Вимірювання електроенергії в умовах несиметрії струмів за часткової відмови системи обліку
Досліджено процес вимірювання електроенергії електронними лічильниками в умовах часткової відмови функціонування системи обліку електроенергії. Одержано формули для визначення величин коригувальних коефіцієнтів, що дозволяють компенсувати похибку вимірювання електроенергії, спричинену частковою в...
Saved in:
| Published in: | Технічна електродинаміка |
|---|---|
| Date: | 2016 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут електродинаміки НАН України
2016
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/135842 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Вимірювання електроенергії в умовах несиметрії струмів за часткової відмови системи обліку / П.П. Говоров, В.В. Момот // Технічна електродинаміка. — 2016. — № 4. — С. 89-91. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-135842 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Говоров, П.П. Момот, В.В. 2018-06-15T15:37:24Z 2018-06-15T15:37:24Z 2016 Вимірювання електроенергії в умовах несиметрії струмів за часткової відмови системи обліку / П.П. Говоров, В.В. Момот // Технічна електродинаміка. — 2016. — № 4. — С. 89-91. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. 1607-7970 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/135842 628.93.001 Досліджено процес вимірювання електроенергії електронними лічильниками в умовах часткової відмови функціонування системи обліку електроенергії. Одержано формули для визначення величин коригувальних коефіцієнтів, що дозволяють компенсувати похибку вимірювання електроенергії, спричинену частковою відмовою функціонування в умовах несиметрії струмів. Визначено коригувальні коефіцієнти за різних варіантів відмов з урахуванням несиметрії струмів. Исследовано процесс измерения электроэнергии электронными счетчиками при частичном отказе функционирования системы учета электроэнергии. Получено формулы для определения величин корректирующих коэффициентов, которые позволяют скомпенсировать погрешность измерения электроэнергии, вызванную частичным отказом функционирования в условиях несимметрии токов. Определены корректирующие коэффициенты при разных вариантах отказов с учетом несимметрии токов. The process of measurement of electric energy electronic meters for partial refusal of functioning of the electricity metering system have been research. The formulas for definition of values of correction coefficients that allow to compensate the measurement error of electricity, caused by a partial refusal of functioning in conditions of unbalance currents, have been received. Have been defined correction coefficients by different types of refusal and taking into account current unbalance. uk Інститут електродинаміки НАН України Технічна електродинаміка Електроенергетичні системи та установки Вимірювання електроенергії в умовах несиметрії струмів за часткової відмови системи обліку Измерения электроэнергии в условиях несимметрии токов при частичном отказе системы учета The measurement of electric energy in conditions current unbalance for partial refusal of metering system Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Вимірювання електроенергії в умовах несиметрії струмів за часткової відмови системи обліку |
| spellingShingle |
Вимірювання електроенергії в умовах несиметрії струмів за часткової відмови системи обліку Говоров, П.П. Момот, В.В. Електроенергетичні системи та установки |
| title_short |
Вимірювання електроенергії в умовах несиметрії струмів за часткової відмови системи обліку |
| title_full |
Вимірювання електроенергії в умовах несиметрії струмів за часткової відмови системи обліку |
| title_fullStr |
Вимірювання електроенергії в умовах несиметрії струмів за часткової відмови системи обліку |
| title_full_unstemmed |
Вимірювання електроенергії в умовах несиметрії струмів за часткової відмови системи обліку |
| title_sort |
вимірювання електроенергії в умовах несиметрії струмів за часткової відмови системи обліку |
| author |
Говоров, П.П. Момот, В.В. |
| author_facet |
Говоров, П.П. Момот, В.В. |
| topic |
Електроенергетичні системи та установки |
| topic_facet |
Електроенергетичні системи та установки |
| publishDate |
2016 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Технічна електродинаміка |
| publisher |
Інститут електродинаміки НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Измерения электроэнергии в условиях несимметрии токов при частичном отказе системы учета The measurement of electric energy in conditions current unbalance for partial refusal of metering system |
| description |
Досліджено процес вимірювання електроенергії електронними лічильниками в умовах часткової відмови
функціонування системи обліку електроенергії. Одержано формули для визначення величин коригувальних коефіцієнтів,
що дозволяють компенсувати похибку вимірювання електроенергії, спричинену частковою
відмовою функціонування в умовах несиметрії струмів. Визначено коригувальні коефіцієнти за різних варіантів
відмов з урахуванням несиметрії струмів.
