Порядок выполнения работы

1. Работа выполняется на стенде № 2. Возможны два вари­анта выполнения работы (конкретный вариант задается преподавателем): анализатор подключается к сети лаборатории напряжением 220 В, частотой 50 Гц, или к электронной модели сети с изменяющимся напряжением (стенд № 1 [3]). Соответственно стенд № 2 имеет две пары входных проводников, имеющих надписи "Сетъ" и "Модель". При выбранном варианте тумблер "Сеть-Модель" устанавливается в соответствующее положение.

2. Преподавателем задаются: время статистического анали­за отклонений напряжения Т; интервал выборки Т₀; интервал между уровнями срабатывания соседних пороговых элементов ΔU = 1 %, равный ширине разряда искомой гистограммы отклонений напряжения ΔV; номер порогового элемента, уровень срабатывания ко­торого соответствует номинальному напряжению сети; напряжение ступени регулирования трансформатора с РПН U_ст = 2,5 %; допустимый диапазон изменения отклонений напряжения V_доп = ± 5 %.

3. Стенды и 1 и 2 подключаются к сети. Входные провод­ники анализатора подключаются к сети или к выходу "Групповой график" стенда № 1.

4. Включается тумблер "Сеть". О включенном состоянии сигнализирует светодиод, установленный у тумблера.

5. Запускается (если выбран режим «Модель») электронная мо­дель контролируемой сети. Режим работы модели и варианты мо­делируемых процессов изменения напряжения задаются преподавателем.

6. Тумблер выборки устанавливается в соответствующее положение.

7. Нажатием на кнопку "Уст. 0" обнуляется содержимое счетчиков СТ 1 – 6. С этого момента начинается отсчет време­ни измерения Т.

6. После окончания измерений анализатор отключается от сети (модели) путем перевода тумблера "Сеть-Модель" в противоположное положение.

9. С помощью тумблера "Индикатор" включается индикатор, по которому путем поочередного нажатия на кнопки "Опрос счетчиков" определяется содержимое счетчиков СТ 1 – 6.

10. По содержимому счетчиков, с учетом известного интер­вала между уровнями срабатывания пороговых элементов соседних каналов ΔU и соответетаующего (также известного) расположе­ния уровней срабатывания элементов относительно номинального уровня напряжения, строится гистограмма отклонений напряжения V в контролируемой сети.

11. По гистограмме оценивается допустимость отклонений напряжения в контролируемой сети согласно ГОСТ 13103-67, а также делается вывод о необходимости регулировании напряжения в сети.

12. Выбирается необходимая ступень регулирования трансформатора с РПН, которая обеспечивает соответствующее ГОСТу качество напряжентя.

Построение и анализ гистограммы отклонений напряжения

После проведения измерений заполняется таблица 9.1.

Таблица 9.1

Результаты измерений и вычислений

Номер канала АОН и разряда гистограммы i	1	2	3	4	5	6
Содержимое счетчиков СТ ni
Число попаданий в i-тый разряд гистограммы mi

Связь между величинами m_i и n_i следующая:

m_i = n_i – n_(i+1). (9.2)

По данным таблицы 9.1 строится гистограмма отклонений напряжения (риc. 9.3).

Рис. 9.3. Гистограмма отклонений напряжения

Затем определяется полная выборка, отклонений напряжения:

. (9.3)

Если N = n₁, то это означает, что вся выборка N зафиксирована анализатором; при N > n₁ некоторая часть выборки отклонений осуществлялась при U_ВК < U_ср.1 и на была зафиксирована счетчиками СТ. Во втором случае стро­ится дополнительный нулевой разряд гистограммы (на риc. 9.3 показан пунктирной линией), причем

m₀ = N – n₁. (9.4)

Для оценки допустимости отклонений напряжения необходимо найти суммарную вероятность недопустимых отклонений, которая, согласно ГОСТ 13109-97, не должна превышать значения 0,05:

P(V_недоп) ≤ 0,05. (9.5)

Эта вероятность определяется по гистограмме следующим образом:

, (9.6)

где S₂ – площадь разрядов гистограммы за пределами допустимого диапазона отклонений напряжения;

S₁ – полная площадь гистограммы.

При выполнении оптимизации качества напряжения путем выбора другой ступени регулирования трансформатора гистограмма сдвигается вправо (при повышении напряжения) или влево (соот­ветственно понижении) относительно оси ординат на одну или несколько ступеней. В результате такой оптимизации необходимо добиться выполнения неравенства (9.5).