Влияние погрешности трансформаторов тока и напряжения на коммерческие потери в энергосистемах
Спад производства последних лет привел к уменьшению нагрузок в ряде узлов энергосистемы, а также снижению потребления промышленностью, что в свою очередь вызвало возникновение отрицательной погрешности в автоматизированных системах контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ).
Причиной тому стало возникновение отрицательной погрешности у первичных датчиков тока и напряжения, в качестве которых используются трансформаторы тока и напряжения.
Данная работа посвящена исследованию причин возникновения погрешностей и способам устранения недоучета электропотребления в системах АСКУЭ.
Погрешности трансформаторов тока (токовая и угловая) обусловлены наличием тока намагничивания и рассчитываются по формулам [1, 2]: токовая погрешность
(1)
где lм - средняя длина магнитного потока в магнитопроводе, м; z2 - сопротивление ветви вторичного тока (полное сопротивление вторичной цепи и вторичной обмотки), Ом; f - частота переменного тока, Гц; Sм - действительное сечение магнитопровода, м2; j - угол потерь, а a - угол сдвига фаз между вторичной э. д. с. Е2 и вторичным током I2, град.; угловая погрешность
(2)
Основное влияние на величины погрешностей трансформаторов тока оказывают их загрузка по току и величина сопротивления вторичной цепи. В условиях снижения потребления электроэнергии промышленными предприятиями загрузка трансформаторов тока часто не превышает 5 - 15%, что приводит к значительному увеличению погрешностей.
Предельные значения токовой и угловой погрешностей трансформаторов тока для измерений (по ГОСТ 7746-89) приведены в таблице.
|
Класс точности |
Первичный ток,% номинального |
Предельная погрешность |
Вторичная нагрузка,% номинальной, при cos j2=0,8 | ||
|
токовая |
угловая | ||||
|
мин |
град | ||||
|
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 |
Результаты расчета угловой и токовой погрешностей трансформаторов тока типа ТПОЛ 600/5, класса точности 0,5, произведенные по формулам (1) и (2), показаны на рис.1 и 2 (тонкая линия - расчетная кривая, жирная линия - аппроксимация). Вид аппроксимирующего выражения и критерий согласия расчетной и аппроксимирующей кривых представлены на рисунках.
Рис.1
Рис.2
Для диапазонов изменения (1 - 10% и 10 - 100%) первичного тока от номинального значения математические модели токовой погрешности наиболее распространенных трансформаторов тока имеют вид:
ТПОЛ10 - 600/5 Df [%] = 0,8428 * ln I1 - 1,9617 для 1 < I1 < 10% Df [%] = 0,0841 * ln I1 - 0,3919 для 10 < I1 < 100%