Исследовано процесс измерения электроэнергии электронными счетчиками при частичном отказе функционирования
системы учета электроэнергии. Получено формулы для определения величин корректирующих
коэффициентов, которые позволяют скомпенсировать погрешность измерения электроэнергии, вызванную
частичным отказом функционирования в условиях несимметрии токов. Определены корректирующие
коэффициенты при разных вариантах отказов с учетом несимметрии токов.
The process of measurement of electric energy electronic meters for partial refusal of functioning of the electricity
metering system have been research. The formulas for definition of values of correction coefficients that allow to
compensate the measurement error of electricity, caused by a partial refusal of functioning in conditions of unbalance
currents, have been received. Have been defined correction coefficients by different types of refusal and taking into
account current unbalance.
|
| issn |
1607-7970 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/135842 |
| citation_txt |
Вимірювання електроенергії в умовах несиметрії струмів за часткової відмови системи обліку / П.П. Говоров, В.В. Момот // Технічна електродинаміка. — 2016. — № 4. — С. 89-91. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT govorovpp vimírûvannâelektroenergíívumovahnesimetríístrumívzačastkovoívídmovisistemioblíku AT momotvv vimírûvannâelektroenergíívumovahnesimetríístrumívzačastkovoívídmovisistemioblíku AT govorovpp izmereniâélektroénergiivusloviâhnesimmetriitokovpričastičnomotkazesistemyučeta AT momotvv izmereniâélektroénergiivusloviâhnesimmetriitokovpričastičnomotkazesistemyučeta AT govorovpp themeasurementofelectricenergyinconditionscurrentunbalanceforpartialrefusalofmeteringsystem AT momotvv themeasurementofelectricenergyinconditionscurrentunbalanceforpartialrefusalofmeteringsystem |
| first_indexed |
2025-11-25T23:07:44Z |
| last_indexed |
2025-11-25T23:07:44Z |
| _version_ |
1850578724350590976 |
| fulltext |
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2016. № 4 89
УДК 628.93.001
ВИМІРЮВАННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ В УМОВАХ НЕСИМЕТРІЇ СТРУМІВ
ЗА ЧАСТКОВОЇ ВІДМОВИ СИСТЕМИ ОБЛІКУ
П.П. Говоров1, докт.техн.наук, В.В. Момот2
1Харківський національний університет міського господарства ім. О.М. Бекетова,
вул. Революції, 12, Харків, 61002, Україна. E-mail: govorov_fp@mail.ru
2ПАТ “Полтаваобленерго”,
вул. Ст. Поділ, 5, Полтава, 36022, Україна.
Досліджено процес вимірювання електроенергії електронними лічильниками в умовах часткової відмови
функціонування системи обліку електроенергії. Одержано формули для визначення величин коригувальних ко-
ефіцієнтів, що дозволяють компенсувати похибку вимірювання електроенергії, спричинену частковою
відмовою функціонування в умовах несиметрії струмів. Визначено коригувальні коефіцієнти за різних варіантів
відмов з урахуванням несиметрії струмів. Бібл. 4, табл. 1, рис. 3.
Ключові слова: коригувальний коефіцієнт, система обліку, відмова функціонування.
Як відомо [1, 2], наявність прихованих часткових відмов функціонування (ВФ) систем обліку електро-
енергії (СОЕ), спричинених повними ВФ засобів вимірювання у складі СОЕ, призводить до збитків через вико-
ристання недостовірної вимірювальної інформації внаслідок виникнення похибки вимірювання електроенергії.
