помехи при аварийных режимах линии, например при КЗ.
Наличие на лини высокого напряжения осложняет эксплуатацию аппаратуры каналов ВЧ связи. Плановая или послеаварийная ревизия аппаратуры обработки связана с необходимостью отключения ВЛ, а это в свою очередь связано с ослаблением надежности электроснабжения. Часто по условиям режима работы энергосистемы отключение линии не возможно осуществить в течении длительного времени. Испытания и ревизии устройств присоединения должны производиться в непосредственой близости от проводов линии высокого напряжения. Поэтому работа эта регламентирована жёсткими правилами техники безопасности. Волны перенапряжений, которые возникают на ВЛ при грозовых перекрытиях и коммутационных операциях, через устройства присоединения частично попадают на вход ВЧ аппаратуры и могут вызвать её повреждение. Особенно велики перенапряжения, возникающие на элементах аппаратуры обработки. Приходится применять специальные меры по защите этих элементов аппаратуры от перенапряжений.
Несмотря на отмеченные трудности ВЧ связь стала в России основным средством дальней межобъектной связи в энергетике. [1]
Общие сведения
Т.к. прием сигнала аппаратурой команд автоматики осуществляется по высоковольтной линии электропередачи, то желательно чтобы цифровой части приемника предшествовал аналоговый тракт, который защитит остальную часть от помех высокого уровня. Общая структурная схема цифрового приемника бес привязки к конкретной аппаратуре приведена на рис.2.1 [6]
Рис. 2.1 Структурная схема цифрового приемника
АТП – аналоговый тракт приемника
БДК – блок дискретизации и квантования
ЦТП – цифровой тракт приемника
БОЧ - блок опорных частот
БР - блок регулировок
ЦАП – цифроаналоговый преобразователь
Аналоговый тракт приемника выполняет предварительную селекцию и усиление принимаемых сигналов. Его структура и характеристики определяются видом сигнала, уровнем и характеристиками помех, требованиями к качеству приема.
Наиболее полно используются преимущества цифровой обработки, если дискретизация и квантование сигнала осуществляются на радиочастоте. В этом случае АТП представляет перестраиваемый преселектор. Но более высокие требования предъявляются при этом к частоте дискретизации и разрядности АЦП, а также к блоку ЦТП.
Усиление АТП выбирается таким образом, чтобы собственные шумы приемника на входе БДК превышали шумы квантования. Следует обратить внимание на то, что при достаточно высокой частоте дискретизации уровень сигнала на входе БДК может быть меньше шага квантования. Необходимо лишь, чтобы эффективное значение напряжения смеси сигнала и помех на входе АЦП превышало шаг квантования.
Блок дискретизации и квантования представляет собой сложное устройство. Входное аналоговое колебание подвергается в нем двум операциям: дискретизации по времени и квантованию по уровню.
Дискретизатор реализуется в виде устройства выборки и хранения (УВХ), состоящего из аналогового ключа (АК) и накопительного элемента (НЭ). Для представления отсчетов сигнала в цифровой форме применяют АЦП. Общий вид БДК представлен на рис.2.2
Рис.2.2 Общая схема БДК
Импульсы U1 – стробирующие, U2 – стирающие.
Задачей УВХ является определение мгновенного значения напряжения в момент взятия отсчета и его фиксация на время, необходимое для преобразования аналогового значения в цифровую форму. После УВХ сохраняется счетное множество отсчетов колебания. Квантование в АЦП позволяет каждый непрерывный отсчет заменить цифровым значением, представляемым в унитарном или двоичном коде.
Цифровой тракт приемника осуществляет основную селекцию сигналов и их демодуляцию. Кроме цифровых фильтров и демодуляторов ЦТП может содержать устройства подавления или компенсации помех, трансмультиплексоры для обработки многоканальных сигналов, цифровые обнаружители и измерители параметров сигналов, цифровые спектроанализаторы и другие устройства выделения информации из принятого сигнала. К ЦТП можно также отнести цифровые системы синхронизации, фазовой и частотной автоподстройки, регулировки усиления, системы обеспечения отказоустойчивости и т.д.
Блок опорных частот вырабатывает колебания, необходимые для преобразования частот в приемнике и синхронизации его схем.
Блок регулировок БР содержит все необходимые для управления приемником устройсва: блок управления частотой настройки, блок регулировки усиления и чувсвительности, блок управления видами работ ( при смене вида сигнала ) и т.д.
Цифровой приемник часто имеет как цифровой выход, так и аналоговый. Для получения аналогового выхода сигнала используется цифроаналоговый преобразователь ЦАП. На рис.2.1 не показаны цепи контроля, индикации и питания приемника.[6]
Линейный тракт приемника
Приемник работает следующим образом.
Сигнал, с линейного ВЧ-входа поступает в блок ЛФ, имеющий полосу пропускания 7% от частоты настройки, но не менее 5,5 кГц, где происходит:
- подавление зеркального канала до уровня минус 36 дБ;
- подавление канала прямого прохождения до уровня минус 35 дБ;
- отстройка от параллельно работающего устройства.
С выхода блока ЛФ сигнал поступает на блок БОВЧ, где дополнительно фильтруется ФНЧ с частотой среза 1,1 МГц, что позволяет дополнительно снизить уровень частот зеркального канала и канала прямого прохождения на 50 дБ.
Ограничение сигнала в БОВЧ происходит на уровне около 7В амплитудного значения, что определяет верхний предел прошедшего без искажений входные цепи сигнала с линии. Для контроля уровня приходящего сигнала служит детектор ВЧ.
Для установки необходимого запаса по уровню входного сигнала служит аттенюатор. Аттенюатор имеет 3 ступенчатые регулировки (10, 20 и 30 дБ), и одну плавную (15 дБ).
Сигнал проходит через фильтр с полосой пропускания 3,2 кГц. Затухание фильтра при расстройке от края полосы на 6 кГц составляет 85 дБ.
Далее сигнал усиливается и ограничивается по амплитуде двухкаскадным усилителем. С первого каскада усилителя сигнал, кроме того, подается на детектор, формирующий сигнал для контроля уровня НЧ-сигнала.
Выбор элементов
Согласно предьявляемым требованиям, полученным результатам и имеющейся элементной базе, было решено использовать АЦП, DSP и элементы памяти фирмы ANALOG DIVICES.
В частности был выбран сигнальный процессор ADSP- 2191M, АЦП AD9223 ARO214 и программная логика сдвумя регистрами ALTERA MAX EPM 3128 ATC.
Печатная плата двусторонняя, резистивные элементы и конденсаторы отечественного производства.
