Підготовка вхідної інформації для автоматичної корекції похибок вимірювальних каналів струму систем керування електроенергетичними об’єктами
Розроблено алгоритм обчислення коригувальних поправок до виміряних модулів та кутів фазних струмів в залежності від значень цих струмів та способів одержання інформації про похибки трансформаторів струму. За цим алгоритмом розроблено програму підготовки вхідної інформації для корекції похибок вимі...
Gespeichert in:
| Datum: | 2016 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електродинаміки НАН України
2016
|
| Schriftenreihe: | Технічна електродинаміка |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135858 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Підготовка вхідної інформації для автоматичної корекції похибок вимірювальних каналів струму систем керування електроенергетичними об’єктами / Є.М. Танкевич, І.В. Яковлєв, Г.М. Варський, В.І. Паньків // Технічна електродинаміка. — 2016. — № 4. — С. 80-82. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-135858 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1358582018-06-16T03:10:30Z Підготовка вхідної інформації для автоматичної корекції похибок вимірювальних каналів струму систем керування електроенергетичними об’єктами Танкевич, Є.М. Яковлєва, І.В. Варський, Г.М. Паньків, В.І. Електроенергетичні системи та установки Розроблено алгоритм обчислення коригувальних поправок до виміряних модулів та кутів фазних струмів в залежності від значень цих струмів та способів одержання інформації про похибки трансформаторів струму. За цим алгоритмом розроблено програму підготовки вхідної інформації для корекції похибок вимірювальних каналів струму, застосування якої дозволяє максимально зменшити кількість операцій, що безпосередньо виконуються в засобі вимірювання, забезпечуючи при цьому необхідне підвищення точності вимірювального каналу. Разработан алгоритм вычисления корректирующих поправок к измеренным модулям и углам фазных токов в зависимости от значений этих токов и способов получения информации о погрешностях трансформаторов тока. На основе этого алгоритма разработана программа подготовки входной информации для коррекции погрешностей измерительных каналов тока, применение которой позволяет минимизировать количество операций, непосредственно выполняемых в средстве измерения, обеспечивая при этом необходимое повышение точности измерительного канала. The algorithm for calculating the corrections to the measurement module and phase of the currents depending on the values of these currents and how to obtain information about the errors of the current transformers is developed. On the basis of this algorithm, the program of preparation of input data for the correction of errors of the current measuring channels is developed. Its application allows minimizing the number of operations performed directly in the measuring tool while ensuring the necessary increasing of the accuracy of the measuring channel. 2016 Article Підготовка вхідної інформації для автоматичної корекції похибок вимірювальних каналів струму систем керування електроенергетичними об’єктами / Є.М. Танкевич, І.В. Яковлєв, Г.М. Варський, В.І. Паньків // Технічна електродинаміка. — 2016. — № 4. — С. 80-82. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. 1607-7970 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135858 621.3.001.5 uk Технічна електродинаміка Інститут електродинаміки НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Електроенергетичні системи та установки Електроенергетичні системи та установки |
| spellingShingle |
Електроенергетичні системи та установки Електроенергетичні системи та установки Танкевич, Є.М. Яковлєва, І.В. Варський, Г.М. Паньків, В.І. Підготовка вхідної інформації для автоматичної корекції похибок вимірювальних каналів струму систем керування електроенергетичними об’єктами Технічна електродинаміка |
| description |
Розроблено алгоритм обчислення коригувальних поправок до виміряних модулів та кутів фазних струмів в залежності
від значень цих струмів та способів одержання інформації про похибки трансформаторів струму.