Тому постає питання щодо підвищення достовірності результатів вимірювання електроенергії СОЕ у трифазних
електромережах за рахунок компенсації даної похибки.
У роботі [2] для СОЕ високої напруги на основі двохелементних індукційних лічильників електро-
енергії (ЛЕ) за умови симетричного навантаження, було проаналізовано варіанти порушень у схемах обліку та
запро-поновано коригувальний коефіцієнт (КК) для визначення величини недообліку електроенергії. Однак не
дослідженим залишається процес вимірювання електроенергії триелементними ЛЕ за ВФ за несиметрії струмів.
Згідно з визначенням,
наведеним у [3], СОЕ представ-
ляє собою вимірювальний комп-
лекс (ВК), який є сукупністю
обладнання та засобів вимірю-
вальної техніки, з’єднаних між
собою за встановленою схемою,
з метою забезпечення вимірю-
вання та обліку електроенергії в
заданій точці електричної мере-
жі. У відповідності до [4], згідно
з розробленою класифікаціею
(рис. 1), в залежності від схеми
з’єднання трансформаторів
струму (ТС) і наявності транс-
форматорів напруги (ТН) (неза-
лежно від кількості і схеми
з’єднання ТН) та характеру відмови каналу вимірювання (КВ), можна виділити типи СОЕ високої напруги (ВН)
(що характеризуються наявністю ТН) та низької напруги (НН) на основі двох- та триелементних ЛЕ для три- та
чотирипровідних мереж (таблиця). Варіанти відмов наведені для раптових незалежних повних ВФ засобів
вимірювання у складі СОЕ, що призводять до часткової ВФ прихованого характеру СОЕ.
№
з/п Тип СОЕ Тип ЕМ Схема з’єднання
елементів СОЕ Варіант відмови функціонування СОЕ для визначення КК
1 СОЕ -ІВН 3-пров. 2-ел. ЛЕ+2ТС+ТН IA; IC ; IA
/; IC
/; IA
//; IC
//; UA; UB; UC; UA
/;UB
/; UC
/
2 СОЕ -ІІВН 3-пров. 3-ел. ЛЕ+2ТС+ТН IA; IC ; IA
/; IВ/; IC
/; IA
//; IC
//; UA; UB; UC; UA
/;UB
/; UC
/
3 СОЕ -ІІІВН 3-пров. 3-ел. ЛЕ+3ТС+ТН IA; IВ; IC ; IA
/; IВ/; IC
/; IA
//; IВ//; IC
//;UA;UB;UC; UA
/;UB
/;UC
/
4 СОЕ -ІVНН 4-пров. 3-ел. ЛЕ+3ТС IA; IВ; IC ; IA
/; IВ/; IC
/; IA
//; IВ//; IC
//;UA;UB;UC;UA
/; UB
/; UC
/
5 СОЕ -VНН 4-пров. 3-ел. ЛЕ IA
/; IВ/; IC
/; UA;UB;UC; UA
/; UB
/; UC
/
© Говоров П.П., Момот В.В., 2016
ВК – ХХ ХХ ХХ ХХ . ХХ ХХ
Тип ЛЕ:
1) 2Е – 2-елементний;
2) 3Е – 3-елементний.
Кількість ТС:
1) 00 – відсутні ТС;
2) 2Т – два ТС;
3) 3Т – три ТС.
Схема зє?днання ТС:
1) 00 – відсутні ТС;
2) 01 – „неповна зірка”;
3) 02 – „зірка”.
Наявність ТН:
1) 00 –відсутній ТН;
2) ТН – наявний ТН.