Проверка чувствительности
Проверка чувствительности (УСК.103.000.00ТУ п.1.3.7) проводится в следующей последовательности:
1) подключить к линейному ВЧ-входу АКА-16 ПРМ генератор ГСВЧ и милливольтметр (для точного измерения напряжения генератора);
2) подключить к контрольным гнездам "ВЫХ", расположенным на лицевой панели блока ПРВЧ осциллограф;
3) установить частоту генератора равной базовой частоте + 2 кГц;
4) включить АКА-16 ПРМ в режиме "Готов";
5) изменяя напряжение сигнала на выходе генератора, добиться начала ограничения сигнала на выходе ПРВЧ (гнездо "ВЫХ" на лицевой панели блока ПРВЧ);
6) измеренное милливольтметром напряжение соответствует чувствительности АКА-16 ПРМ. Чувствительность должна быть минус (22±1) дБ.
Проверка избирательности
Проверка избирательности проводится в следующей последовательности:
1) подключить к контрольным гнездам "ВЫХ", расположенным на лицевой панели блока ПРВЧ милливольтметр;
2) включить АКА-16 ПРМ в режиме "Готов";
3) измерить собственные шумы приемного тракта;
4) подключить к линейному ВЧ-входу АКА-16 ПРМ генератор ГСВЧ;
5) установить напряжение сигнала на выходе генератора равным (4±1) В;
6) постепенно приближать частоту генератора к частоте канала до появления сигнала на выходе ПРВЧ с уровнем, превышающим шумы на (4±1) дБ;
7) снять характеристику канала приема, поддерживая постоянным напряжение на выходе ПРВЧ с помощью аттенюатора генератора;
8) по снятой характеристике определить ослабление сигнала при отстройке от ближнего края номинальной полосы частот на 6 кГц. Избирательность АКА-16 ПРМ должна быть не менее 80 дБ при отстройке от ближнего края номинальной полосы частот на 6 кГц и более.
Листинг программного обеспечения блока приёмника
Программа, задающая алгоритм работы процессора приведена в приложении 4
Безопасность проекта
Основные опасные факторы рабочего места при работе с ЭВМ [1] связаны с эксплуатацией оргтехники: компьютеров, принтеров и т.п. Труд оператора ЭВМ характеризуется отсутствием воздействия высоких уровней распространённых на производстве вредных факторов (пыль, вибрация,...), но на них влияет излучение, исходящее от мониторов, органы зрения находятся в постоянном напряжении.
При длительной работе за видеотерминалом у человека могут возникать: напряжение зрительного аппарата, общая усталость, раздражительность, нарушение сна, болезненные ощущения в глазах, головные боли, а также боли в пояснице, в области шеи и кистей рук. Отсюда возникают требования к безопасности рабочего места оператора, т.е. к микроклимату помещения, освещенности, техническим характеристикам используемой ЭВМ (в основном – дисплея), а также электро- и пожаробезопасности.
Электробезопасность
В соответствии с [2] электробезопасность – это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги и статического электричества.
Электрические установки, к которым относится практически все оборудование ЭВМ, представляют для человека большую потенциальную опасность, так как в процессе эксплуатации или проведения профилактических работ человек может коснуться частей, находящихся под напряжением. К числу опасных и вредных производственных факторов относятся повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека, повышенный уровень статического электричества, электромагнитных излучений, повышенную напряженность электрического и магнитного полей.
В отличие от других источников опасности электрический ток нельзя обнаружить без специального оборудования и приборов, поэтому воздействие его на человека чаще всего неожиданно.
При прохождении через тело человека ток оказывает термическое, биологическое и электролитическое действия. Следствия воздействия электрического тока на тело человека приведены в таблице 1.1.
Таблица 5.1 Воздействие электрического тока на тело человека
| Вид воздействия | Следствие | Виды электротравм |
| Термическое | Ожоги отдельных участков тела, нагрев внутренних органов | Электрический ожог, электрический знак, металлизация кожи. |
| Биологическое | Разложение и возбуждение живых тканей, судорожное сокращение мышц | Механические повреждения |
| Электролитическое | Разложение крови и других жидкостей, нарушение их физико-химического состава | Электрический удар |
Основные причины поражения электрическим током:
· Случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям, находящимся под напряжением;
· Появление напряжения на металлических конструктивных частях электрооборудования;
· Появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых работают люди, вследствие ошибочного включения;
· Возникновение шагового напряжения на поверхности земли в результате замыкания провода на землю.
· Выполнение работы осуществлялось на ПЭВМ подключенной к сети переменного тока с напряжением 220 В.
Для защиты от поражения электрическим током при повреждении изоляции должны выполнятся следующие защитные меры:
· Заземление;
· Зануление;
· Защитное отключение;
· Выравнивание потенциала;
· Система защитных проводов;
· Изоляция нетоковедущих частей;
· Электрическое разделение сети;
· Малое напряжение;
· Контроль изоляции;
· Компенсация токов замыкания на землю.
Согласно [3] защитное заземление или зануление должно обеспечивать защиту людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции. Защитное заземление следует выполнять преднамеренным электрическим соединением металлических частей электроустановок с «землей» или ее эквивалентом. При проектировании производственных зданий лучше использовать контурное заземление, т.к. ток через человека, касающегося корпуса, меньше, чем при выносном, внутри контура прокладывают горизонтальные полосы, которые дополнительно выравнивают потенциалы внутри контура. В качестве искусственного заземлителя используют стальные стержни. Вертикальные заземлители соединить стальной шиной и приварить к каждому заземлителю. В здании проложить магистраль заземления, к которой присоединяются заземляющие провода. Магистраль заземления соединяется с заземлителем не менее чем в двух местах.
Расчет заземления:
Сопротивление одиночного вертикального электрода:
Rв=p1/2pl·(Ln(2l/d)+0,5((4t+l)/(4t-l))) (5.1)
где t-расстояние от середины заземлителя до поверхности грунта
l-длина стержневого заземлителя
d-диаметр стержневого заземлителя
р1=р·y
где р-удельное сопротивление грунта
y-коэффициент сезонности
Принимаем: t=2,00м; l=2,5м; d=0,06м; р=100 Ом·м – суглинок; y=1,5.
Получаем: Rв=48,1 Ом.
Сопротивление стальной полосы, соединяющей стержневые заземлители.
Rn=p1/(2pl) ·Ln(l/d·t) (5.2)
l=164м
Получаем: Rn=1,8 Ом.
Ориентировочное число одиночных стержневых заземлителей.
n=Rв/([r3] ·hв) (5.3)
где [r3]-допустимое по нормам сопротивление заземляющего устройства
hв- коэффициент использования вертикальных заземлителей
Принимаем [r3]=4 Ом согласно «Правила установки электроустановок»; hв=1
Получаем n=12шт.
Принимаем расположение вертикальных заземлителей по контуру с расстоянием между смежными заземлителями 2l.
Необходимое число вертикальных заземлителей
n=Rв/([r3] ·hв)
где hв=0,66-действительное значение коэффициента использования
Получаем n=18шт.
