Датчики вимірювальної інформації як один з важливих елементів систем керування та обліку електроенергії. Характеристика вимірювальних перетворювачів струму з електронною компенсацією похибки для електроенергетики та електротехнологічних установок.
Аннотация к работе
Недостатньо висока точність датчиків струму в усталених режимах роботи ЕЕО (ЕТУ) призводить, як правило, до недообліку електроенергії, особливо при роботі в нижній частині діапазону вимірювань та при значних спотвореннях вимірюваного струму, збільшенню комерційних втрат електроенергії. На сьогодні вимірювальні перетворювачі струму з електронними блоками компенсації похибки найбільш повно відповідають вимогам по точності в усталених та перехідних режимах ЕЕС, можуть використовуватись для вимірювання постійного, змінного, змішаного та імпульсного струмів, забезпечуючи при цьому, в порівнянні з іншими перетворювачами, довготривалу стабільність МХ, високу надійність, стійкість до завад та невисоку ціну, але питання їх теорії, побудови, випробувань, особливо з урахуванням паразитних параметрів електромагнітної частини перетворювача, висвітлені недостатньо. В роботах, опублікованих у співавторстві, автору належать наступні результати: [1] - аналітичне дослідження активно-індуктивного подільника струму, визначення його передаточної функції, аналіз струмової і кутової похибки при зміні частоти вхідного струму; [2, 6] - визначення допустимих значень струмових і кутових похибок ВП струму лічильників електроенергії трансформаторного і безпосереднього включення; [3] - експериментальна перевірка алгоритму корекції похибок ТС в багатофункціональному лічильнику електроенергії; [4, 11] - дослідження роботи і експериментальне визначення похибки лічильника електроенергії з двома вимірювальними елементами в режимах однофазних замикань на землю; [5] - комбінований метод випробування вхідних перетворювачів струму статичних лічильників електроенергії безпосереднього включення; [8] - ідея виконання первинної обмотки багатосекціонованою; [9] - ідея створення компенсованого дільника струму; [10] - аналіз частотних характеристик вимірювального перетворювача змінного і постійного струму. ВПС з н.з.з., виходячи з призначення, доцільно розділити на три основні групи: 1) для роботи в перехідних режимах; 2) для вимірювання постійного і змінного струмів; 3) для роботи в усталених режимах. Під дією напруги UП з виходу підсилювача по колу зворотного звязку протікає струм ІУН, що складається із струмів іу2 в обмотці w2, і струму в власній ємності C2 обмотки w2.В дисертації розвязана актуальна задача вдосконалення математичних моделей, методів розрахунку і випробувань ВПС з пристроями електронної компенсації похибок і побудова на цій основі сучасних засобів вимірювання струму для систем керування обєктів електроенергетики і потужних ЕТУ. Застосування запропонованих рішень дозволяє підвищити точність вимірювання струмів, технічну досконалість систем керування і їх якість. Традиційні електромагнітні ТС, що сьогодні виробляються і використовуються в експлуатації, досягли межі своїх можливостей у забезпеченні все зростаючих вимог сучасних систем керування ЕЕО щодо точності роботи як в усталених, так і перехідних режимах енергосистем. Проблема може бути розвязана, найбільш оптимально, шляхом побудови ВПС з електронними блоками компенсації похибки. Отримані моделі адекватно відображають реальні властивості ВПС і дозволяють отримати передаточні функції і здійснити більш точне оцінювання похибок в різних режимах роботи за різних робочих умов.
Вывод
В дисертації розвязана актуальна задача вдосконалення математичних моделей, методів розрахунку і випробувань ВПС з пристроями електронної компенсації похибок і побудова на цій основі сучасних засобів вимірювання струму для систем керування обєктів електроенергетики і потужних ЕТУ.
Застосування запропонованих рішень дозволяє підвищити точність вимірювання струмів, технічну досконалість систем керування і їх якість.
В роботі отримано наступні основні результати: 1. Традиційні електромагнітні ТС, що сьогодні виробляються і використовуються в експлуатації, досягли межі своїх можливостей у забезпеченні все зростаючих вимог сучасних систем керування ЕЕО щодо точності роботи як в усталених, так і перехідних режимах енергосистем. Пошуки нових рішень у створенні ВПС із-за труднощів практичного забезпечення всього комплексу вимог до них не доведені поки що до практичного використання. Проблема може бути розвязана, найбільш оптимально, шляхом побудови ВПС з електронними блоками компенсації похибки.