Код у разі
виявлення ВФ
Варіант відмови функціонування:
1) ІА – коло струму за ф.«А»;
2) ІА/ – КВ струму за ф. «А»;
3) ІА//– закороч. кола струму за ф.«А»;
4) ІВ – коло струму за ф. «В»;
5) ІВ/ – КВ струму за ф. «В»;
6) ІВ//– закороч. кола струму за ф.«В»;
7) ІС – коло струму за ф. «С»;
8) ІС/ – КВ струму за ф. «С»;
9) ІС//– закороч. кола струму за ф.«С»;
10) UА – коло напруги за ф.«А»;
11) UВ – коло напруги за ф. «В»;
12) UС – коло напруги за ф. «С».
13) UА/– КВ напруги за ф.«А»;
14) UB/– КВ напруги за ф.«B»;
15) UC/– КВ напруги за ф.«C».
Система струмів:
1) I1 – симетрична;
2) І2 – пряма та зворотна
послідовності;
3) І0 – пряма, зворотна та
нульова послідовності.
Рис. 1
90 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2016. № 4
У відповідності до [2] величина відносної похибки вимірювання активної електроенергії (потужності),
спричиненої частковою відмовою функціонування СОЕ (через повну ВФ елементу за однією з фаз), становить
ВФ ДІЙСН
ДІЙСН
11
. 1 1 1
.
m m m
P k k k
k k k
P P
P P P
P
δ
−−
= = =
⎛ ⎞ ⎛ ⎞−
= = − ⋅⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟
⎝ ⎠ ⎝ ⎠
∑ ∑ ∑ , (1)
де РВФ, РДІЙСН .– діючі значення активної потужності, виміряної за ВФ та за справного стану СОЕ відповідно;
Pk – діюче значення активної потужності k-ї фази; k=1 – перша за порядком зростання фаза (прямий порядок
чергування фаз), елементи якої не зазнали ВФ; m – загальна кількість фаз (m=3 − для трифазної мережі); (m-1) –
загальна кількість фаз без урахування однієї фази, елементи якої зазнали ВФ.
Із (1) отримуємо значення виміряної активної потужності, що відповідає справному стану СОЕ
( ) КОР.
1
11
1
1
1
ДІЙСН. 1 KPPPP
m
k
k
m
k
kP
m
k
k ⋅==+⋅= ∑∑∑
−
==
−
−
=
δ . (2)
Відповідно із (2) отримуємо значення КК до величини електроенергії (потужності) трифазної мережі,
виміряної триелементним ЛЕ з похибкою, спричиненою ВФ елементу СОЕ за однією з фаз
КОР.3ел.
-11
1 1 1 2 2 2 3 3 3
1 1
cos cos cos
cos cos
m m-
k k
k k k k q k q k qk k
U I U I U I
K P P
U I U I
ϕ ϕ ϕ
ϕ ϕ+ + += =
⎛ ⎞ + +
= ⋅ =⎜ ⎟⎜ ⎟ +⎝ ⎠
∑ ∑ , (3)
де U1, U2, U3, Uk, I1, I2, I3, Ik – діючі значення фазної напруги та струму
відповідно за фазами; φ1, φ2, φ3, φk – кут зсуву фаз між струмом та фазною
напругою відповідно за фазами; k-а фаза – перша за порядком зростання фаза
(прямий порядок чергування фаз), елементи якої не зазнали ВФ; q – число, що
враховує наявність ВФ у одній із фаз: q=1 – наявність ВФ у першій або третій
фазах; q=2 – наявність ВФ у другій фазі.
Відповідно до [4] для СОЕ – ІІВН на вхід струмового кола умовно за
фазою В триелементного ЛЕ (другий елемент ЛЕ) подається геометрична сума
векторів струмів ĪА та ĪС з протилежним знаком: ĪВ=-(ĪА+ĪС). На рис. 2. показано
векторну діаграму струмів та напруг для триелементного ЛЕ у складі СОЕ – ІІВН.