За цим алгоритмом розроблено програму підготовки вхідної інформації для корекції похибок вимірювальних
каналів струму, застосування якої дозволяє максимально зменшити кількість операцій, що безпосередньо виконуються
в засобі вимірювання, забезпечуючи при цьому необхідне підвищення точності вимірювального каналу. |
| format |
Article |
| author |
Танкевич, Є.М. Яковлєва, І.В. Варський, Г.М. Паньків, В.І. |
| author_facet |
Танкевич, Є.М. Яковлєва, І.В. Варський, Г.М. Паньків, В.І. |
| author_sort |
Танкевич, Є.М. |
| title |
Підготовка вхідної інформації для автоматичної корекції похибок вимірювальних каналів струму систем керування електроенергетичними об’єктами |
| title_short |
Підготовка вхідної інформації для автоматичної корекції похибок вимірювальних каналів струму систем керування електроенергетичними об’єктами |
| title_full |
Підготовка вхідної інформації для автоматичної корекції похибок вимірювальних каналів струму систем керування електроенергетичними об’єктами |
| title_fullStr |
Підготовка вхідної інформації для автоматичної корекції похибок вимірювальних каналів струму систем керування електроенергетичними об’єктами |
| title_full_unstemmed |
Підготовка вхідної інформації для автоматичної корекції похибок вимірювальних каналів струму систем керування електроенергетичними об’єктами |
| title_sort |
підготовка вхідної інформації для автоматичної корекції похибок вимірювальних каналів струму систем керування електроенергетичними об’єктами |
| publisher |
Інститут електродинаміки НАН України |
| publishDate |
2016 |
| topic_facet |
Електроенергетичні системи та установки |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135858 |
| citation_txt |
Підготовка вхідної інформації для автоматичної корекції похибок вимірювальних каналів струму систем керування електроенергетичними об’єктами / Є.М. Танкевич, І.В. Яковлєв, Г.М. Варський, В.І. Паньків // Технічна електродинаміка. — 2016. — № 4. — С. 80-82. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
| series |
Технічна електродинаміка |
| work_keys_str_mv |
AT tankevičêm pídgotovkavhídnoíínformacíídlâavtomatičnoíkorekcíípohibokvimírûvalʹnihkanalívstrumusistemkeruvannâelektroenergetičnimiobêktami AT âkovlêvaív pídgotovkavhídnoíínformacíídlâavtomatičnoíkorekcíípohibokvimírûvalʹnihkanalívstrumusistemkeruvannâelektroenergetičnimiobêktami AT varsʹkijgm pídgotovkavhídnoíínformacíídlâavtomatičnoíkorekcíípohibokvimírûvalʹnihkanalívstrumusistemkeruvannâelektroenergetičnimiobêktami AT panʹkívví pídgotovkavhídnoíínformacíídlâavtomatičnoíkorekcíípohibokvimírûvalʹnihkanalívstrumusistemkeruvannâelektroenergetičnimiobêktami |
| first_indexed |
2025-07-10T00:15:12Z |
| last_indexed |
2025-07-10T00:15:12Z |
| _version_ |
1837216851467173888 |
| fulltext |
80 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2016. № 4
УДК 621.3.001.5
ПІДГОТОВКА ВХІДНОЇ ІНФОРМАЦІЇ ДЛЯ АВТОМАТИЧНОЇ КОРЕКЦІЇ ПОХИБОК
ВИМІРЮВАЛЬНИХ КАНАЛІВ СТРУМУ СИСТЕМ КЕРУВАННЯ
ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИЧНИМИ ОБ’ЄКТАМИ
Є.М.Танкевич, докт.техн.наук, І.В.Яковлєва, канд.техн.наук, Г.М.Варський, канд.техн.наук, В.І.Паньків
Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна. e-mail: ivya@ied.org.ua
Розроблено алгоритм обчислення коригувальних поправок до виміряних модулів та кутів фазних струмів в за-
лежності від значень цих струмів та способів одержання інформації про похибки трансформаторів струму.
За цим алгоритмом розроблено програму підготовки вхідної інформації для корекції похибок вимірювальних
каналів струму, застосування якої дозволяє максимально зменшити кількість операцій, що безпосередньо ви-
конуються в засобі вимірювання, забезпечуючи при цьому необхідне підвищення точності вимірювального ка-
налу. Бібл. 4, рис. 2.
Ключові слова: вимірювальний канал струму, трансформатор струму, корекція похибок вимірювання.
Широке застосування технології векторних вимірювань в енергетиці призводить до підвищення вимог
до точності вимірювань, які неможливо задовольнити без спеціальних заходів. Важливість компенсації систе-
матичних похибок вимірювальних каналів (ВК) для підвищення їхньої точності засвідчили проведені теоретич-
ні дослідження та досвід експлуатації систем векторних вимірювань, зокрема в США та Італії [3,4].
Ефективним способом підвищення точності вимірювання векторів струму є введення до виміряних зна-
чень модуля та фази сигналу поправок, які виключають систематичні похибки трансформаторів струму (ТС), що
входять до складу ВК [1]. Це дозволяє зменшити сумарну похибку ВК у 2−4 рази. Для реалізації цієї технології
недостатньо довідкових даних про тип трансформаторів, необхідно мати інформацію про їхні метрологічні харак-
теристики або характеристики намагнічування, про значення та характер їхнього вторинного навантаження.