Общее сопротивление заземляющего устройства
R=Rв·Rn/(Rв·hг+Rn·hв·n) (5.4)
hг=0,39-коэффициент использования горизонтального заземлителя
Получаем R=2,2 Ом
Расчет выполнен правильно т.к. выполняется условие R£[r3].
В «Правилах установки электроустановок» сопротивление заземления нормируется и в установках напряжением до 1000В сопротивление заземляющего устройства должно быть не выше 4 Ом. Действующее сопротивление заземляющего устройства 2 Ом.
При эксплуатации ЭВМ запрещается:
· включать ЭВМ при неисправной защите электропитания;
· подключать и отключать разъемы кабелей электропитания и блоков вентиляции при поданном напряжении электросети;
· заменять съемные элементы под напряжением;
· производить пайку аппаратуры, находящейся под напряжением;
· снимать щиты, закрывающие доступ к токоведущим частям;
· пользоваться электроинструментами с напряжением 36В и выше с незаземленными корпусами.
При правильной эксплуатации электроустановок и использовании соответствующих средств защиты риск поражения электрическим током сводится к минимуму.
Для предотвращения поражения электрическим током в организации согласно [4] должны проводится следующие мероприятия:
Компьютеры подключаются к сети с помощью трёхполюсных вилок, причем центральный контакт вилки надежно заземляется.
При эксплуатации электрооборудования рабочее место должно быть оборудовано так, что бы исключалась возможность прикосновения служащих к токоведущим устройствам, шинам заземления, батареям отопления, водопроводным трубам.
Обслуживающий персонал должен пройти инструктаж по технике безопасности на рабочем месте.
Осуществляется профилактическая проверка отсутствия напряжения, отключение неисправного оборудования и наложение заземления.
Пожарная безопасность
В современных офисах очень высокая плотность размещения офисной техники. В непосредственной близости друг от друга располагаются соединительные провода и коммутационные кабели. При протекании по ним электрического тока может выделяться значительное количество теплоты, что может привести к повышению температуры до 90-120 градусов Цельсия. При этом возможно оплавление изоляции соединительных проводов, их оголение и, как следствие, короткое замыкание, которое сопровождается искрением, ведет к быстрому нагреву и перегрузкам электрических сетей. Это может вызвать возгорание близлежащих легковоспламеняющихся веществ.
В соответствии с [5] пожарная безопасность объекта должна обеспечиваться системой предотвращения пожара, системой противопожарной защиты, организационно-техническими мероприятиями.
По классификации [6] рассматриваемое помещение по взрыво- и пожаробезопасности относится к самой безопасной категории Д («Помещения с негорючими веществами и материалами в холодном состоянии»).
Противопожарная защита помещения обеспечивается применением автоматической установки пожарной сигнализации, а также применением основных строительных конструкций здания с регламентированными пределами огнестойкости.
В рамках организационно-технических мероприятий выполняются следующие правила:
запрещается курение в помещении и применение открытого огня;
запрещается хранение на рабочем месте ЛВЖ в неприспособленной таре;
запрещается использование неисправного электрооборудования;
по окончании работы полностью обесточивается все имеющееся электрооборудование.
Кроме того, в соответствии с нормами первичных средств пожаротушения при площади помещения, не превышающей 100 м2, в распоряжении персонала имеется углекислотный огнетушитель ОУ-5, предназначенный для тушения загорания различных веществ и электроустановок с напряжением до 10 кВ при температуре окружающего воздуха от –40 до +50 °С.
При возникновении пожара или другой чрезвычайной ситуации персонал офиса эвакуируется из помещения по специально разработанному (в соответствии с [6]) плану эвакуации, находящемуся в помещении.
Шум и вибрации
Шум является одним из наиболее распространённых в производстве вредным факторов. Действие шума не ограничивается воздействием на органы слуха, шум через нервные волокна передается в центральную и вегетативную нервные системы, а через них воздействует на внутренние органы. Нормальный уровень шума не должен превышать 50дБ. При уровне выше 120 дБ начинаются недопустимые условия. Сильный шум действует отрицательно не только на органы слуха, но и на весь организм в целом, в том числе и на нервную систему. Шум приводит к усилению утомляемости и резкому падению производительности труда.
Для снижения шума следует:
· ослабить шум самих источников, используя звукоизоляцию;
· снизить эффект суммарного воздействия отраженных звуковых волн;
· использовать архитектурные и технологические решения, направленные на изоляцию источников шума;
· располагать помещение вдали от источников шума и вибрации.
Основным источником шума на рабочем месте оператора ПЭВМ являются вентиляторы охлаждения, трансформаторы ПЭВМ и принтер.
Уровень шума от вентиляторов и трансформаторов не превышает 45 дБ (данные взяты из технического паспорта), уровень звуковой мощности принтера (в зависимости от модели принтера) составляет до 50 дБ, но он работает не постоянно. Следовательно, уровень шума на рабочем месте оператора ПЭВМ следует считать допустимым.
Вибрация на рассматриваемом рабочем месте не проявляется ввиду отсутствия каких-либо производственных механизмов или машин. Вибрация, создаваемая работающими вентиляторами, практически равна нулю.
Эргономичность проекта
5.3.1 Эргономические требования к рабочему месту
Конструкция рабочего места и взаимное расположение всех его элементов (сиденье, органы управления, средства отображения информации) соответствуют антропометрическим, физиологическим и психологическим требованиям, а также характеру работы.
Данная конструкция рабочего места обеспечивает выполнение трудовых операций в пределах зоны деятельности моторного поля. Зоны досягаемости моторного поля в вертикальных и горизонтальных плоскостях для средних размеров тела человека приведены на рисунке 1.1. Выполнение трудовых операций “часто” и “очень часто” обеспечивается в пределах зоны досягаемости и оптимальной зоны моторного поля, приведенных на рисунке 1.2 (зоны 1, 2).
Расположение средств отображения информации, в данном случае это дисплей ЭВМ соответствуют [14].
 |
Рис. 5.2. Зоны досягаемости и оптимальной зоны моторного поля
Уровень шума согласно [9] на рабочих местах с использованием устройств для исследований, разработок, конструирования, программирования и врачебной деятельности должен составлять до 50 dB. Машины, применяемые в ходе работы, создают максимальный уровень шума до 35dB (по техническому паспорту), что соответствует [9].
Для снижения нагрузки на глаза дисплей должен быть установлен наиболее оптимально с точки зрения эргономики. Верхний край дисплея должен находится на уровне глаз, а расстояние до экрана около 40 см, что укладывается в рамки от 28 до 60 см. Мерцание экрана происходит с частотой fмер = 85 Гц, что соответствует условию fмер > 70 Гц.