Із урахуванням проекції суми векторів струмів IА та IС на вісь 0UВ (рис. 2) значення проекції струму IВ
на вісь 0UВ становить
( ) ( )0 0cos 60 cos 60 cos / 3 cos / 3( ) ( )I I I I IB A A C C A CA Cϕ ϕ ϕ π ϕ π= − ⋅ + + − ⋅ − = ⋅ + + ⋅ − . (4)
Підставивши (4) у (3), з урахуванням позначення фаз 1 – А, 2 – В та 3 – С, отримаємо
( ) ( )( )
КОР.3-ел
1 1 1 2 1 1 3 3 3 3cos cos / 3 cos / 3 cos
cos cos.
3
k k k k q k q k q
U I U I I U I
K
U I U I
ϕ ϕ π ϕ π ϕ
ϕ ϕ+ + +
+ + + − +
=
+
. (5)
Використовуючи (5), з урахуванням несиметрії струмів та положення векторів струму і напруги на рис.
2, можна отримати за симетричної системи напруг величини КК для СОЕ − ІІВН. Зокрема, за ВФ кіл струму за
фазами А та С значення КК для ВК–3Е2Т01ТН.І2ІА та ВК–3Е2Т01ТН.І2ІС відповідно становлять
( )
( ).
cos / 6
1
cos / 6
AA
KOP IA
C C
I
K
I
ϕ π
ϕ π
+
= ⋅ +
−
; ( )
( ).
cos / 6
1
cos / 6
CC
KOP IC
A A
I
K
I
ϕ π
ϕ π
−
= ⋅ +
+
. (6)
За результатами експериментальних досліджень за симетричної системи напруг на рис. 3 показано
графіки залежності відносної похибки вимірювання електроенергії від коефіцієнта потужності та коефіцієнта
несиметрії струмів для триелементних ЛЕ у складі СОЕ − ІІВН за ВФ: а − кола струму за фази А: ВК–
3Е2Т01ТН.І2ІА; б − кола струму за фази С: ВК–3Е2Т01ТН.І2ІС (на графіках по осі абсцис відкладено значення
кута зсуву фаз між струмом та напругою за фазою А, що є вихідним параметром мережі за відсутності ВФ). Як
вихідні параметри мережі, відносно яких змінюються значення струму ІС та кута зсуву фаз φС, прийнято
значення струму ІА та кута зсуву фаз φА за відсутності ВФ. Відповідно, із графіка рис. 3, а видно, що за відмови
кола струму за фазою А зі збільшенням несиметрії струмів (IC /IA) величина відносної похибки вимірювання
електроенергії зменшується. Аналогічно із графіка рис. 3, б бачимо, що за відмови кола струму за фазою С із
збільшенням несиметрії струмів величина відносної похибки вимірювання електроенергії збільшується.
Визначені КК за (6) дозволяють компенсувати похибку вимірювання із врахуванням її динаміки.
Інформацію про величину струму і значення кута зсуву фаз між струмом і напругою у колі (каналі)
вимірювання, що зазнав ВФ, можна отримати із архівних даних профілю навантаження, зафіксованого
електронним ЛЕ, або за допомогою інструментальних вимірювань відповідних параметрів мережі.
Отже, одержані за симетричної системи напруг величини КК за різних варіантів ВФ можуть бути
застосовані для компенсації похибки вимірювання, спричиненої частковою відмовою функціонування СОЕ за
наявності несиметрії струмів, що дозволяє підвищити в цілому достовірність вимірювання електроенергії СОЕ
у трифазних мережах.
30
о
о
-
UC
120
? А
? В
? С
UA
UB
В-I
СI
120о
0
AI
60о
A-I
IВ
C-I
UC-IВ СI
60
о
UB-
30о
? А
? С
Рис. 2
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2016. № 4 91
1. Гольдберг О.Д. Определение правильности схем включения счетчиков в электроустановках
напряжением выше 1000 В и действительного расхода электроэнергии по счетчикам с неправильными схемами
включения. – Харьков: Энергосбыт «Харьковэнерго», 1998. – 20 с.
