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EINFLUSS VON TRANSMITTERFEHLER

Der Rückgang der Produktion in den letzten Jahren hat zu einer Verringerung der Lasten in einer Reihe von Stromversorgungsknoten sowie zu einer Verringerung des Verbrauchs durch die Industrie geführt, was wiederum einen negativen Fehler in automatisierten Systemen zur Überwachung und Aufzeichnung von Elektrizität verursacht hat. Der Grund hierfür war das Auftreten eines negativen Fehlers bei den Primärstrom- und Spannungssensoren, die Strom- und Spannungswandler verwenden. Diese Arbeit widmet sich der Untersuchung der Ursachen von Fehlern und Wegen, um die Unterzählung des Stromverbrauchs in AMR-Systemen zu beseitigen.

Die Fehler der Stromwandler (Strom und Winkel) sind auf das Vorhandensein eines Magnetisierungsstroms zurückzuführen und werden nach den Formeln [1, 2] berechnet:

Aktueller Fehler

Formel (1)


wobei lm die durchschnittliche Länge des magnetischen Flusses im magnetischen Kreis ist, m; z2 - Widerstand des sekundären Stromzweiges (Impedanz des Sekundärkreises und der Sekundärwicklung), Ohm; f - Frequenz des Wechselstroms, Hz; Sm ist der eigentliche Abschnitt des magnetischen Kreises, m2; j ist der Verlustwinkel und a ist der Winkel der Phasenverschiebung zwischen der sekundären EMK. E2 und Sekundärstrom I2, Grad;

Winkelfehler

(2)

Der Haupteinfluss auf die Fehler von Stromwandlern liegt in ihrem aktuellen Belastungs- und Widerstandswert des Sekundärkreises. Die Belastung von Stromwandlern ist in den Fällen, in denen der Stromverbrauch von Industriebetrieben verringert wird, oft nicht größer als 5-15%, was zu einer deutlichen Zunahme von Fehlern führt.

Die Grenzwerte der Strom- und Winkelfehler von Stromwandlern für Messungen (gemäß GOST 7746-89) sind in der Tabelle angegeben.

 

Genauigkeitsklasse

Primärstrom,% vom Nennwert

Randfehler

Sekundärlast,% nominal, bei cos j 2= 0,8

aktuell

Winkel

Bergwerke

Hagelkörner

0,2

5
10
20
100-200

± 0,75
± 0,50
± 0,35
± 0,20

± 30
± 20
± 15
± 10

± 0,9
± 0,6
± 0,4
± 0,3

 

0,5

5
10
20
100-200

± 1,5
± 1,0
± 0,75
± 0,5

± 90
± 60
± 45
± 30

± 2,5
± 1,7
± 1,35
± 0,9

25-100

Die Ergebnisse der Berechnung der Winkel- und Stromfehler von Stromwandlern des Typs ТПОЛ 600/5, Genauigkeitsklasse 0,5, die durch die Formeln (1) und (2) erzeugt werden, sind in Fig. 1 und 2 (die dünne Linie ist die berechnete Kurve, die dicke Linie ist die Näherung). Die Form des approximierenden Ausdrucks und das Übereinstimmungskriterium zwischen berechneten und approximierenden Kurven sind in den Figuren dargestellt.


Fig. 1


Fig. 2

Für die Variationsbereiche (1-10% und 10-100%) des Primärstroms aus dem Nennwert haben die mathematischen Modelle des aktuellen Fehlers der gängigsten Stromwandler die Form:

ТПОЛ10- 600/5
Df [%] = 0,8428 * In I1 - 1,99617 für 1 <I1 <10%
Df [%] = 0,0841 * In I1 - 0,3919 für 10 <I1 <100%

TLSH10- 2000/5
Df [%] = 0,7227 * In I1 - 1,6815 für 1 <I1 <10%
Df [%] = 0,0722 * In I1 - 0,3353 für 10 <I1 <100%

TPShFD10- 3000/5
Df [%] = 0,5986 * In I1 - 1,22261 für 1 <I1 <10%
Df [%] = 0,0597 * In I1 - 0,1111 für 10 <I1 <100%

Die Werte des Primärstroms I1 des Stromwandlers in den Formeln sollten als Prozentsatz des Nennwerts eingesetzt werden.

Untersuchungen zu den Fehlern von Stromwandlern, die bei NICE durchgeführt wurden, zeigten eine akzeptable Konvergenz der theoretischen und experimentellen Ergebnisse. In Fig. 3 zeigt die Ergebnisse einer experimentellen Studie des TT-Typs TPLM10-200 / 5, Genauigkeitsklasse 0,5.

