INFLUENCE DES ERREURS TRANSFORMERS

La baisse de la production de ces dernières années a conduit à une diminution du nombre de charges des composants du système d'alimentation, ainsi que la consommation plus faible de l' industrie, qui à son tour conduit à l'émergence d' une erreur négative dans les systèmes de contrôle automatisés et les compteurs (AMR). La raison de ceci est l'apparition d' une erreur négative dans les capteurs de courant et de tension primaires, qui sont utilisées comme des transformateurs de courant et de tension. Cet article étudie les causes des erreurs et la façon d'éliminer le sous - dénombrement dans les systèmes d' électricité de mesure.

Les erreurs des transformateurs de courant (courant et angulaires) sont dues à la présence du courant magnétisant et calculées selon les formules [1, 2]:

erreur de courant

formule (1)


où LM - durée moyenne du flux magnétique dans la culasse, m; z2 - la résistance de la branche de courant secondaire (l'impédance du circuit secondaire et l'enroulement secondaire), Ohm; f - fréquence AC, Hz; SM - une vraie section transversale du circuit magnétique, m2; angle de phase entre la fem secondaire - j - angle de perte, et un E2 et le courant secondaire I2, deg.

erreur angulaire

(2)

La principale influence sur la valeur de l'erreur du transformateur de courant ont leur courant de charge et la valeur de la résistance du circuit secondaire. En ce qui concerne la réduction de la consommation d'énergie du courant de charge de l' industrie de transformation souvent ne dépasse pas 5 - 15%, ce qui conduit à une augmentation significative d'erreurs.

Les valeurs limites pour les erreurs en cours et l' angle des transformateurs de courant pour les mesures (selon GOST 7746-89) sont indiqués dans le tableau.

 

classe de précision

Courant primaire,% de la valeur nominale

limites d'erreur

Secondaire charge% de la valeur nominale à cos j = 20,8

courant

angulaire

min

grêle

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

Les résultats du calcul de l'erreur angulaire et les TPOL 600/5 transformateurs de courant de type courant, classe de précision 0,5, produit par les formules (1) et (2) sont présentés sur la Fig. 1 et 2 (ligne mince - courbe calculée, ligne continue - approximation). Voir le rapprochement et l' expression consentement critère calculé et courbes d' approximation représentée sur les figures.


Fig. 1


Fig. 2

Pour modifier la plage (1 - 10% 10 - 100%) du courant primaire de la valeur nominale des modèles mathématiques de transformateurs de courant les plus courantes erreurs courantes sont de la forme:

TPOL10- 600/5
Df [%] = 0,8428 * ln I1 - 1,9617 pour 1 <I1 <10%
Df [%] = 0,0841 * ln I1 - 0,3919 pour 10 <I1 <100%

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

TPSHFD10- 3000/5
Df [%] = 0,5986 * ln I1 - 1,2261 pour 1 <I1 <10%
Df [%] = 0,0597 * ln I1 - 0,1111 pour 10 <I1 <100%

Les valeurs du courant I1 primaire du transformateur de courant dans la formule doivent être substituées en tant que pourcentage de la valeur nominale.

Les recherches menées par les erreurs des transformateurs de courant à NICE, a montré une convergence acceptable des résultats théoriques et expérimentaux. Fig. 3 montre les résultats d'une étude expérimentale de TT de type TPLM10-200 / 5, classe de précision 0,5.

Les résultats de l'étude des erreurs en cours de différents types de transformateurs de courant avec un courant nominal primaire 75-600 A ont permis les conclusions suivantes:


Fig. 3

  1. dans la gamme du courant primaire de la valeur nominale de 1 - 25% de l'incertitude actuelle a un signe négatif;
  2. avec une augmentation de la valeur absolue du courant primaire de l'erreur de courant est réduite;
  3. Des études expérimentales confirment la validité du modèle mathématique du courant de l'erreur du transformateur de courant;
  4. tenir à jour les erreurs des transformateurs de courant dans la mesure permettra de réduire la quantité de déséquilibre pour les sous- stations;
  5. le nombre d'électricité vendus aux consommateurs, en raison des transformateurs de courant négatif erreurs sont inférieures à la valeur réelle; donc garder l'incertitude actuelle dans la mesure du transformateur de courant permettra une évaluation plus précise de la valeur de l' électricité fournie aux consommateurs et d' acquérir un avantage économique, qui sera évaluée.