2. Минин Г.П. Измерение электроэнергии. – М.: Энергия, 1974. – 103 c.
3. Правила улаштування електроустановок. – Х.: Індустрія, 2014. – 800 с.
4. Рощин В.А. Схемы включения счетчиков электрической энергии. – М.: Из-во НЦ ЭНАС, 2002. – 62 с.
УДК 628.93.001
ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В УСЛОВИЯХ НЕСИММЕТРИИ ТОКОВ ПРИ ЧАСТИЧНОМ
ОТКАЗЕ СИСТЕМЫ УЧЕТА
Ф.П. Говоров1, В.В. Момот2
1Харьковский национальный университет городского хозяйства им. А.Н. Бекетова,
ул. Революции, 12, Харьков, 61002, Украина. E-mail: govorov_fp@mail.ru
2ПАТ “Полтаваоблэнерго”,
ул. Ст. Подол, 5, Полтава, 36022, Украина.
Исследовано процесс измерения электроэнергии электронными счетчиками при частичном отказе функци-
онирования системы учета электроэнергии. Получено формулы для определения величин корректирующих
коэффициентов, которые позволяют скомпенсировать погрешность измерения электроэнергии, вызванную
частичным отказом функционирования в условиях несимметрии токов. Определены корректирующие
коэффициенты при разных вариантах отказов с учетом несимметрии токов. Библ. 4, табл. 1, рис. 3.
Ключевые слова: корректирующий коэффициент, система учета, отказ функционирования.
THE MEASUREMENT OF ELECTRIC ENERGY IN CONDITIONS CURRENT UNBALANCE
FOR PARTIAL REFUSAL OF METERING SYSTEM
F.P. Govorov1, V.V. Momot2
1O.M. Beketov National University of Urban Economy,
str. Revolution, 12, Kharkiv, 61002, Ukraine. E-mail: govorov_fp@mail.ru
2PAC “Poltavaoblenergo”,
str. St. Podil, 5, Poltava, 36022, Ukraine.
The process of measurement of electric energy electronic meters for partial refusal of functioning of the electricity
metering system have been research. The formulas for definition of values of correction coefficients that allow to
compensate the measurement error of electricity, caused by a partial refusal of functioning in conditions of unbalance
currents, have been received. Have been defined correction coefficients by different types of refusal and taking into
account current unbalance. References 4, table 1, figures 3.
Key words: correction coefficient, metering system, refusal of functioning
1. Goldberg O.D. To determine the correctness of the schemes include counters in the electrical voltage above 1000 V and the actual
power consumption according to the meter with wrong wiring diagrams. – Kharkov: Energosbyt "Kharkovenergo", 1998. – 20 p. (Rus)
2. Minin G.P. The measurement of energy. – Moskva: Energiia, 1974. – 103 p. (Rus.)
3. The rules appliance of electrical installations. – Kharkiv: Industriia, 2014. – 800 p. (Ukr.)
4. Roshchin V.A. The connection scheme of electric power meters. – Moskva: NTs ENAS, 2002. – 62 p. (Rus.)
Надійшла 26.02.2016
Остаточний варіант 25.04.2016
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
0 10 15 20 25 30 35 40 45 53 60
Кут, град
Відносна
похибка,%
Ic/Ia=1,1
Ic/Ia=1,2
Ic/Ia=1,3
Ic/Ia=1,4
Ic/Ia=1,5
Ic/Ia=1,6
Ic/Ia=1,7
Ic/Ia=1,8
Ic/Ia=1,9
Ic/Ia=2
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
0 10 15 20 25 30 35 40 45 53 60
Кут, градВідносна
похибка,%
Ic/Ia=1,1
Ic/Ia=1,2
Ic/Ia=1,3
Ic/Ia=1,4
Ic/Ia=1,5
Ic/Ia=1,6
Ic/Ia=1,7
Ic/Ia=1,8
Ic/Ia=1,9
Ic/Ia=2
а б
Рис. 3
|