Analog signallarni raqamli qayta ishlash, ammo, optik transformatorlardan foydalanishga qaramasdan

I bob Signalning qayta tiklanish usuli

1. Tok signallarining shakli va kattaligining buzilishi sabablari yoki Kuchlanishi

Hammaga ma'lumki, butun energiya tizimi har bir elementi boshqalar bilan o'zaro bog'langan va doimiy ravishda ularga ta'sir qiladigan yagona butun tirik organizm sifatida ishlaydi. Yuklamaning kattaligi yoki uning tabiatidagi eng kichik o'zgarish ma'lum oqibatlarga olib keladi, masalan, elektr tokining chastotasidagi quvvat muvozanati va og'ishlarga olib keladi. Iste'mol va ishlab chiqarish rejimlarini rejalashtirishda biz qanday qilib idealga intilmaylik, har doim og'ishlar bo'ladi. Bitta savol - ularning o'lchami.
Xuddi shu narsa uzatiladigan tok va kuchlanish signallari uchun ham amal qiladi. Yuklamaning muhim qismi chiziqli bo'lmagan, bu elektr tarmoqlarida yuqori garmoniklarning paydo bo'lishining asosiy sababidir. Yuqori garmonikalar sinusoidal ravishda o'zgaruvchan to'lqinlar bo'lib, ular tok kuchlanish signallariga qo'shiladi va 50 Hz ga ko'paytiriladi. Aynan ular tok va kuchlanish signallarining ko'tarilish, pasayish va doimiy mavjudligi bilan shaklini buzadi.
Yuqori garmoniklarning manbai nafaqat chiziqli bo'lmagan yuklamalar, balki energiya tizimidagi vaqtinchalik jarayonlar ham bo'lishi mumkin. Har qanday kommutatsiya, qisqa tutashuv - bularning barchasi vaqtinchalik jarayonning bir turini va shuning uchun yuqori garmoniklarning paydo bo'lishiga olib keladi. Kommutatsiya turli garmoniklarning kuchlanish darajalariga boshqacha ta'sir qiladi.
Yuqori garmonikalar darajasiga turli omillar ta'sir qilishi mumkin, masalan, elektr uzatish liniyalarining uzunligi, elektr uzatish liniyalari soni, avtotransformatorlarning kuchi, kondansatörlarning mavjudligi, faol yukning kuchi, filtrlarning mavjudligi.
Yuqori garmoniklar elektr ta'minoti tizimlariga salbiy ta'sir ko'rsatadi, bu garmonik chastotalarda rezonanslarning paydo bo'lishi tufayli kuchlanish va toklarning oshishi bilan ifodalanadi; pasayish elektr energiyasini ishlab chiqarish, uzatish, taqsimlash, o'zgartirish va iste'mol qilish jarayonlarining samaradorligi; elektr jihozlarining izolyatsiyasining qarishi, bu eskirishning oshishiga va xizmat muddatini qisqartirishga olib keladi; rele himoyasi va avtomatlashtirish qurilmalarining noto'g'ri signallari.
Shuningdek, bu omillar magnit tizimning to'yinganligi jarayoniga va tok transformatorlari (TT) va kuchlanish (KT) o'lchash xatolarining ortishiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. TT tashqi doimiy magnit maydonga ta'sir qilganda, magnit kontur to'yingan bo'ladi va uning magnit o'tkazuvchanligi pasayadi. Bunday holda, birlamchi va ikkilamchi sariqlar orasidagi magnit aloqa zaiflashadi va TT salbiy xatoga ega bo'ladi.
O'ylab ko'ring, nega shunday qilib sodir bo'lmoqda. Sxema almashtirish TT va KT Odatda transformatorlarning klassik T shaklidagi ekvivalent sxemasi ko'rinishida ifodalanadi (1.1-rasm).

