Спосіб підвищення точності обліку електроенергії при транспортуванні у високовольтних лініях електропередачі

Спосіб підвищення точності обліку електроенергії при транспортуванні у високовольтних лініях передачі вимірювальним комплексом, що включає високовольтні вимірювальні трансформатори струму і напруги та стандартні вимірювальні прилади, який відрізняється тим, що до вимірюваль 3 значень струму і напруги, врахуванню зовнішніх температурних умов, реального навантаження лінії та вторинної обмотки струмового трансформатора, а також метрологічних характеристик, які роздільно характеризують ці умови за допомогою програмного забезпечення комп'ютера, підвищують рівень автоматизації вимірювань та зменшують їх похибку. Як вже визначалось вище, точність обліку електроенергії, що транспортується у високовольтних лініях електропередачі, в першу чергу, визначається похибкою високовольтних вимірювальних трансформаторів струму (ВВТС) та високовольтних вимірювальних трансформаторів напруги (ВВТН). Найбільший вклад в похибку вносять саме ВВТС. Це пов'язане з тим, що при продажі високовольтні вимірювальні трансформатори струму оцінюються, як правило, за загальною похибкою та деякими додатковими похибками, які мають випадковий характер (Д. Нефедьев, к.т.н., доцент кафедры "Информационно-измерительная техника" Пензенского госуниверситета "Точность учѐта электроэнергии искажают неповеренные трансформаторы"). У дійсності майже 90% похибки складають систематичні компоненти, які проявляються у реальних умовах роботи, а не при метрологічної атестації приладів на підприємстві, де умови атестації близькі до ідеальних. У реальних умовах експлуатації струм навантаження (струм в лінії) змінюється в широких межах. Також змінюється температура навколишнього середовища, навантажується вторинна обмотка ВВТС пристроями захисту, контролю. При цьому, в атестованому ВВТС, похибка атестації якого обмежується 2-3%, реальна похибка може сягати 5-7% та навіть більше. Похибка ВВТН значно менша, оскільки напруга в лініях електропередачі змінюється в незначних межах. Але необхідно врахувати температурні систематичні похибки, оскільки температура навколишнього середовища може змінюватись у досить широких межах від -20°С до +40°С. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб підвищення точності обліку та контролю електроенергії при її транспортуванні у високовольтних лініях передачі вимірювальним комплексом, який включає вимірювальні високовольтні трансформатори, реалізовано наступним чином. До вимірювального комплексу включено комп'ютер із програмним забезпеченням, програма якого враховує часові, температурні та навантажувальні характеристики вимірювальних трансформаторів. Кількість електроенергії, яка транспортується з фіксованим інтервалом вимірювання з урахуванням зовнішніх реальних умов, виключають методичні складові похибки вимірювальних трансформаторів, отримані на основі результатів метрологічної атестації. Програмне забезпечення, яке використовується при реалізації зазначеного способу, включає визначені при метрологічної атестації залежності коефіцієнту трансформації струму Кс і напруги Кн 57461 4 вимірювальних трансформаторів в високовольтних лініях передачі від навантаження (струму в лінії) її, від температури навколишнього середовища Т°С та від навантаження у вторинному ланцюгу вимірювальних трансформаторів R. Для вимірювальних трансформаторів струму це буде функція: Кс=І2/І1=fc(I1, T°C,R) (1) тоді скореговані показники у поточному часу будуть мати наступний вигляд: (2) І12(t)=I1(t)fc(l1(t), T°C(t), R) де І2(t) - вторинний струм високовольтного вимірювального трансформатора струму, І12(t) - скореговане значення струму. Для вимірювальних трансформаторів напруги це буде функція: KH=U2/U1=fн(U1,T°C, R) (3) Тоді скореговані показання у поточному часі будуть мати наступний вигляд: (4) U12(t)=U1(t)fн(U1(t),T°C(t),R) де U2 - вторинна напруга високовольтного вимірювального трансформатора напруги, U12(t) - скореговане значення напруги. Поточне значення потужності визначається за формулою: (5) W(t)=U12(t)І12(t) при цьому потужність вимірюється у КВт або МВт (кіловатах або мегаватах), а додаток енергії за вимірювальний інтервал часу за формулою: (6) Е=W(t)t де t - інтервал часу між вимірюваннями у годинах, Е - приріст енергії за вимірювальний інтервал у КВт або МВт (кіловат-годинах або мегаватгодинах), який додається до показника загальної енергії. Наведена нижче фігура пояснює спосіб підвищення точності обліку і контролю електроенергії при її транспортуванні у високовольтних лініях електропередач, що заявляється. Фігура креслення, як і опис прикладів конкретної реалізації способу, наведені лише для ілюстрації заявленої корисної моделі і не обмежують обсяг прав, визначений формулою корисної моделі: Фіг. - загальна схема вимірювального комплексу. Спосіб, що заявляється, здійснюють наступним чином: До лінії високовольтної передачі електроенергії 1 підключають послідовно високовольтний вимірювальний трансформатор струму 2 та паралельно високовольтний вимірювальний трансформатор напруги 3. Вторинний струм I2(t) та вторинну напругу U2(t) подають на вхід стандартного електронного лічильника електроенергії 4 та корегувального комп'ютера 5 з програмним забезпеченням, що враховує часові, температурні та навантажувальні характеристики високовольтних трансформаторів при метрологічної атестації. Для отримання даних щодо значень температури навколишнього середовища використовують цифровий термометр зовнішньої температури 6, який підключено до комп'ютера 5. За допомогою програмного забезпечення комп'ютера вираховують скореговані значення у пото 5 57461 чному часі струму I12(t) та напруги U12(t) (формули (3) та (4), відповідно). Надалі комп'ютером визначається поточне значення енергії за вимірювальний інтервал часу (формула (5)) і ця величина додається до показника загальної енергії. Розрахунок додатку енергії виконують за формулою (6). При необхідності за допомогою комп'ютера також можна розрахувати та надавати різницю між показаннями стандартного електронного лічильника електроенергії 4 та скорегованими показанням комп'ютера 5. Метрологічну атестацію для отримання корегувальних функцій (1) та (3) бажано проводити приборами класу не гірше за 0,3 або 0,1, а результати надавати трьома значущими цифрами. Зрозуміло, що зазначену атестацію може проводити спеціальні метрологічні служби або підпри Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 6 ємство-виробник, які мають для цього необхідне обладнання, високовольтні трансформатори,метрологічні характеристики яких відомі. Загальна похибка вимірювання повинна бути не більше 0,2-0,3%. Унаслідок розкиду властивостей трансформаторного заліза та особливостей конструктивного виконання трансформатора ці характеристики будуть носити індивідуальний характер для кожного трансформатора та будуть змінюватись протягом часу його експлуатації. Спосіб, що заявляється дозволяє отримати значне підвищення точності обліку та контролю електроенергії при її транспортуванні у високовольтних лініях електропередачі, та, як результат, запобігти значних економічних втрат. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601