Рабочие места в лаборатории расположены перпендикулярно оконным проемам, это сделано с той целью, чтобы исключить прямую и отраженную блесткость экрана от окон и приборов искусственного освещения, которыми являются лампы накаливания, т.к. газоразрядные лампы при работе с дисплеями применять не рекомендуется (с целью снижения нагрузки на глаза).
Визуальные эргономические параметры ВДТ (видеодисплейных терминалов) являются параметрами безопасности, и их неправильный выбор приводит к ухудшению здоровья пользователей. Конструкция ВДТ, его дизайн и совокупность эргономических параметров должны обеспечивать надежное и комфортное считывание отображаемой информации. Корпус ВДТ и ПЭВМ, клавиатура и другие блоки и устройства ПЭВМ должны иметь матовую поверхность одного цвета с коэффициентом отражения 0,4 - 0,6 и не иметь блестящих деталей, способных создавать блики. Экран видеомонитора должен находиться от глаз пользователя на оптимальном расстоянии 600-700 мм, но не ближе 500 мм с учетом размеров алфавитно-цифровых знаков и символов.
Конструкция клавиатуры должна предусматривать:
исполнение в виде отдельного устройства с возможностью свободного перемещения;
опорное приспособление, позволяющее изменять угол наклона поверхности клавиатуры в пределах от 5 до 15 градусов;
высоту среднего ряда клавиш не более 30 мм;
расположение часто используемых клавиш в центре, внизу и справа, редко используемых - вверху и слева;
выделение цветом, размером, формой и местом расположения функциональных групп клавиш;
минимальный размер клавиш - 13 мм, оптимальный - 15 мм;
клавиши с углублением в центре и шагом 19 ± 1 мм;
расстояние между клавишами не менее 3 мм;
одинаковый ход для всех клавиш с минимальным сопротивлением нажатию 0,25 Н и максимальным - не более 1,5 Н;
звуковую обратную связь от включения клавиш с регулировкой уровня звукового сигнала и возможности ее отключения.
Конструкция рабочего стола должна обеспечивать оптимальное размещение на рабочей поверхности используемого оборудования с учетом его количества и конструктивных особенностей (размер ВДТ и ПЭВМ, клавиатуры и др.), характера выполняемой работы. При этом допускается использование рабочих столов различных конструкций, отвечающих современным требованиям эргономики.
Конструкция рабочего стула (кресла) должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей позы при работе на ВДТ и ПЭВМ, позволять изменять позу с целью снижения статического напряжения мышц шейно-плечевой области и спины для предупреждения развития утомления.
Для обеспечения оптимальной работоспособности и сохранения здоровья профессиональных пользователей, на протяжении рабочей смены должны устанавливаться регламентированные перерывы.
Экологичность проекта
Экологическое воздействие системы на природную среду может быть связано с выбросами вредных веществ, тепловым или шумовым загрязнением, излучениями. В данном дипломном проекте можно выделить лишь три последних фактора, действующих только в пределах помещения.
Ионизационное излучение:
В процессе выполнения дипломной работы на ЭВМ и при эксплуатации программы человек подвергается воздействию ионизационного излучения, которое поступает с дисплея компьютера.
Излучение дисплея достигает нормируемых значений радиационного фона 60 мкР/час, уже на расстоянии 2 см от экрана. В целях дополнительной защиты на дисплей надет фильтрующий экран, снижающий величину дозы облучения. Таким образом, получаемая оператором доза ионизационного облучения не наносит вреда для организма человека.
Электромагнитное излучение
В соответствии с [14], пользователь персонального компьютера при работе с дисплеем подвергается воздействию низкоэнергетического рентгеновского и ультрафиолетового излучения, электромагнитному излучению, статического электричества, поэтому расстояние от одного дисплея до другого должно быть не менее 2,0 м в направлении тыла, а расстояние между боковыми поверхностями не менее 1,2 м. Экран видеомонитора должен находиться от глаз пользователя на расстоянии 600-700 мм, но не ближе 500 мм.
В помещении лаборатории расположение персональных компьютеров удовлетворяет вышеперечисленным требованиям.
Статическое электричество
Для предотвращения образования статического электричества и защиты от него в помещении необходимо использовать нейтрализаторы и увлажнители, а полы должны иметь антистатическое покрытие.
Защита от статического электричества должна проводиться в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами допускаемой напряженности электростатического поля. Допускаемые уровни напряженности электростатических полей не должны превышать 20 кВ в течение 1 часа.
Чрезвычайные ситуации
В данном разделе представлен материал на тему «Основные конструктивные методы защиты радиоэлектронной аппаратуры от воздействия сильных электромагнитных излучений.
Приступая к эксплуатации средств вычислительной техники пользователю желательно знать, какие нарушения работоспособного состояния полупроводниковых приборов и типовых схем могут возникнуть при воздействии различных видов ионизационного излучения, являются ли они временными (обратимыми) или постоянными (необратимыми).
В первом приближении эффекты от воздействия ионизационного излучения можно рассматривать независимо, тем более что в реальных условиях на схему сначала действует гамма-импульс, а затем с определенным временным сдвигом — нейтронный импульс.
Ионизация, обусловленная действием гамма импульса, оказывает влияние на работу, например, интегральной схемы благодаря одному из трех механизмов: возникновению фототоков, протекающих через обратносмещенные переходы, полному нарушению работы транзистора и ухудшению свойств поверхности.
Фототоки, протекающие в цепях, могут приводить к появлению сигнала помехи на выходе схемы длительностью от нескольких наносекунд до сотен миллисекунд в зависимости от времени восстановления элементов схем. Может также произойти полное нарушение работоспособности транзисторов, например, в ИС с изоляцией p — n-переходами из-за того, что переход между коллектором и подложкой во время действия гамма импульса становится проводящим. Полное нарушение работоспособности схемы может также возникнуть из-за того, что соответствующие элементы становятся проводящими и могут пропускать неограниченный ток через переходы в режиме насыщения. При этом могут возникнуть как вторичный пробой, так и выгорание металлизации или перегорание токопроводящих цепей.
Воздействие нейтронов, в свою очередь, также полностью нарушает работоспособность схем из-за недопустимой деградации параметров приборов, либо приводит к временным отказам, обусловленным ионизацией из-за действия нейтронов или отжига нестабильных структурных повреждений. Накопление поверхностного заряда или образование зарядов в окружающей атмосфере также приводит к деградированию параметров полупроводниковых приборов.
Каждый из типов аппаратуры требует конкретного комплекса мероприятий, сущность которых раскрыта ниже в изложении методов повышения и обеспечения стойкости РЭА к действию ЭМИ: конструкционных, схемотехнических, структурно-функциональных.
Рассмотрим подробнее конструкционные методы. Общий принцип конструкционных методов защиты от ЭМИ состоит в улучшении экранирования кабелей, аппаратуры, выбора наилучших схем заземления для каждого конкретного случая.
