Содержание общие вопросы метрологического обеспечения измерительных систем 9 Брюханов В. А. 9

Вид материала

Доклад

Содержание О некоторых особенностях методиквыполнения измерений электрической энергииавтоматизированными измерительными системами Бойко С.В., Воронков О.А.

Подобный материал:

• Вопросы по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» для подготовки, 69.28kb.
• Организационной основой метрологического обеспечения ОАО «Теплоприбор» является Центр, 31.48kb.
• Совершенствование метрологического обеспечения инклинометрии нефтегазовых скважин 25., 254.4kb.
• Решение IX семинара по вопросам метрологического обеспечения топографо-геодезического, 201.85kb.
• Эталонный комплекс для метрологического обеспечения акустических измерений в твердом, 58.45kb.
• Экзаменационные вопросы по дисциплине «Измерительная техника», 40.7kb.
• Методика приемки из наладки в эксплуатацию измерительных каналов информационно-измерительных, 235.63kb.
• Отдел метрологического обеспечения измерений физико-химических величин, 18.17kb.
• Рабочая программа дисциплины мерительные устройства систем управления, 448.87kb.
• Анализ и синтез измерительных преобразователей с частотным выходным сигналом для информационно-измерительных, 675kb.

О некоторых особенностях методик
выполнения измерений электрической энергии
автоматизированными измерительными системами

Последние годы характеризуются интенсивным внедрением в энергетику автоматизированных измерительно-информационных систем (АИИС) для коммерческого учета электроэнергии. Практическое использование таких АИИС нередко сопряжено с ситуацией, когда точки поставки и измерений электроэнергии не совпадают, и между этими точками расположено энергетическое оборудование, в котором возникают потери электроэнергии, не учтенные АИИС.

Это типичный пример косвенного метода измерений, когда точка, в которой следовало бы измерять интересующий нас параметр (в данном случае точка поставки электроэнергии) по каким-либо причинам (технического или экономического характера) недоступна для измерений. В таких случаях измерения выполняют в доступной точке (точке подключения АИИС) и устанавливают (выявляют) связь между измеряемой величиной в доступной и недоступной точках, которая (связь) и используется для определения интересующего нас параметра.

В нашем случае общая запись этой связи выглядит элементарно:

W_э = W_ис + W_пот, (1)

где W_э – электроэнергия, потребленная объектом; W_ис – электроэнергия, измеренная АИИС; W_пот – потери электроэнергии между точками поставки и измерений.

Естественно, должны быть оценены характеристики погрешности величины W_э. Если для первого слагаемого характеристики погрешности тщательно исследуются и оцениваются при утверждении типа АИИС и аттестации методик выполнения измерений (МВИ), то с оценкой характеристик погрешности второго слагаемого (которую в контексте измерительной задачи можно назвать погрешностью расчета потерь) дело обстоит неудовлетворительно. Неточность алгоритмов расчета потерь, которые нередко включаются в МВИ электроэнергии, либо вообще не оценивается, либо оценивается некорректно.

В качестве второго недостатка сложившегося положения можно отметить то, что в качестве исходной информации для расчета потерь часто используются получасовые приращения активной и реактивной электроэнергии, регистрируемые АИИС. Реально применить эту информацию возможно, только автоматизируя расчет потерь, используя вычислительные возможности АИИС. Однако такие примеры единичны, но они “незаконны”, поскольку не сопровождаются оценкой погрешности алгоритма расчета.

Ниже сделана попытка сформулировать основные метрологические задачи, связанные с использованием (1) в качестве уравнения измерений, реализуемого АИИС.

Известно, что погрешность измерений суммы величин равна сумме абсолютных погрешностей измерений слагаемых. Следовательно, в соответствии с (1)

Δ_э = Δ_ис + Δ_пот, (2)

где Δ_э, Δ_ис, Δ_пот – абсолютные погрешности измерений: электроэнергии, потребленной объектом (Δ_э); электроэнергии, измеренной АИИС (Δ_ис), и потерь электроэнергии (Δ_пот), определяемой расчетным путем.

Или для относительной погрешности, обычно используемой при измерениях электроэнергии

, (3)

где ; и ; , 0 < k < 1;
0 – соответствует отсутствию потерь, неучтенных АИИС, 1 – соответствует ситуации, когда вся потребленная электроэнергия идет на потери.

