КОМПЛЕКС ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ НА БАЗЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРНЫХ ПЛАТ «АРДУИНО»

Аннотация

Тенденция увеличения доли нелинейной нагрузки в современных системах электроснаб-
жения приводит к повышению мощности искажений синусоидальных токов и напряжений
сети и требует проведения исследований систем электропитания с целью оценки их влияния
на источники и потребители электроэнергии. Для повышения эффективности научных иссле-
дований аспирантов и соискателей требуется оснастить исследовательские лаборатории соот-
ветствующей аппаратурой регистрации мгновенных значений токов и напряжений с возмож-
ностью накопления и архивации исходных файлов, содержащих временные выборки кривых
тока и напряжения в узлах нагрузки. Для исследований крайне важным остается вопрос о
качестве поставляемой и потребляемой электроэнергии. Последний вариант российского
ГОСТ 32144-2013 по показателям качества электроэнергии устанавливает эти показатели на
уровне типовых подстанций, но при проведении исследований часто требуется наблюдение
за качеством электроэнергии и в сетях нижнего уровня. Рассмотрены технические и методи-
ческие подходы к разработке приборов для измерения параметров качества электрической
энергии при работе приемников в системе электроснабжения. Обращено внимание на мето-
дическую сторону проектирования приборов для мониторинга качества электроэнергии: на
работу основных узлов приборов — датчика напряжения, аналого-цифрового преобразовате-
ля, устройств передачи сигналов от платы «Ардуино» к приемникам, визуализирующим дан-
ные измерений. Разработаны и предложены программные средства, выполняющие преобра-
зование, передачу, получение и визуализацию данных о состоянии электрических цепей в
узле нагрузки. Предлагаемый подход позволяет использовать общедоступную технологию
смартфонов или айфонов для регистрации и накопления файлов с целью их дальнейшей
обработки с применением процедур диагностирования. В ходе проведенной разработки

решены следующие задачи: проведен анализ использования микроконтроллеров для созда-
ния мобильных систем регистрации мгновенных значений токов и напряжений в системах
электропитания на примере микроконтроллеров «Ардуино», создан рабочий макет мобильно-
го устройства регистрации мгновенных значений тока и напряжения в сетях 0,4 кВ, произ-
ведено опробование рабочего макета устройства с целью применения его для построения
компьютерных экспериментов по диагностированию электротехнических систем в диссерта-
ционных исследованиях аспирантов и магистрантов.