Экранирование является наиболее радикальным и, можно сказать, единственным эффективным способом защиты проводных линий. Оно позволяет одновременно решать следующие задачи: уменьшать опасные напряжения, наводимые в линиях под действием ЭМИ, а также уровни полей, проникающих в экранированные блоки по линиям связи. При использовании экранированных проводных линий следует учитывать, что эффективность экранирования в значительной степени зависит от места присоединения экранирующей оплетки к системе заземления объектов и качества этих соединений. Применение экранирующей оболочки, не соединенной с заземлением, не дает практически экранирующего эффекта. Это объясняется тем, что в данном случае в оболочке не возникают токи, поле которых могло бы уменьшить магнитную составляющую ЭМИ.
Помимо экранирования для уменьшения амплитуды напряжений, действующих в соединительных линиях в результате воздействия ЭМИ, следует выполнять эти связи с помощью симметричных линий. Симметрирование заключается в скручивании с определенным шагом проводов линии для выравнивания параметров каждого из них по отношению к земле. В этом случае напряжение, действующее на нагрузке, равно разности напряжений, наведенных ЭМИ в прямом и обратном проводах линии, и тем меньше, чем меньше отличаются полные сопротивления этих проводов относительно земли или экранной оболочки линии.
Значительное снижение влияния напряжений и токов, наводимых ЭМИ в соединительных линиях на элементы аппаратуры, достигается применением гальванического разделения внутренних и внешних линий связи. В качестве элементов гальванического разделения могут быть использованы трансформаторы, датчики Холла и т. д.
В настоящее время разработан ряд защитных устройств для защиты электроснабжения, управления и связи от наводок ЭМИ [11,12]. Однако эти защитные стройства имеют ограниченную пропускную способнность. При создании защитных устройств на токи до нескольких десятков килоампер, основанных на традиционных принципах работы, последние имеют большие габаритные размеры. В этих случаях особенно перспективны защитные устройства на базе сверхбыстродействующих взрывных коммутаторов [12].
Простым и эффективным способом этой экранировки является размещение всего электронного оборудования в металлической оболочке (экране). Правильно рассчитанная оболочка становится весьма эффективным экраном, защищающим от внешних генерируемых шумов и возмущений. Однако она не может снизить шумы, генерированные источниками, находящимися внутри металлической оболочки. Для снижения внутренних генерируемых возмущений могут быть применены различные заземляющие схемы. Если ввод в экранирующую оболочку выполнен неправильно, экранировка и заземление бесполезны. Таким образом, заземление, экранировку и прокладку кабелей рассматривают как различные аспекты одной и той же проблемы [15,16]
РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
Для создания программного обеспечения использовался персональный компьютер, монитор SyncMaster 753DFX и CD-RW NEC-7700 для записи пакета программ на лазерный диск. Перечисленное оборудование находится на балансе конторы разработчика и подготовка не требует больших затрат на приобретение компьютера и прочих устройств, эти затраты войдут в стоимость в качестве амортизационных отчислений. Для того, чтобы спроектировать ВЧ-канал связи и цифровой приёмник необходимо затратить определенное количество материальных, трудовых и денежных средств в виде макетов и макетных плат. Эти затраты составляют себестоимость проектируемого АКА ПРМ ПВЗУ-Е, программного обеспечения и являются издержками производства.
РАСЧЕТ МАТЕРИАЛЬНЫХ ЗАТРАТ
Материальные затраты состоят из затрат на основные и вспомогательные материалы, а также на покупные детали и полуфабрикаты, и рассчитываются по формуле
МЗ = Зом + Звм + Зпд и п + ТЗР, (6.1)
где МЗ – материальные затраты, руб.;
Зом – стоимость основных материалов, руб.;
Звм – стоимость вспомогательных материалов, руб.;
Зпдип – стоимость покупных деталей и полуфабрикатов;
ТЗР – транспортно-заготовительные расходы, руб. В качестве основных материалов для написания программы можно считать программное обеспечение. Итого: два диска с ПО по цене 75 рублей за штуку, то есть суммарные затраты на основные материалы составили 130 руб.
В качестве полуфабрикатов можно указать компакт диск, на который записана окончательная версия программы и пакет прикладных файлов.
Зпд и п = 15 руб.
Транспортно-заготовительные расходы составляют порядка 5% от затрат на материалы и покупные изделия:
ТЗР = ( Звм + Зпд и п) · 0.05 = 9 руб.(6.2)
Таким образом, затраты на материалы и покупные изделия составляют: = 189 руб.
ЗАТРАТЫ НА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ
Для расчета затрат на электроэнергию необходимо для каждой единицы электрооборудования определять количество потребляемой мощности, количество часов работы и стоимость одного киловатт - часа электроэнергии.
Зэл = 
Ki · Pi · C · КЧРi , (6.6)
где Зэл – затраты на электроэнергию, руб.;
N – количество – оборудования;
Ki – количество единиц i-го оборудования;
Pi – потребляемая мощность i-го прибора, кВт/час.;
КЧРi – количество часов работы i-го оборудования;
С – стоимость одного киловатт/часа электроэнергии (1.263 руб.) в соответствии c постановлением Свердловского Областного Правительства от 11.12.2002 г. за №379/ПК Екатеринбург «О тарифах электроэнергии для населения»
Затраты приведены в ТАБЛИЦЕ 6.2
ТАБЛИЦА 6.2
| Наименование | Марка | Количество, шт. | Потребляемая мощность, Вт | Время работы, час | Затраты, руб. |
| Компьютер | Duron 750 | 1 | 50 | 120 | 7.58 |
| Монитор | SyncMaster 753DFX | 1 | 80 | 120 | 12.13 |
| Лампа накаливания | --- | 2 | 200 | 80 | 20.21 |
| Итого | 39.91 |
Потребляемая мощность взята из документации на приборы.
Итоговые затраты на электроэнергию составляют:
Зэл = 39 руб. 91 коп.
АМОРТИЗАЦИОННЫЕ ОТЧИСЛЕНИЯ
Расчет амортизационных отчислений производится по формуле 8:
Сам = Σ N ПСi * КЧРi/i = 1 РРi
где: Сам – сумма амортизационных отчислений, руб.;
N – количество оборудования;
ПСi – первоначальная стоимость i-го оборудования, руб.;
КЧРi – количество часов работы i-го оборудования;
РРi – ресурс работы i-го оборудования, час.
Из постановления правительства Российской Федерации от 1 января 2002 года “О классификации основных средств, включаемых в амортизационные группы” ресурс работы компьютерного оборудования составляет 3 - 5 лет. Пусть ресурс работы перечисленного ниже оборудования составляет 3 года 5 месяцев, что соответствует примерно 30000 часам.