Похибки ТС і, відповідно, значення коригувальних поправок залежать, насамперед, від величини вхід-
ного струму та величини і характеру вторинного навантаження ТС. Тому найкращого результату в підвищенні
точності вимірювання можна досягти, обчислюючи поправку на кожному кроці корекції з урахуванням плин-
них значень трифазної системи вхідних струмів та вторинних навантажень ТС. Це потребує постійного вико-
нання додаткових вимірювань та значних обчислювальних потужностей коригувального модуля.
Однак, як показують проведені дослідження, за умови незначної (до 10%) несиметрії вхідних сигналів,
що характерно для більшості нормальних режимів роботи енергосистеми, зміною вторинних навантажень фаз-
них ТС та їхніх похибок від цього фактору можна знехтувати. Зважаючи на це, а також на стабільність структу-
ри ВК та метрологічних характеристик його компонентів, можна значну частину роботи з визначення коригу-
вальних поправок виконати заздалегідь на етапі підготовки даних. Це дозволяє зменшити кількість операцій,
які виконуються в режимі “on-line”, і значно спростити підсистему корекції похибок ВК у складі засобу вимі-
рювання параметрів режимів енергосистем. Метою даної роботи є створення засобу підготовки вхідної інфор-
мації для корекції похибок ВК струму систем керування за умови стабільності вторинного навантаження ТС.
Інформацію про похибки ТС, які необхідно знати для визначення коригувальних поправок, можна от-
римати такими способами:
1) експериментальне визначення похибок ТС при реальному вторинному навантаженні;
2) розрахунок похибок ТС при реальному вторинному навантаженні за індивідуальними метрологічними харак-
теристиками, встановленими за результатами їхньої метрологічної атестації;
3) розрахунок похибок ТС за його параметрами, включаючи і характеристику намагнічування, при реальному
вторинному навантаженні.
Незалежно від способу отримання даних про похибки ТС вхідною інформацією для кориктувального мо-
дуля є залежності поправок до модулів та кутів фазних струмів від значень цих струмів для наперед визначеного
значення вторинного навантаження ТС, яке має знаходитись у межах, нормованих відповідними стандартами.
Струмові та кутові похибки ТС у ході метрологічної атестації визначають диференційним (нульовим)
методом з використанням взірцевого ТС і компаратора вторинних струмів відповідно до ДСТУ 6097:2009. По-
хибки визначають при первинному струмі 1%, 5%, 20%, 100% і 120% від номінального значення струму і двох
значеннях вторинного навантаження – номінальному і нульовому (замкненій накоротко вторинній обмотці).
При неможливості виміряти похибки при нульовій потужності визначають похибки при нижній границі допус-
тимого діапазону потужності навантаження, тобто при потужності навантаженні 0,25 номінального значення. В
цьому випадку похибки при нульовій потужності обчислюють. Послідовність виконання вимірювань − від мі-
німального значення струму з подальшим його збільшенням до максимального.
© Танкевич Є.М., Яковлєва І.В., Варський Г.М., Паньків В.І., 2016
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2016. № 4 81
Визначення опору Zнф і кута ϕнф вторинного навантаження фазних ТС виконують за місцем експлуата-
ції при живленні від зовнішнього джерела струму або при струмі робочого навантаження, вимірюючи струм у
навантаженні та напругу в ланцюгу. Значення похибок ТС при цьому навантаженні визначають за результатами
метрологічної атестації [2]
( ) ( ) ( ) ( )[ ]номнффномфномнффномф
ном
нф
фнф ff
Z
Z
ff ϕϕδδϕϕ −×−−−×−+= sincos 000 ,
( ) ( ) ( ) ( )[ ]номнффномфномнффномф
ном
нф
фнф ff
Z
Z
ϕϕϕϕδδδδ −×−+−×−+= sincos 000 ,
де fнф і δнф – похибки ТС при дійсному значенні навантаження; fномф і δномф – похибки фазних ТС при номіналь-
ному навантаженні; f0ф і δ0ф – похибки фазних ТС при нульовій потужності навантаження; Zном – значення опо-
ру номінального вторинного навантаження ТС; ϕном – кут номінального навантаження ТС; ф=А, В, С.
Номінальне вторинне навантаження Zном розраховують за значеннями номінальної потужності вторин-
ного навантаження Sном (cosϕном = 0,8) і номінальним вторинним струмом Iном.