La seconde source d'erreur de mesure de la puissance électrique est un transformateur de tension.

Selon [3, 4], la tension d'erreur est déterminée comme suit: DU = DUn Duh + (3)
où DUn - tension d'erreur due au courant de charge,%; Duh - erreur de tension en raison du courant de repos,%.

En utilisant un schéma de vecteur peut être exprimé avec une précision suffisante tension d'erreur les composants du transformateur comme suit:



où U2 - le transformateur de tension enroulement secondaire, V; IA- composant actif du courant de charge réduit à un enroulement secondaire du transformateur, A; R'1 - diminution de la résistance de l'enroulement primaire du transformateur, à l'enroulement secondaire, ohms; I'p - réduit la composante réactive du courant de charge réduit à l'enroulement secondaire du transformateur, A; x'1 - réactance de l'enroulement primaire du transformateur, à l'enroulement secondaire, Ohm primaire; I2 - courant charge du transformateur, A; r2 - résistance du secondaire du transformateur d' enroulement, Ohm; cosj2 - charge de facteur de puissance, rel. U.; x - impédance du transformateur inductif, ohms.

L'erreur angulaire du transformateur de tension est définie comme

.
où d'x - erreur angulaire provoquée par le courant de repos; D'n - erreur angulaire due au courant de charge.

Les composants des erreurs angulaires sont définies comme

;

Les résultats de calcul des erreurs de transformateurs de tension sont représentés sur la Fig. 4 et 5. La principale influence sur le transformateur de tension d'erreur a une valeur de charge secondaire I2.


Fig. 4


Fig. 5

La dépendance du facteur de puissance (le rapport de la tension de charge réelle de l'enroulement de transformateur secondaire par rapport à la valeur de la charge nominale) tension d'erreur de charge du transformateur a la forme

DU [%] = - 0,73 * Ks + 0,35
où Ks - Tension charge du transformateur sur le secondaire, rel. u

Les expressions obtenues pour les erreurs de tension et des transformateurs de courant, transformateurs permettent d'augmenter la précision du système de mesure au niveau des sous- stations.

La mise en oeuvre d' efficacité AMR est dépendante de la sous- station

  • du coût de la mise en œuvre de la RAM;
  • sur l'impact économique résultant de la mise en œuvre.

À l' heure actuelle l' électricité fournie comptabilité et le calcul du solde d'énergie dans la plupart des sous- stations est effectuée à l'aide de compteurs électromagnétiques, à l' exclusion des erreurs des transformateurs de courant et de tension.

Les transformateurs de tension sont souvent utilisés à l'enroulement secondaire du chargement dépassant les nominaux à plusieurs reprises, t. E. Une erreur négative. La plupart du transformateur de tension charger des périphériques qui y sont connectés, en particulier mètres électromagnétiques de mesure de l' énergie active. Par exemple, à la sous- station "Sverdlovsk" ensemble induction mètres de type SAZU-I670M que 4 W consommation d'énergie. À la suite de l' induction de l' AMR mètres sera remplacé par électronique - Type PN, consommation d'énergie dont la moitié - 2 watts.

Dans ce cas, le facteur de charge du transformateur de tension diminue jusqu'à une valeur de 1,1 fois et diminue le transformateur de tension d'erreur avec 1,15% à 0,5% d' ici. Réduction de la tension d' erreur du transformateur entraînera une augmentation de la précision de mesure de l' électricité est libérée pour les consommateurs.