Результаты расчета приведены в таблице 6.3
Таблица 6.3 Амортизационные отчисления.
| Наименование | Марка | Коли- чество | Пс, руб. | РР, час. | КЧР, час | Затраты, руб. |
| Компьютер | Duron 750 | 1 | 22000 | 30000 | 120 | 88 |
| Монитор | SyncMaster | 1 | 5000 | 30000 | 120 | 20 |
| Итого: | 108 | |||||
Амортизационные отчисления составили:
Сам = 108 руб. 00 коп.
НАКЛАДНЫЕ РАСХОДЫ
Накладные расходы включают расходы на управление и хозяйственное обслуживание, которые относятся ко всем работам, выполняемым в организации НИР, и составляют 150% от основной ЗП и общезаводские расходы, которые составляют 50% от основной ЗП.
Знр = ЗПосн · (1.5 + 0.5), (6.8)
Знр = 3806 руб. 72 коп.
КАЛЬКУЛЯЦИЯ ЗАТРАТ
Таблица 6.4
| Статья расходов | Сумма расходов |
| 1. Материальные затраты | 189,00 |
| 2. Основная заработная плата | 1903,39 |
| 3.Дополнительная заработная плата | 285,51 |
| 4. Социальные выплаты | 788,04 |
| 5. Затраты на электроэнергию | 39,91 |
| 6. Амортизационные отчисления | 108,00 |
| 7. Накладные расходы | 3806,72 |
| Итого,руб: | 7111,78 |
Таким образом, общая сумма затрат на научно-исследовательскую разработку составила:
ЗАТРАТЫ = 7111 руб. 78 коп.
Вывод: Приведённые выкладки, призваны показать руководителю предприятия или фирмы, какая часть работы составит основные расходы при разработке программного продукта для частичной модернизации аппаратуры релейных защит и противоаварийной автоматики. Учитывая общие затраты на создание АКА РЗ и ПА приведённые затраты являются экономически целесообразными и обоснованными в свете общего перехода связной аппаратуры от аналоговой формы к цифровой.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
/* ADSP-2191 interrupt vector table */
/* locations based upon default interrupt priority at reset. */
/* peripheral mapping to specific interrupts is user-definable. */
/* define external and global variables & labels */
EXTERN start;
//#include "def2191.h"
//.section/pm seg_ivt;
section/pm IVreset;
/* RESET: 0x000 - 0x01F */
JUMP start;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
/* powerdown: 0x020 - 0x03F */
.section/pm IVpwrdwn;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
/* loop & PC stack: 0x040 - 0x05F */
.section/pm IVstackint;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
/* Emulator Kernel/single step: 0x060 - 0x07F */
.section/pm IVkernel;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
/* Host Port DMA: 0x080 - 0x09F */
//.section/code IVint4;
// RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
// RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
/* SPORT0 Receive: 0x0A0 - 0x0BF */
//.section/code IVint5;
// RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
// RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
/* SPORT0 Transmit: 0x0C0 - 0x0DF */
//.section/code IVint6;
// RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
// RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
/* SPORT1 Receive: 0x0E0 - 0x0FF */
//.section/code IVint7;
// RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
// RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
/* SPORT1 Transmit: 0x100 - 0x11F */
.section/code IVint8;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
/* SPORT2 Receive or SPI0: 0x120 - 0x13F */
.section/code IVint9;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
/* SPORT2 Transmit or SPI1: 0x140 - 0x15F */
.section/code IVint10;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
/* UART Receive: 0x160 - 0x17F */
.section/code IVint11;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
/* UART Transmit: 0x180 - 0x19F */
.section/code IVint12;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
/* Timer A: 0x1A0 - 0x1BF */
.section/code IVint13;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
/* Timer B: 0x1C0 - 0x1DF */
.section/code IVint14;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
/* Timer C, PF Interrupt 0 & 1, Memory DMA: 0x1E0 - 0x1FF */
.section/code IVint15;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI; RTI;
/*row.dsp*/
/*
*******************************************************************
*
* input: sr1 - input sample
* ouput: dm(wns), dm(result), dm(result2);
* shifted: ar, ax0, ax1, ay0, ay1, mx0, mx1, my0, my1, mr
*
*******************************************************************
*/
#include "def2191.h"
#define nsecs 3
#define datalen 2*nsecs+2
#define coeflen 5*nsecs
//nsecs
#define sftcnt 1
#define Buflen 50
#define Hilb_len 102
#define nflt 1
.section/dm seg_dmdata;
.var result[1];
.var result2[1];
.var rowoutput[1], fkoutput[1], n_1;
//.var wns[datalen*nflt];
.var wns[datalen];
.var CurBuffer;
.var Buffer1[Buflen];
.var Buffer2[Buflen];
.var Buffer3[Buflen];
.var Buffer4[Buflen];
.var BufferF1[4*Buflen];
.var BufferOut[16];
.var BufferOutPtr=BufferOut;
.var row_output;
.var Filt2Buf[6];
.var Filt3Buf[6];
.var ptr_Filt2Buf;
.var ptr_Filt3Buf;
.var ptr_FreqPhase;
.var PredResult;
.section/pm seg_pmdata;
/* Config Start Start DMA Next descriptor
word page address count pointer
------ ------ ------ ----- ------
*/
.var _RD_DMA_CONFIG1[5] = 0x8001, 0x0010,Buffer1, Buflen
_RD_DMA_CONFIG2;
.var _WR_DMA_CONFIG1[5] = 0x8003, 0x0000,Buffer1, Buflen,
_WR_DMA_CONFIG2;