2. На основі представлення і розгляду ВПС як САР розроблені, з урахуванням паразитних параметрів електромагнітної системи перетворювачів, математичні моделі ВПС з електронними блоками компенсації. Отримані моделі адекватно відображають реальні властивості ВПС і дозволяють отримати передаточні функції і здійснити більш точне оцінювання похибок в різних режимах роботи за різних робочих умов.
3. Розроблено методику розрахунку ВПС з електронною компенсацією похибки з урахуванням вимог вітчизняних і міжнародних стандартів, що дозволяє створювати високоточні конкурентноздатні перетворювачі.
4. Запропоновано компенсований дільник струму для ВПС з електронною компенсацією похибки, коефіцієнт ділення якого не залежить від частоти і величини вимірюваного струму та температури оточуючого середовища, що дозволяє без погіршення точності ВПС значно збільшити первинний вимірюваний струм.
5. Розроблено комбінований метод метрологічних випробувань вхідних ВП струму для статичних лічильників електроенергії безпосереднього включення, що полягає в заміні пульсуючого вхідного струму на суму першої гармоніки і постійної складової. Показано, що при випробуваннях цим методом величина струму першої гармоніки, визначена із перетворення Фурє для однопівперіодного випрямленого вхідного струму, повинна бути збільшена у 1,1 рази для забезпечення відповідності умов роботи по максимальній індукції у осерді ВПС реальним умовам експлуатації.
6. На основі отриманих в роботі результатів розроблено, виготовлено і випробувано ряд ВПС, що входять до складу вимірювальних каналів систем керування ЕЕО, ЕТУ та випробувальних стендів. Серед них дослідні зразки ВПС “Істра” двох модифікацій для випробувань автономних енергосистем, взірцеві перетворювачі струму та напруги для випробувань вторинних мікропроцесорних систем електроенергетики, вхідні перетворювачі струм-напруга для інформаційно-діагностичного комплексу “Регіна”, вбудований ТС підвищеної точності.
7. Подальше використання результатів роботи пропонується шляхом впровадження одержаних математичних моделей та запропонованих технічних рішень в практику розробки і випробувань нових модифікацій ВПС з електронною компенсацією похибки, зокрема в ВО “Київприлад” НКА України, ТОВ “МЕЛТА”, МЧП “Анігер” та інших підприємствах та організаціях, що займаються виробництвом ВПС та їх впровадженням.
Список литературы
1. Черненко В.А., Беспалый А.Ф., Варский Г.М. Анализ частотных характеристик активно-индуктивного делителя тока // Автоматизация и релейная защита в энергосистемах: Сб. науч. тр. - К.: Наукова думка, 1987. - С. 36-39.
2. Варський Г.М., Танкевич Є.М., Яковлєва І.В., Березянський М.П. Вимоги до точності вхідних перетворювачів струму багатофункціональних мікропроцесорних лічильників електроенергії // Праці Інституту електродинаміки НАН України. - 2003. - №3(6). - С.86-91.
3. Стогній Б.С., Танкевич Є.М., Варський Г.М., Яковлєва І.В., Гінайло В.О. Підвищення достовірності обліку електроенергії в різних схемах вимірювання // Гідроенергетика України. - 2005. - №4. - С.21-26.
8. Трансформатор тока: А.с. 1374296 СССР, МКИ4 H01F 40/06. / А.Ф. Беспалый, Г.М. Варский, В.А. Черненко. - № 4116912/24-07; Заявлено 08.09.86; Опубл. 15.02.88, Бюл. №6. - 2 с. ил.
9. Устройство для измерения тока: А.с. 1511694 СССР, МКИ4 G01R 19/00, H01F 40/06 / Б.С. Стогний, В.А. Черненко, Г.М. Варский, А.Ф. Беспалый. - № 4273380/24-21; Заявлено 21.05.87; Опубл. 30.09.89, Бюл. №36. - 4 с.ил.
10. Черненко В.А., Варский Г.М., Беспалый А.Ф. Измерительный преобразователь переменного и постоянного тока // Тезисы докладов второй республиканской научно-технической конференции “Устройства преобразования информации для контроля и управления в энергетике”. - Харьков: ХПИ. - 1985. - С. 56-57.
11. Варский Г.М., Танкевич Е.Н., Яковлева И.В., Гинайло В.А. Особенности учета электроэнергии при несимметрии сети // Доклады третьей науч.-практ. конф. “Метрология электрических измерений в электроэнергетике”. - М.: Изд-во “НЦ ЭНАС”. - 2003. - С. 308-320.