Для розрахункового визначення похибок фазних ТС необхідно мати інформацію про геометричні пара-
метри осердя ТС, зокрема його середню довжину та площу перерізу; параметри вторинної обмотки – кількість
витків, активний та індуктивний опори; характеристики намагнічування і кута магнітних втрат ТС; значення вто-
ринних навантажень фазних ТС. Слід зазначити, що на відміну від геометричних параметрів осердя, інформація
щодо яких є у довідкових даних на даний тип ТС, характеристики намагнічування і кута магнітних втрат ТС
мають бути визначені експериментально для кожного з трансформаторів. Необхідність цього обумовлена тим,
що відхилення конструктивних параметрів, зміна магнітних характеристик матеріалу магнітопроводу, що вини-
кають у процесі виробництва, неідентичність виконання вторинної обмотки, тощо зумовлюють різницю в мет-
рологічних характеристиках окремих ТС одного типу, яка не залежить від експлуатаційних факторів. Зазвичай
використовують пропорційні характеристикам намагнічування вольт-амперні характеристики ТС, зняті при
практично синусоїдальній напрузі за допомогою вольтметра, що реагує на середнє абсолютне значення напру-
ги, і амперметра, що реагує на діюче значення струму. Для цього ТС попередньо від’єднують від вторинного
навантаження і розмагнічують. Для точнішого розрахунку похибок ТС необхідно знати залежність кута втрат у
сталі від амплітуди магнітної індукції, яку вимірюють при визначенні характеристики намагнічування осердя,
як кут зсуву між напругою на індукційній обмотці і струмом намагнічування, використовуючи фазометр.
Блок-схему алгоритму підготовки вхідної інформації для кориктувального модуля в залежності від спо-
собу одержання інформації про похибки ТС показано на рис. 1. За даним алгоритмом розроблено програму, яка
написана на мові програмування С#. У
програмі також передбачено підготовку ін-
формації для коригування похибок вимі-
рювання напруги. Тип каналу, струму чи
напруги, для якого буде здійснена підгото-
вка вхідної інформації, обирається у вікні
запуску програми. У цьому вікні передба-
чено можливий вибір одного із трьох вка-
заних вище способів підготовки вхідної ін-
формації для корекції похибок ВК струму,
обумовлений наявною інформацією про
параметри або похибки фазних ТС. Далі
відповідно до обраного способу послідов-
но відкриваються вікна для введення необ-
хідної інформації. За даними про похибки
ТС, одержаними в результаті експеримен-
ту або обчисленими в програмі, розрахову-
ються коригувальні поправки, а саме: кое-
фіцієнт, на який множиться виміряне зна-
чення струму, КI =1–f, де f – струмова по-
хибка фазного ТС, та значення фазної по-
хибки ТС, яке використовується для корек-
ції кута струму. Для розрахунку поправок за
проміжних значень струмів у програмі реа-
лізовано інтерполяцію кубічним сплайном.
Перевірку ефективності розробле-
ної програми проведено з використанням
фізичної моделі трифазного ВК струму і
еталона-калібратора електричної потужнос-
Визначення способу
одержання інформації
про похибки фазних ТС:
Експеримент при
реальному вторинному
навантаженні
Результати
повірки ТС
Розрахунок за
параметрами ТС
Похибки ТС при
реальному вторинному
навантаженні
Введення даних
Результати повірки ТС;
значення вторинного
навантаження
Параметри осердя і
обмоток ТС; характери-
стика намагнічування;
значення вторинного
навантаження
Розрахунок похибок ТС
при реальному значенні
вторинного навантаження
Обробка даних
Розрахунок похибок ТС за
параметрами ТС при
реальному значенні
вторинного навантаження
Таблиця корегувальних
поправок для модулів та
кутів фазних струмів від
значення струму
до корегувального
модуля
Рис. 1
82 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2016. № 4
ті FLUKE 6130A. Зважаючи на те, що параметри моде-
лей ТС включно з їхніми ВА-характеристиками та харак-
теристиками кутів магнітних втрат, а також похибки ТС
при заданому навантаженні відомі, для підготовки вхід-
ної інформації кориктувального модуля було використа-
но способи 1 та 3. Приклад вікна введення даних за спо-
собом 1 наведено на рис. 2. Випробовування роботи фі-
зичної моделі ВК струму з кориктувальним модулем під-
твердили ефективну роботу розробленої програми підго-
товки даних і значне (більше, ніж у 3 рази) зменшення
похибок вимірювання струмів у результаті корекції.