.var _RD_DMA_CONFIG2[5] = 0x8001, 0x0010,Buffer2, Buflen,
_RD_DMA_CONFIG3;
.var _WR_DMA_CONFIG2[5] = 0x8003, 0x0000,Buffer2, Buflen,
_WR_DMA_CONFIG3;
.var _RD_DMA_CONFIG3[5] = 0x8001, 0x0010,Buffer3, Buflen,
_RD_DMA_CONFIG4;
.var _WR_DMA_CONFIG3[5] = 0x8003, 0x0000,Buffer3, Buflen,
_WR_DMA_CONFIG4;
.var _RD_DMA_CONFIG4[5] = 0x8001, 0x0010,Buffer4, Buflen,
_RD_DMA_CONFIG1;
.var _WR_DMA_CONFIG4[5] = 0x8003, 0x0000,Buffer4, Buflen,
_WR_DMA_CONFIG1;
.section/pm seg_pmdata;
//.var gain = "dat\gain25.DAT";
//.var coeff[coeflen*nflt]="1140.DAT";
#include "lpf.dsp";
#include "hilbert.dsp"
.section/dm seg_dmdata;
.var lpf[2];
.var n_2;
.var Uinp;
.section/pm seg_pmdata;
//.var Porog[2]={0x03D8,0x7C28};
.VAR coeff1 [coeflen]="Dat\280_el4.dat";
.var Porog1 [5]={0x7f,0xe7,0x17f,0x1e7,0x23f};
.var Porog2 [5]={0x01c,0x02a,0x040,0x070,0xae};
/*.var Coeff2a[11]="Dat\20k_2.dat";
.var Coeff2b[11]="Dat\19_5k_2.dat";
*/.var Coeff2c[10]="dat\17_4k.dat"; //="Dat\19k_2.dat";
/*.var Coeff2d[11]="Dat\18_5k_2.dat";
.var Coeff2e[11]="Dat\18k_2.dat";
.var Coeff3a[6]="Dat\19k_1.dat";
.var Coeff3b[6]="Dat\18k_1.dat";
*/.var Coeff3c[5]="dat\x.dat"; /*="Dat\20k_1.dat";
.var Coeff3d[6]="Dat\18_5k_1.dat";
.var Coeff3e[6]="Dat\19_5k_1.dat";
*/
//.var Fir_flt[1001*2]="Dat\fir.dat";
.section/pm IVint4;
ena sr;
dis int;
mx1=iopg;
mx0 = 0x8001;
mr1 = 0x1;
my0=dmpg1;
dmpg1=0;
//ax0 = 0x1;
/* write the Configuration words for the 2nd transfer, setting the Ownership and DMA enable bits */
iopg = Memory_DMA_Controller_Page;
my1 = 0x8003;
io(DMACW_IRQ) = mr1; /* writing a 1 to this register clears the interrupt */
dm(_RD_DMA_CONFIG1)= mx0;
dm(_WR_DMA_CONFIG1)= my1;
io(DMACW_CPR) = mr1; /* Set the descriptor ready bit in both Write and Read channels */
io(DMACR_CPR) = mr1; /* to signal to the DMA engine that the ownership bit has been set */
dm(_RD_DMA_CONFIG2)= mx0;
dm(_WR_DMA_CONFIG2)= my1;
dm(_RD_DMA_CONFIG3)= mx0;
dm(_WR_DMA_CONFIG3)= my1;
my1 = 0x8007;
dm(_RD_DMA_CONFIG4)= mx0;
dm(_WR_DMA_CONFIG4)= my1;
//io(DMACW_CFG) = mx0;// /* enable DMA in both channels */
//io(DMACR_CFG) = mx0;//
iopg=mx1;
rti(db);
dmpg1=my0;
ena int;
.section/pm seg_pmcode;
.global ini_row,row,Start_DMA;
#define nsecs1 3
.global External_Port_Init;
External_Port_Init:
IOPG = External_Memory_Interface_Page;
ax0=0x38;
// ax1=b#0000000100010010;
ax1=b#0000001011100100;
// ax1=b#0000001111110110;
// || | ++++++---waitstates(2-0 for rd, 5-3 for wr),WaitStateMode (bits 7-6)
// || ++---------00-only ACK, 01 - Only waitStates 10 - both, 11 one of
// |+++-----------ClockDividerSelect bits 10-8: 000=1 : 101=32;
// +--------------WriteHoldEnable if 1 - enables extend the write data hold time by one cycle
IO(EMICTL)=ax0;
ax0=b#0000000001001001;
// ax0=b#0000110111111111;
IO(MS0CTL)=ax1;
IO(MS1CTL)=ax0;//ax1
IO(MS2CTL)=ax0;
IO(IOMSCTL)=ax0;
ax1=0x4001;
IO(MS3CTL)=ax0;
ax0=0xc080;
io(MEMPG10)=ax1;
io(MEMPG32)=ax0;
rts;
Start_DMA:
iopg = Memory_DMA_Controller_Page;
РЕФЕРАТ
Целью дипломной работы является разработка функциональной схемы блока приемника цифровой системы передачи информации высокочастотным каналом связи по высоковольтным линиям электропередачи.
Работа посвящена вопросу перехода от аналоговой к цифровой форме обработки сигнала, в уже существующих образцах ВЧ аппаратуры релейной защиты и противоаварийой автоматики (РЗ и ПА), используемой в энергетических системах России. В техническом задании требуется разработать функциональную схему цифрового приёмника ВЧ сигнала с сохранением преемственности параметров с прежней аппаратурой, т.е. конструктивно блок приемника сопрягается с остальными блоками аппаратуры РЗ и ПА, но обладает рядом достоинств присущих цифровой аппаратуре, выгодно отличающих её от аналоговой.
На данном этапе создан экспериментальный образец, который проходит лабораторные испытания.
Внедрение разработанного приемника позволит унифицировать блок аппаратуры релейной защиты и противоаварийной автоматики (РЗ и ПА). Что повысит удобство и эффективность работы с ней при изменении конфигурации линии электропередачи.
В пояснительной записке содержится 75 страниц.
СОДЕРЖАНИЕ
РЕФЕРАТ
ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ
СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОРГАНИЗАЦИЯ ВЧ – КАНАЛА СВЯЗИ ПО ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ ЛИНИЯМ
1.1 Конструктивные особенности линий электропередачи
1.2 Структура канала связи
1.3 Особенности ВЧ связи по ВЛ
1.4 Характеристики каналов ВЧ связи
1.5 Уровни помех и линейных затуханий
1.5.1 Электрические помехи в каналах ВЧ связи по ВЛ
1.5.2 Линейные затухания в ВЧ тракте.
1.5.3 Минимальный уровень принимаемого сигнала
2. РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ БЛОКА ПРИЕМНИКА
2.1 Общие сведения
2.2 Структурная схема цифрового приемника аппаратуры АКА-16 ПРМ
2.3 Линейный тракт приемника
2.4 Функциональная схема аппаратуры каналов автоматики АКА-16 ПРМ
3. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ И ПРОВЕРКА РАБОТЫ ОСНОВНЫХ
ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УЗЛОВ ПРИЕМНИКА
3.1 Оценка разрядности входного и выходного сигналов
3.2 Выбор элементов
3.3 Проверка работы модели на аппаратуре
4. ЛИСТИНГ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЛОКА ПРИЕМНИКА
4.1 Возможные неисправности и действия при их возникновении...
5. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА
5.1 Краткая характеристика проекта
5.2 Безопасность проекта
5.2.1 Электробезопасность
5.2.2 Пожарная безопасность
5.2.3 Микроклимат на рабочем месте
5.2.4 Освещенность на рабочем месте
5.2.5 Шумы и вибрации
5.3 Эргономичность проекта
5.3.1 Эргономические требования к рабочему месту
5.4 Экологичность проекта
5.4.1 Ионизационное излучение
5.4.2 Электромагнитное излучение
5.4.3 Статическое электричество
5.5 Черезвычайные ситуации
5.6 Вывод о безопасности и экологичности проекта
6. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА
6.1 Расчетное обоснование проекта
6.2 Расчет материальных затрат
6.3 Расчет основной заработной платы
6.4 Расчет дополнительной заработной платы
6.5 Затраты на социальные выплаты
6.6 Затраты на электроэнергию
6.7 Амортизационные отчисления
6.8 Накладные расходы
6.9 Калькуляция затрат
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Структурная схема цифрового приемника
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Функциональная схема АКА-16 ПРМ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Функциональная схема управления реле команд
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Фрагмент программного обеспечения ADSP-2191M
ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ
Таблица 1
| № | Наименование документа | Обозначение | Формат | Примечание |
| 1 | Пояснительная записка | 2007.3033.581 ПЗ | А4 | 80 листов |
| 2 | Схема организации ВЧ-канала связи по ВЛ. | 2007.3033.581 | А1 | 1 лист |
| 3 | Структурная схема многофункционального приёмопередатчика для ВЧ-канала связи по ВЛ. | 2007.3033.581 Э1 | А1 | 1 лист |
| 4 | Схема электрическая принципиальная блока ПРМ. | 2007.3033.581 Э3 | А1 | 1 лист |
| 5 | Общий вид блока ПРМ. | 2007.3033.581 ОВ | А1 | 1 лист |
| 6 | Печатная плата блока ПРМ. | 2007.3033.581 | А1 | 1 лист |
| 7 | Результаты анализа приёмного тракта | 2007.3033.581 | А1 | 1 лист |
Список условных сокращений
АЦП - аналого-цифровой преобразователь
БВ1 - блок вспомогательных устройств
БП - блок питания
ВЛ - высоковольтная линия
ВЧ - высокая частота
ГЕН - блок синтезаторов частот
ЖКИ - жидкокристаллический индикатор
ЗИП - комплект запасных частей, инструментов и принадлежностей
КЧ - контрольная частота
ЛФ - линейный фильтр
НЧ - низкая частота
ПА - противоаварийная автоматика
ПДПА - блок управления выходными реле
ПЗУ - постоянное запоминающее устройство
ПРВЧ - блок высокочастотного приемника
ПРТЧ - блок приемника тональных частот
ПРЦ - блок процессора
ПЭВМ - персональная электронно-вычислительная машина
РЭ - руководство по эксплуатации
ТО - техническое обслуживание
ТТЛ - транзисторно-транзисторная логика
УВЧ - усилитель высокой частоты
ФНЧ - фильтр низкой частоты
ШОУ - широкополосный операционный усилитель
ОБП - одна боковая полоса с подавлением несущей
АТП - аналоговый тракт приемника
БДК - блок дискретизации и квантования
Введение
Актуальность перевода приемной части аппаратуры релейных защит и противоаварийной автоматики на цифровую форму обработки вызвана несколькими причинами:
1. Заводом изготовителем прекращены поставки кварцевых фильтров 16-порядка ФП 204 с полосой пропускания 3.1 кГц, ввиду экономической нецелесообразности штучного производства дорогих и не технологичных приборов.
2. Современные цифровые технологии позволяют создавать на основе существующих линий дополнительные каналы управления, связи и диспетчерской сети.
3. Технологичность изготовления, компактность, малые габариты и снижение себестоимости при переходе на цифровые технологии, вот основные критерии, заставляющие вести работы в этом направлении.
В России использование линий электропередачи для связи началось почти одновременно с появлением самих ЛЭП. Этот вид связи является основным средством дальней межобъектной связи в энергетике.[1]
Низкие затраты на сооружение и эксплуатацию каналов ВЧ связи по ВЛ и высокая надёжность обусловили их широкое распространение в энергосистемах многих стран мира. Высокочастотная связь по ВЛ является разновидностью техники дальней связи и имеет много общего со связью по специальным воздушным, кабельным и радиорелейным линиям связи. Однако ВЧ связь по ВЛ обладает рядом особенностей, отличающих её от всех других видов дальней связи. В первую очередь это специфические условия распространения сигналов по многороводным неоднородным линиям больших габаритов, большие уровни электрических помех, вызванных наличием на проводах высокого напряжения промышленной частоты, необходимость в специальных устройствах для присоединения ВЧ аппаратуры к проводам ВЛ. и др. В силу этих особенностей ВЧ связь по ВЛ сформировалась как самостоятельная область техники. [1]
Высокочастотный канал связи используется, как правило, для сигналов релейных защит и противоаварийной автоматики и служебной телефонии. Релейная защита ВЛ предназначена для быстрого отключения линии при возникновении на ней повреждения, что необходимо для обеспечения нормальной работы остальной (неповреждённой ) части сети. Повреждённая линия должна быть отключена с обеих сторон. Потребители обычно получают электроснабжение не менее чем по двум линиям электропередачи. Поэтому при возникновении повреждения на одной ВЛ электроснабжение потребителя не нарушится, если повреждённая линия будет быстро отключена от остальной сети. При коротком замыкании между проводами или проводов на землю к месту КЗ течёт ток короткого замыкания. Чем больше мощность энергосистемы, тем больше ток КЗ и тем быстрее необходимо изолировать повреждённую линию от остальной сети высокого напряжения.
Устройства релейной защиты должны отличать повреждения на защищаемой линии, т.е. в зоне действия защиты, от повреждения на других линиях. Такие повреждения называются внешними. Применяемые в настоящее время устройства релейной защиты реагируют на изменения токов и напряжений промышленной частоты на концах защищаемой линии, т.е. в местах захода линии на шины подстанции. Трудности создания таких защит обусловлены тем, что токи при КЗ в различных точках сети могут изменяться в широких пределах в зависимости от режима работы сети в целом. В некоторых слуаях при внешних КЗ ток данной линии может быть больше, чем при КЗ на этой линии. На некоторых линиях минимальные токи КЗ могут быть меньше максимальновозможных токов нагрузки. Поэтому на одном из концов линии нельзя найти однозначных критериев, позволяющих отличить КЗ на защищаемой линии от внешних КЗ или от нормального режима.[1]
Задача выявления КЗ на защищаемой линии успешно решается, если обеспечен обмен информацией между двумя полукомплектами защиты, установленными по концам защищаемой линии. Информация между этими полукомплектами передаётся по каналу ВЧ связи создаваемого по фазным проводам той же линии. Релейные защиты линии, использующие канал ВЧ связи по ВЛ, называются высокочастотными.
Данная дипломная работа посвящена вопросу перехода от аналоговой к цифровой форме обработки сигнала, в уже существующих образцах ВЧ аппаратуры релейной защиты и противоаварийной автоматики, используемой в энергетических системах России, от аналоговой к цифровой форме обработки сигнала. В техническом задании требуется разработать функциональную схему цифрового приёмника ВЧ сигнала с сохранением преемственности параметров с прежней аппаратурой, т.е. конструктивно он сопрягается с остальными блоками аппаратуры РЗ и ПА, но обладает рядом достоинств присущих цифровой аппаратуре, выгодно отличающих её от аналоговой.
Дата: 2019-07-30, просмотров: 215.