1.1-rasm - TT/KT ekvivalent sxemasi

bu erda 𝑍₁ - birlamchi cho`lg`amning ikkilamchi tomonga qisqartirilgan qarshiligi;
𝑍_𝜇 - magnitlanish shoxchasining qarshiligini kamaytirish; 𝑍₂ – ikkilamchi cho`lg`amdagi qarshilik 𝑍_n - yuklamadagi qarshili ; 𝐼 ₁ , 𝐼 ₂ -berilgan birlamchi va ikkilamchi TT toklari ; 𝐼 _𝜇 - kamaytirilgan tok magnitlanishi.
Ideal tok transformatori magnitlanish halqasining qarshiligining qiymati cheksizlikka moyil bo'lgan bunday TT hisoblanadi. ( 𝑍 _𝜇 ≫ 𝑍 ₁ , 𝑍 ₂ ), keyingi tok orqali 𝑍 _𝜇 emas pr e dan a emgacha. Shuningdek ustida qiymat va magnitlanish tokining fazasi 𝐼_𝜇 umumiy qarshilik o'rtasidagi nisbatga ta'sir qiladi. ichida ikkinchi darajali zanjirlar 𝑍₂ + 𝑍_n va qarshilik 𝑍_𝜇 , keyin u yerda yuk qarshiligi qanchalik kichik bo'lsa, xatolik shunchalik kichik bo'ladi TT.
Ideal KT uchun quyidagi shart bajarilishi kerak:
𝑍_𝜇 ≫𝑍₁ , 𝑍_n ≫𝑍_𝜇 , ya'ni magnitlanish qarshiligi va yuk qarshiligi qanchalik katta bo'lsa, KTning aniqligi shunchalik yuqori bo'ladi.
Haqiqiy KTlar va TTlar transformatorlarning o'zlarining cheklangan o'lchamlari va konfiguratsiyasi va yadro materialining magnitlanish xarakteristikasining chiziqli bo'lmaganligi sababli magnitlanish tarmog'ining qarshiligini cheksiz deb hisoblash mumkin emasligi bilan tavsiflanadi.
1.2-rasmda transformator magnit pallasining to'yinganlik xarakteristikasi ko'rsatilgan (TT yadrosidagi magnit induksiya amplitudasining magnit maydon kuchining samarali qiymatiga bog'liqligi).

1.2-rasm Tok transformatorining magnitlanishining xarakteristikasi

1.2-rasmda ko'rsatilgandek, qachonki magnit maydon 𝐻 ma'lum bir qiymatga ega bo'lsa, magnit induksiya 𝐵 o'sishni to'xtatadi va magnit materialning turi bilan belgilanadigan to'yinganlik induksiyasi 𝐵_𝑠 qiymatiga teng bo'lib qoladi.
Magnit zanjirdagi magnit induksiya 𝐵 o'zgaruvchan komponentdan iborat, sabab bo'lgan asosiy joriy 𝐼₁ (ta'sir yuqoriroq garmoniklar), shuningdek, tashqi tomonidan belgilanadigan doimiy komponent magnit maydon. Tashqi magnit maydon induksiyasining kichik qiymati bilan transformator faqat ma'lum fazalarda, birlamchi tok va u tomonidan yaratilgan magnit maydon eng katta lahzali qiymatga ega bo'lganda to'yinganlikka erishadi. Bu momentlarda magnit pallasida jami magnit induksiya yetadi qiymatlar induksiya to'yinganlik 𝐵_𝑠 . bu olib boradi uchun ikkilamchi tok 𝐼₂ buzilganligi va uning rms ma'nosi tashqi magnit maydonsiz qiymatga nisbatan kamayadi.
Tashqi magnit maydonning yanada oshishi bilan magnit quvur asosiy tokning lahzali qiymatlarining kengroq diapazoni uchun ko'proq to'yingan bo'ladi. To'yinganlik induksiyasiga yaqin bo'lgan tashqi magnit maydonning katta induksiyasi bilan magnit quvur har qanday asosiy tok qiymati uchun to'yinganlikda bo'ladi va TT bir birlik atrofida magnit o'tkazuvchanlik bilan havo transformatoriga yaqin bo'ladi. Ikkilamchi tok deyarli nolga tushadi.
Aynan I bo'limda qarshilik 𝑍_𝜇 maksimaldir va shuning uchun transformator signalni shakli va hajmini buzmasdan to'g'ri o'zgartiradi.
Elektr energetika tizimining (EET) rele himoyasi va avtomatizatsiyasi maksimal mumkin bo'lgan qisqa tutashuv toklarida yuqori tezlikda to'g'ri ishlashi kerak. Qisqa tutashuv paytida birlamchi TT toki nominal tokdan o'nlab marta oshib ketishi mumkin. Bunday sharoitlarda, sinusoidal birlamchi tok bilan, umumiy (differensial himoya qilish uchun) va tok (masofadan himoya qilish uchun) xatolar 10% dan oshmasligi kerak, bu TT dagi yuklamani tanlash bilan ta'minlanadi. Biroq, asosiy tok va qoldiq magnit induksiyada muhim aperiodik komponent mavjudligi bilan vaqtinchalik qisqa tutashuv rejimlarida, P sinfidagi TT magnit davrlari bo'yicha tanlangan 10% xatolik holati, to'yingan. Ularning xatolari 80% yoki undan ko'p bo'lishi mumkin.
SSSRda o'tgan asrning 70-yillarida (VNIIE, NPI) o'tkazilgan tadqiqotlarga ko'ra, qisqa tutashuv toklarida muhim aperiodik komponentlarning paydo bo'lish ehtimoli elektr tarmoqlarida kichik va 0,1 yoki undan kam miqdorni tashkil qiladi. Biroq, (Ukraina SSR Fanlar akademiyasining Elektrodinamika instituti) yirik elektr stantsiyalari va o'ta yuqori voltli nimstansiyalar yaqinidagi qisqa tutashuvlarning ko'rsatilgan ehtimoli ancha yuqori ekanligi ko'rsatildi.