Використання розробленої програми забезпечує
впорядкованість, спрощення і автоматизацію виконання
значної кількості операцій з одержання, попередньої обро-
бки та підготовки вхідних даних для корекції похибок ви-
мірювальних каналів струму систем керування електро-
енергетичних об’єктів, що сприятиме підвищенню точнос-
ті вимірювань векторів струмів та ефективності керування.
1. Варський Г.М., Сопель М.Ф., Танкевич Є.М., Яковлєва І.В. Корекція похибок вимірювальних каналів струму в засобах
моніторингу нормального режиму енергосистеми // Технічна електродинаміка. – 2014. – №5. – С. 71–73.
2. Трансформатори струму. Програма та методика державної метрологічної атестації. МДУ 001/08-2000.– К.: Укрметртест-
стандарт, 2000.
3. Cirio D., Lucarella D., Giannuzzi G., Tuosto F. Wide area monitoring in the Italian power system: architecture, functions and
experiences // European Transactions on Electrical Power. − 2011. − Vol. 21. − Pp. 1541–1556.
4. Zhenyu H., Kasztenny B., Madani V. Performance Evaluation of Phasor Measurement Systems // Power and Energy Society Ge-
neral Meeting - Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Cent., IEEE, July 2008. – Pp. 1-7.
ПОДГОТОВКА ВХОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ ПОГРЕШНОСТЕЙ
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ ТОКА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ
Е.Н.Танкевич, докт.техн.наук, И.В.Яковлева, канд.техн.наук, Г.М.Варский, канд.техн.наук, В.И.Панькив
Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина. e-mail: ivya@ied.org.ua
Разработан алгоритм вычисления корректирующих поправок к измеренным модулям и углам фазных токов в зависимости
от значений этих токов и способов получения информации о погрешностях трансформаторов тока. На основе этого ал-
горитма разработана программа подготовки входной информации для коррекции погрешностей измерительных каналов
тока, применение которой позволяет минимизировать количество операций, непосредственно выполняемых в средстве
измерения, обеспечивая при этом необходимое повышение точности измерительного канала. Библ. 4, рис. 2.
Ключевые слова: измерительный канал тока, трансформатор тока, коррекция погрешностей измерения.
PREPARATION OF INPUT DATA FOR THE AUTOMATIC CORRECTION OF ERRORS OF THE CURRENT
MEASURING CHANNELS OF ELECTRICAL POWER OBJECTS CONTROL SYSTEMS
E.M. Tankevich, I.V. Yakovlieva, G.M. Varskyi, V.I. Pankiv
Institute of Electrodynamics National Academy of Science of Ukraine,
pr. Peremohy, 56, Kyiv-57, 03680, Ukraine. e-mail: ivya@ied.org.ua
The algorithm for calculating the corrections to the measurement module and phase of the currents depending on the values of these
currents and how to obtain information about the errors of the current transformers is developed. On the basis of this algorithm, the
program of preparation of input data for the correction of errors of the current measuring channels is developed. Its application allows
minimizing the number of operations performed directly in the measuring tool while ensuring the necessary increasing of the accuracy of
the measuring channel. References 4, figures 2.
Key words: measuring channel of current, current transformer, correction of measuring errors.
1. Varskyi G.M., Sopel M.F., Tankevich E.M., Yakovlieva I.V. Correction of errors of the measuring channels of current in the moni-
toring tools of power system normal mode // Tekhnichna Elektrodynamika. – 2014. – No 5. – Pp. 71–73. (Rus)
2. Current transformers. Program and procedure of state metrological certification. MDU 001/08-2000. – Kyiv: Ukrmetrteststandart,
2000. (Rus)
3. Cirio D., Lucarella D., Giannuzzi G., Tuosto F. Wide area monitoring in the Italian power system: architecture, functions and
experiences // European Transactions on Electrical Power. – 2011. – Vol. 21. − Pp. 1541–1556.
4. Zhenyu H., Kasztenny B., Madani V. Performance Evaluation of Phasor Measurement Systems // Power and Energy Society Ge-
neral Meeting - Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Cent., IEEE, July 2008. – Pp. 1–7.
Надійшла 03.02.2016
Остаточний варіант 11.04.2016
Рис. 2
|