Die Ergebnisse der Untersuchung von Stromfehlern verschiedener Stromwandler mit einem Nennstrom von 75 - 600 A ermöglichten die folgenden Schlussfolgerungen:


Fig. 3

  1. im Bereich der Primärstromänderung von einem Nennwert von 1 bis 25% hat der aktuelle Fehler ein negatives Vorzeichen;
  2. Mit einer Zunahme des Primärstroms nimmt der Absolutwert des aktuellen Fehlers ab;
  3. experimentelle Studien bestätigen die Richtigkeit des mathematischen Modells des Stromwandlerstromfehlers;
  4. der aktuelle Fehler des Stromwandlers im automatischen Dosiersystem ermöglicht es, die Unwucht in den Unterstationen zu reduzieren;
  5. die dem Verbraucher wegen des negativen Stromfehlers von Stromwandlern zugeführte Elektrizität wird gegenüber dem tatsächlichen Wert unterschätzt; Der aktuelle Fehler des Stromwandlers im automatisierten Dosiersystem ermöglicht es daher, die an die Verbraucher gelieferte Elektrizitätsmenge genauer abzuschätzen und einen bestimmten wirtschaftlichen Effekt zu erzielen, der weiter ausgewertet wird.

Die zweite Messfehlerquelle ist der Spannungswandler.

Nach [3, 4] wird der Spannungsfehler wie folgt ermittelt: DU = DUn + DUx (3)
wobei DUin der durch den Laststrom verursachte Spannungsfehler ist,%; DUх - Spannungsfehler wegen Leerlaufstrom,%.

Mit Hilfe eines Vektordiagramms können wir die Komponenten des Spannungswandlerfehlers mit ausreichender Genauigkeit wie folgt ausdrücken:



wo U2 die Spannung der Sekundärwicklung des Transformators ist, V; Ia die aktive Komponente des Leerlaufstroms, die an die Sekundärwicklung des Transformators A angelegt wird; r'1 - reduzierter Widerstand der Primärwicklung des Transformators, reduziert auf die Sekundärwicklung, Ohm; I'p - reduzierte Blindkomponente des Laststroms, der an die Sekundärwicklung des Transformators angelegt wird, A; x'1 - Reaktanz der Primärwicklung des Transformators, reduziert auf die Sekundärwicklung, Ohm; I2 - Laststrom des Transformators, A; r2 - Widerstand der Sekundärwicklung des Transformators, Ohm; cosj2 - Lastleistungsfaktor, rel. Einheiten; x - induktiver Widerstand des Transformators, Ohm.

Der Winkelfehler des Spannungswandlers ist definiert als

,
wo d'x der Winkelfehler ist, der durch den Leerlaufstrom verursacht wird; d'n ist der Winkelfehler aufgrund des Laststroms.

Die Komponenten des Winkelfehlers sind definiert als

;

Die Ergebnisse der Berechnung der Fehler des Spannungswandlers sind in Fig. 4 und 5. Der Haupteinfluss auf den Fehler des Spannungswandlers ist die Größe der Sekundärlast I2.


Fig. 4


Fig. 5

Die Abhängigkeit des Spannungswandlerfehlers vom Lastfaktor an der Leistung (das Verhältnis der tatsächlichen Last der Sekundärwicklung des Spannungswandlers zum Nennwert der Last) hat die Form

DU [%] = - 0,73 * Ks + 0,35,
wobei K3 die Last des Spannungswandlers in der Sekundärwicklung ist, rel. Einheiten

Die empfangenen Ausdrücke für die Fehler der Stromwandler und der Spannungstransformatoren erlauben, die Genauigkeit der Rechnung der elektrischen Energie an den Unterstationen zu erhöhen.

Die Effektivität der Einführung von AMR in der Unterstation hängt

  • von den Kosten der Einführung von AMR;
  • vom wirtschaftlichen Effekt, der sich aus der Umsetzung ergibt.

Gegenwärtig wird die Berechnung der freigesetzten Elektrizität und die Berechnung der Energiebilanz an den meisten Umspannwerken mit Hilfe von elektromagnetischen Zählern durchgeführt, ohne die Fehler von Stromwandlern und Spannungswandlern zu berücksichtigen.

Oft arbeiten die Spannungswandler, wenn die Sekundärwicklung belastet wird, wobei sie die Nennspannung um ein Vielfaches überschreiten, d. H. Mit einem negativen Fehler. Der größte Teil der Last des Spannungswandlers besteht aus daran angeschlossenen Messgeräten, insbesondere elektromagnetischen Energiezählern. Zum Beispiel sind in der Unterstation Sverdlovskaya Induktionszähler vom Typ SAZU-I670M installiert, deren Stromverbrauch 4 W beträgt. Durch die Einführung von automatisierten Dosiersystemen werden Induktionsmessgeräte durch elektronische Messgeräte ersetzt, z. B. PSCs, deren Stromverbrauch halb so hoch ist wie 2 Watt.