Анализ расчетов потерь для конкретных объектов показывает, что целесообразно ввести некоторые пороговые значения k, начиная с которых погрешностью алгоритмов расчета можно пренебречь ввиду её малости. Эта проблема имеет и более общее значение.
В [1], например, перечисляются различные виды потерь электроэнергии, которые для конкретных объектов могут оказаться совершенно неравноценными: потери в силовых трансформаторах, от токов утечки по изоляторам линий электропередачи, в измерительных трансформаторах и т.п. И даже “потери, обусловленные погрешностями системы учета электроэнергии”?! Однако никаких рекомендаций о целесообразности учета тех или иных потерь нет, что ведет к ненужному и бесполезному усложнению и, следовательно, удорожанию расчетов.

Конкретный вид выражения для W_пот зависит от оборудования, расположенного между точками поставки и измерений электроэнергии, и схем его включения. К наиболее часто встречающемуся оборудованию, в котором возникают существенные потери, относятся линии электропередачи, силовые трансформаторы, реакторы. Каждый из этих элементов характеризуется номинальными значениями параметров, от которых зависят потери электроэнергии. Эти параметры и должны войти в выражение для W_пот.

В свою очередь, в выражение для погрешности расчета потерь входят как упомянутые выше параметры, так и отличие действительных значений этих параметров от номинальных значений, используемых для расчетов.

В общем виде это выражение для абсолютной погрешности может быть записано в виде

, (4)

где а₁, а₂,…, а_i,…, а_n – параметры энергетического оборудования и параметры сети (сила электрического тока, напряжение), от которых зависят потери электроэнергии; а_{i н} – номинальные значения этих параметров, Δа_i – отклонение действительных значений параметра от номинального значения.

Аналитическое выражение для Δ_пот может оказаться достаточно сложным, в этом случае прибегают к цифровому моделированию, используя выражение для W_пот (а₁, а₂,…, а_i,…, а_n).

Наиболее важным параметром сети является, естественно, сила электрического тока нагрузки. Счетчики электроэнергии, входящие в АИИС, не хранят информацию об этом параметре, поэтому для расчетов используют среднее значение силы электрического тока, вычисляемое по получасовым приращениям активной и реактивной электроэнергии. Например выражение для потерь электроэнергии в силовом двухобмоточном трансформаторе за учетный период Т_у может быть представлено в виде:

, (5)

где и – номинальные значения потерь холостого хода и короткого замыкания силового трансформатора; и U_н – среднее на интервале Т_у и номинальное значения напряжения сети; – номинальное значение мощности силового трансформатора; и - приращения активной и реактивной электроэнергии на j-ом 30-минут-ном интервале времени, регистрируемые АИИС; – общее количество 30-минутных интервалов времени, целиком укладывающихся на интервале времени , = 2, если выражено в часах.

Источниками погрешности расчета являются:

– замена действительного графика нагрузки средним значением силы электрического тока на 30-минутном интервале времени;

– замена действительного графика изменения напряжения сети средним значением;

– отклонение действительных значений параметров и от номинальных значений;

– погрешности, вносимые АИИС, при измерении и ;

– погрешность измерений времени Т_у.

Исследование составляющих погрешности расчета потерь электроэнергии, обусловленных перечисленными источниками, представляет собой важную метрологическую задачу, результаты решения которой должны быть положены в основу нормативного документа, к разработке которого ФГУП “ВНИИМС” планирует приступить в следующем 2006 году.

Литература

1. Методика расчета нормативных (технологических) потерь электроэнергии в электрических сетях. Утв. приказом №21 Минпромэнерго России от 03.02.2005 г.

Авторы

Кузнецов Владимир Павлович – главный научный сотрудник ФГУП “ВНИИМС”, к.т.н.,

Россия, 119361, Москва, ул. Озерная, 46 www.vniims.ru

Тел. (095) 430-44-72


Тронова Ирина Михайловна – начальник отдела ФГУП “ВНИИМС”

Россия, 119361, Москва, ул. Озерная, 46 www.vniims.ru

Тел. (095) 430-57-25

E-mail: 201-vm@vniims.ru

Бойко С.В., Воронков О.А.