Comptabilisation des erreurs actuelles des transformateurs de courant et de tension dans le système de mesure donne un effet économique. Pour évaluer l'impact économique de l'introduction de la RAM a été fait un calcul approximatif de la consommation annuelle d'électricité pour poste "Sverdlovsk" en raison des erreurs des transformateurs de courant et de tension. Le calcul a été effectué comme suit:

  1. Selon les données disponibles pour la journée typique d'hiver et d' été de l'année (1997 et 1998). Valeurs horaires calculées de puissance active (en tenant compte des erreurs des transformateurs de courant et de tension) dans les lignes entrantes et sortantes de la formule

    Rfakt = P * KI * KU,
    où P - valeurs horaires de puissance, déterminées par des relevés de compteur;
    KI - coefficient tenant compte du courant électrique de l'erreur du transformateur de courant, KU - coefficient tenant compte de l'erreur du transformateur de tension.

    KI = 1 - (Df I / 100), KU = 1 - (Df U / 100)
    Df I - courant de l'erreur du transformateur de courant, Df U - erreur du transformateur de tension.

     

  2. Nous avons déterminé la consommation d'énergie pour l' hiver typique et jour d'été, en tenant compte des erreurs de courant et de tension des transformateurs (Wz.fakt et Wl.fakt) et sans erreurs (Wl et Wz) pour les lignes entrantes et sortantes:

    Wz.fakt Rfakt.z = S,
    Wl.fakt Rfakt.l = S,
    Wz = S Ps,
    Wl = S Pn.

     

  3. Il calcule le montant de la consommation annuelle d'énergie active par des lignes entrantes et sortantes des formules

    Wg.fakt Wz.fakt * = Nz + Wl.fakt * Nl,
    Wg = Wz * Nz + Wl * Nl,
    où Nz = 213 et Nl = 152 - nombre d'hiver et d' été jours dans l'année.

     

  4. L'effet de la mise en oeuvre AMR est défini par la formule DW = SWg.fakt - SWG,
    où SWg.fakt et SWg - la consommation annuelle d'électricité de départs avec et sans les erreurs des transformateurs de courant et de tension, respectivement.

L' évaluation des effets économiques produira deux variantes.

  1. Si l' on tient compte des erreurs de mesure de courant des transformateurs de courant et de tension en réduisant les erreurs dues à des transformateurs électroniques à faible puissance compteurs l'effet est le suivant :

    selon les données de 1997, la
    DW = 331.021.094 à 326.683.013 = 4,338,081 kWh / an;

    selon les données de 1998, le
    DW = 294.647.641 à 290.512.594 = 4,135,047 kWh / an.

    En termes monétaires, l'effet économique (E) est égale à (si l' électricité coûte 0,4 roubles / kWh)
    E = 1735 ... 1.650.000. Roubles par an.

     

  2. Lorsque seulement de réduire les erreurs de transformateurs de tension en raison de puissance des compteurs électroniques bas l'effet est:

    selon les données de 1997, la
    DW = 328316428-326683013 = 1,633,415 kWh / an;

    selon les données de 1998, le
    DW = 292196976-290512594 = 1,684,382 kWh / an.

    En termes monétaires, l'effet économique est égal (lorsque le coût de l' électricité 0,4 roubles / kWh)
    E = 653 ... 674.000. Roubles par an.

En conclusion , nous pouvons tirer les conclusions suivantes:

  • réduction des charges dans un certain nombre de noeuds de réseau, ainsi que la réduction de l' industrie de la consommation d'énergie a conduit à des erreurs négatives dans les transformateurs de courant et donc à une sous - estimation commerciale de l' énergie consommée;
  • pour éliminer la sous - estimation de la consommation d'énergie est nécessaire d'introduire des facteurs de correction;
  • erreurs comptables des transformateurs de courant dans la mesure, ainsi qu'une diminution des erreurs des transformateurs de tension due à l'introduction de nouveaux compteurs électroniques conduisent à un effet économique important.