In diesem Fall wird der Lastfaktor des Spannungswandlers um die Hälfte auf einen Wert von 1,1 reduziert, und folglich wird der Fehler des Spannungswandlers von 1,15% auf 0,5% reduziert. Die Verringerung des Fehlers des Spannungswandlers führt zu einer Erhöhung der Genauigkeit der Abrechnung der an die Verbraucher gelieferten Elektrizität.

Die Berücksichtigung von Stromfehlern in Strom- und Spannungswandlern im ASKUE-System führt zu einem wirtschaftlichen Effekt. Um den wirtschaftlichen Effekt aus der Einführung des AMRMS abzuschätzen, wurde unter Berücksichtigung der Fehler der Strom- und Spannungswandler eine Schätzung des jährlichen Stromverbrauchs des Umspannwerks Swerdlowskaja vorgenommen. Die Berechnung wurde wie folgt vorgenommen:

  1. Den verfügbaren Daten zufolge wurden stündliche Werte der Wirkleistung (unter Berücksichtigung der Fehler von Strom- und Spannungswandlern) nach Eingangs- und Ausgangsleitung für die charakteristischen Winter- und Sommertage des Jahres (1997 und 1998) nach Formel berechnet

    Pfact = P * KI * KU,
    wobei P - die durchschnittlichen Stundenleistungswerte, die von den Zählerständen bestimmt werden;
    KI ist ein Koeffizient, der den Stromwandlerstromfehler berücksichtigt, KU ist ein Koeffizient, der den Fehler des Spannungswandlers berücksichtigt.

    KI = 1 - (DfI / 100), KU = 1 - (DfU / 100),
    wobei Df Ider aktuelle Stromwandler-Stromfehler ist , Df Uder Fehler des Spannungswandlers ist.

     

  2. Der Stromverbrauch wurde für typische Winter- und Sommertage unter Berücksichtigung der Fehler der Strom- und Spannungswandler (W..fact und W.fact) und ohne Berücksichtigung der Fehler (W und W) für Ein- und Ausgangsleitungen ermittelt:

    W.fact = S Pact.s,
    W. Fact = S Pakt L,
    W3 = S P3,
    Wl = S Rl.

     

  3. Der jährliche Verbrauch von aktivem Strom nach Ein- und Ausgangsleitungen wurde nach Formeln berechnet

    Wг.факт = Wз.факт * Nз + Wл.факт * Nл,
    Wz = W3 · N3 + Wn · N1,
    wo N3 = 213 und Nl = 152 - die Anzahl der Winter- und Sommertage pro Jahr.

     

  4. Der Effekt aus der Einführung von AMR wird durch die Formel DW = SW.fact - SWg bestimmt,
    wo SWAG und SWAG - Jahresverbrauch von Strom durch Abgänge mit und ohne Berücksichtigung der Fehler von Strom-und Spannungswandler, bzw..

Schätzen Sie den wirtschaftlichen Effekt für die beiden Optionen.

  1. Bei der Berücksichtigung von ASKUE-Stromfehlern von Stromwandlern und der Reduzierung von Fehlern von Spannungswandlern aufgrund eines verringerten Stromverbrauchs von elektronischen Zählern wird der Effekt wie folgt aussehen:

    nach Daten von 1997.
    DW = 331021094-326683013 = 4338081 kWh / Jahr;

    nach den Daten für 1998.
    DW = 294647641-290512594 = 4135047 kWh / h.

    In Bezug auf Geld ist der wirtschaftliche Effekt (E) gleich (bei einem Strompreis von 0,4 Rubel / kWh)
    E = 1735 ... 1650 Tausend Rubel pro Jahr.

     

  2. Berücksichtigt man nur die Reduzierung der Fehler von Spannungswandlern aufgrund des geringeren Energieverbrauchs von elektronischen Zählern, so wird dies bewirken:

    nach Daten von 1997.
    DW = 328316428-326683013 = 1633415 kWh / h;

    nach den Daten für 1998.
    DW = 292196976-290512594 = 1684382 kWh / h.

    In monetärer Hinsicht ist der wirtschaftliche Effekt gleich (bei einem Strompreis von 0,4 Rubel / kWh)
    E = 653 ... 674 Tausend Rubel pro Jahr.

Zusammenfassend können folgende Schlussfolgerungen gezogen werden:

  • die Verringerung der Lasten in einer Reihe von Netzknotenpunkten sowie die Senkung des Stromverbrauchs durch die Industrie führte zu einem negativen Fehler bei Stromwandlern und dementsprechend zu einer kommerziellen Unterschätzung des Energieverbrauchs;
  • Um die Unterschätzung des Stromverbrauchs zu beseitigen, müssen Korrekturfaktoren eingeführt werden.
  • unter Berücksichtigung der Fehler von Stromwandlern im ASKUE, sowie die Reduzierung der Fehler des Spannungswandlers aufgrund der Einführung neuer elektronischer Zähler, führen zu einem erheblichen wirtschaftlichen Effekt.