Спосіб підвищення точності обліку і контролю електроенергії вимірювальним комплексом

1. Спосіб підвищення точності обліку та контролю електроенергії вимірювальним комплексом, що включає вимірювання фактичних відносних похибок в діапазоні нормованих величин кожного з вимірювальних трансформаторів та встановлення їх залежностей від навантаження первинних та вторинних кіл за допомогою мікропроцесорного C2 2 92431 1 3 92431 - межа втрат напруги в лінії при єднання Л лічильника до ТН, % дозволених [Правилами улаштування електроустановок (ПУЕ). Станом на 01.10.2008 - Харків: Індустрія, 2009. - 424с.]; коефіцієнт 1,1 враховує особливості метрологічної перевірки приладів за допомогою еталонних пристроїв, які мають свої похибки , та інші причини. Зазвичай як 1, U, C використовуються класи точності приладів, а вони визначають граничні значення похибок і те лише у зонах номінальних навантажень або близьких до них. Імовірність того, що в реальних системах похибка буде на рівні максимальних значень, мала. При зміненні навантаження фактичне значення похибки ТС і ТH змінюється. Недоліком цього способу вимірювання електроенергії вимірювальним комплексом є його мала точність, так як по (1) визначається, граничнодопустима похибка всього комплексу, а не його фактична похибка. З точки зору вимог до системи обліку ця ситуація не може вважатися допустимою, так як при визначенні структури звітних втрат електропостачаючої або електроспоживаючої організації важливо знати саме фактичні втрати. Найбільш близьким по технічній суті та результату, що досягається, є спосіб підвищення точності обліку та контролю електроенергії вимірювальним комплексом, що включає вимірювання фактичних відносних похибок у діапазоні нормованих величин кожного з вимірювальних трансформаторів та встановлення їх залежностей від навантаження первинних та вторинних кіл за допомогою мікропроцесорного комплексу, з урахуванням отриманих похибок та залежностей коригують величини навантаження вторинних кіл або за допомогою виткової корекції вимірювальних трансформаторів, з можливістю отримання рівних за величинами та протилежних по знаку похибок за умови виконання зазначених дій на місці встановлення та експлуатації вимірювального комплексу [Пат. №88126 UA МІЖ9 H01F38/00, 38/20, 38/28. Спосіб підвищення точності обліку і контролю електроенергії вимірювальним комплексом / Бутенко В.М., Блиндгок B.C., Гаєвський В.В., Дудченко ВЛ., Тєрьоптин В.М. та ін.; заявник і власник Українська державна академія залізничного транспорту. -№а2009 03412; заявл. 09.04.2009; опубл. 10.09.2009, Бюл. №17, 2009 - 10 с: ил.; УДК 681.5.08:621.317]. Недоліком такого обліку електроенергії є те, що він має недосконалі умови досягнення точність. У відповідності до цього способу граничнодопустима похибка всього комплексу буде визначатися 11 ( , де ТН. 1 1 і U U )2 2 Л 2, С (2) - фактичні похибки відповідно ТС і 4 В ідеальному випадку ( 1 U ), тобто ) 0 і тоді фактична похибка обліку елекU 1 троенергії всього комплексу буде визначатися ( 2 2 (3) Л С В основу винаходу поставлено завдання удосконалення способу підвищення точності та контролю електроенергії вимірювальним комплексом з трансформаторами ТС і ТН, у якому за рахунок корекції ТС і ТН забезпечується зменшення сумарної алгебраїчної похибки вимірювання (4) ( 1 U Л) до рівня нижче за похибку вимірювання кожним з них окремо та за рахунок цього підвищується точність обліку та контролю електроенергії вимірювальним комплексом, що містить лінію зв'язку, лічильник електроенергії, ТС і ТН, згідно винаходу корекцію ТС і ТН вимірювального комплексу проводять спільно по місцю його встановлення та експлуатації. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю істотних ознак винаходу і технічного результату, який досягається, полягає в наступному. Похибка лінії зв'язку ТН з лічильником Л , обумовлена втратою напруги у вторинному колі ТН, завжди менше за нуль і відповідно до ПУЕ складає певну долю від U у залежності від класу точності лічи1,1 льника С Якщо . точності лічильника 10 , то , С 0,25 U . У цьому випадку у відповідності до Л формули (2) граничнодопустима похибка всього вимірювального комплексу з лічильником, класу С 10 , то , клас 0,5 U . Якщо Л точності більше або рівного 1,0, тобто С 10 , буде визначатися 2, (5) 0,5 ) 2 1 U С а для лічильника електроенергії класу точності 11 ( , менше 1,0, тобто 10 у відповідності до фор, С мули (2) граничнодопустима похибка всього вимірювального комплексу буде визначатися 11 ( , 1 0,75 U )2 2, С (6) Враховуючи, що і мають протилежні 1 U знаки, то проводячи спільно виткову корекцію або корекцію вторинних кіл ТН або ТС по місцю установки та експлуатації вимірювального комплексу обліку та контролю електроенергії можна досягти рівності похибок ТС, ТН і лінію зв'язку, тобто ( 1 Л 0,5 10 , U ) або класу точності 0 для лічильника класу точності ( 1 Л 0,75 10 . , U ) 0 для лічильника 5 92431 У цьому випадку систематична похибка всього комплексу визначатиметься похибкою тільки лічильника електроенергії . У (5) і (6) ,і 1 U С це фактичні похибки ТС і ТН відповідно. Суть винаходу пояснюється кривою розподілу струму фактичної похибки 1 , ТС від коефіцієнта І1 завантаження його первинного кола К І1 , де І1Н І1Н - номінальний струм первинного кола ТС для двох коефіцієнтів завантаження, вторинного кола ТС К І2 0 (залежність 1) та К І2 0,25 (залежSI2 ність 2) Фіг.1 К І2 , де SI2 - номінаном SI2 ном льна потужність вторинного кола ТС). Залежності 1 і 2 на Фіг.1 наведені за даними державної метрологічної атестації ТС (тип ТПОЛ - 10, SI2ном 10 ВА, I1H 600 A., I2НОМ 5А , клас точності 0,5) згідно технічного протоколу випробувань. На Фіг.2 подана залежність фактичної похибки SU2 ном ТН U 75 ВА, U1НОМ (тип НТМИ-6-66У3, 6000 В, U2НОМ 100 B., клас точності 0,5) від коефіцієнта завантаження SU2 вторинного кола ТН КU2 , де SU2 ном SU2ном номінальна потужність вторинного кола ТН в ВА. Залежність (K ) для ТН отримана за даними U U2 повірки згідно технічного протоколу. Залежності (K ) і (K ) , наведені на Фіг.1 та Фіг.2, I I1 U U2 отримані після виткової корекції ТС по місту встановлення і експлуатації вимірювального комплексу. Суть винаходу полягає в наступному. Знаючи середнє значення навантаження за розрахунковий період (середнє значення струму) об'єкту, на якому встановлений вимірювальний комплекс обліку електроенергії, що складається з вимірювальних трансформаторів (ТС і ТН), лічильника електроенергії і лінії зв'язку лічильника з ТН, і знаючи конкретне навантаження їх вторинних обмоток, за допомогою корекції ТС або ТН, або обопільної корекції обидва ВТ, добиваються рівності: 6 I , тобто 2 1 U 0,5 з (5), для лічильника класу точності 1,0 та ( I 0,5 U ) 0 U I з 10) ; або ( I 0,75 U ) 0 , U С 0,75 (6) для лічильника класу точності менше 1,0 ( ( С 10) . , У реальних умовах завантаження вторинних кіл ТС мало змінюється. Нехай К І2 0,25 (залежність 2 Фіг.1), а завантаження первинних кіл ТС нехай К І1 0,8 (Фіг.1). З Фіг.1 графічно отримуємо І 0,12 % . Тоді для лічильника комплексу класу С 10 . , 2( 0,12) 0,24 % U Згідно Фіг.2 фактичній похибці U 0,24 % відповідає завантаження вторинних кіл ТН K U2 0,4 . Тобто SU2 0,4SU2ном 0,4 25 10 ВА (це для однієї фази SU2 ). Мікропроном 25 ВА цесорний комплекс встановлює завантаження вторинних кіл ТН S 2 10 ВА і похибка комплексу буде визначатися тільки похибкою лічильника. При зміні завантаження первинних кіл ТС з К І1 0,8 до К І1 ємо 0,2 (Фіг.1) по залежності 2 графічно отримуІ 0,14 % , який відповідає 2 1 2( 0,14) 0,28 % . Згідно Фіг.2 фактиU чній похибці U 0,28 % відповідає завантаження вторинних кіл ТН Тобто K U2 0,32 . SU2 0,32 25 8 ВА . Мікропроцесорний комплекс встановлює завантаження вторинних кіл ТН S U2 8 ВА і знову похибка вимірювального комплексу буде визначатися тільки похибкою лічильника електроенергії. Подібний винахід дозволить підвищити точність обліку електроенергії у порівнянні зі способом за формулою (1) у 2,16 рази. 7 Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 92431 8 Підписне Тираж 26 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