Измерение активной мощности с погрешностью 1,4 % средствами АСУ

[Chronoscraft 0]

Здравствуйте!

Может кто сталкивался со следующей проблемой. Разрабатываем систему АСУ ТП для электрической подстанции с классами напряжений 110/35/6 кВ, в техническом задании на проектирование указано: "выполнить расчет погрешностей измерительных каналов". Возник вопрос по расчету погрешности при телеизмерении активной энергии.

Как выдержать согласно расчету максимальную допустимую погрешность 1,4% при измерении активной мощности на ВЛ 110 кВ, если используя трансформаторы тока и трансформаторы напряжения, измерительные преобразователи с классом точности 0,5 и с учетом дополнительных погрешностей мы получим погрешность минимум 2%. Расчет выполнялся согласно методике приведенной в РД 153-34.0-11.209-99. Хочу обратить внимание, что данное требование по погрешности существует ещё с 1995г, не понятно как данное требование выполнить (без установки трансформаторов тока с классом точности 0,2s, трансформаторов напряжения с классом точности 0,2, измерительными преобразователями класса точности 0,2s).

[Mihael 93]

Здравствуйте!

Может кто сталкивался со следующей проблемой. Разрабатываем систему АСУ ТП для электрической подстанции с классами напряжений 110/35/6 кВ, в техническом задании на проектирование указано: "выполнить расчет погрешностей измерительных каналов". Возник вопрос по расчету погрешности при телеизмерении активной энергии.

Как выдержать согласно расчету максимальную допустимую погрешность 1,4% при измерении активной мощности на ВЛ 110 кВ, если используя трансформаторы тока и трансформаторы напряжения, измерительные преобразователи с классом точности 0,5 и с учетом дополнительных погрешностей мы получим погрешность минимум 2%. Расчет выполнялся согласно методике приведенной в РД 153-34.0-11.209-99. Хочу обратить внимание, что данное требование по погрешности существует ещё с 1995г, не понятно как данное требование выполнить (без установки трансформаторов тока с классом точности 0,2s, трансформаторов напряжения с классом точности 0,2, измерительными преобразователями класса точности 0,2s).

Да, нестыковок в этой части много.

Я считаю, что при нормировке 1,4 % принимали во внимание только основные погрешности Сч, ТТ и ТН. Другие составляющие не учитывались.

[petr.ackye 4]

Мы всегда брали в качестве максимально допустимых требования НП АТС:

... 7.7. Нормы основной относительной погрешности измерения активной электрической энергии по каждому ИИК, для значений cos φ в промежутке >0,8 и ≤1 не должны превышать:

 для области нагрузок до 2% (относительная величина нагрузки трансформатора тока) не регламентируется;

 для области малых нагрузок (2 – 20% включительно) 3 не хуже 2,9%;

 для диапазона нагрузок 20 - 120% не хуже 1,7 %.

7.8. Нормы основной относительной погрешности измерения активной электрической энергии по каждому ИИК, для значений cos φ в промежутке ≥0,5 и ≤0,8 не должны превышать:

 для области нагрузок до 2%3 (относительная величина нагрузки трансформатора тока) не регламентируется;

 для области малых нагрузок (2 - 20% включительно)3 не хуже 5,5%;

 для диапазона нагрузок 20 - 120 % не хуже 3,0%. ...

По таким требованиям работают системы АИИС КУЭ не только ПС 110 кВ, но и 220 и 500 кВ и вся генерация.

А тут АСУ ТП ПС 110 и погрешность 1,4%. Не мудрите. Класс ТТ, ТН, ИП соответствует ПУЭ и ТЗ. Все.

Выполняйте расчет погрешности канала, но сравнивать полученное значение с указанным в РД не нужно.

[allar 90]

δ_W=±1,1√(δ_J^2+δ_U^2+δ_θ^2+δ_Л^2+δ_со^2 ), где

δJ – относительная погрешность преобразования силы переменного тока измерительным трансформатором тока, 0,5%;

δU – относительная погрешность преобразования напряжения переменного тока измерительным трансформатором напряжения, 0,5%;

δθ – относительная погрешность подключения преобразователя за счёт угловых погрешностей трансформатора тока и трансформатора напряжения, 0,78%);

δЛ – относительная погрешность из-за потери напряжения в линии присоединения преобразователя к трансформатору напряжения, % (в соответствии с ПУЭ, погрешность не превышает ±0,25 %);

δсо – основная относительная погрешность измерительного преобразователя, 0,5%;

Таким образом основная погрешность получается 1,3 %.

Как Вы получили 2% ?

Изменено 5 Февраля 2013 пользователем allar

[allar 90]

Это как бы - крайний случай. Чтоб иметь погрешности с запасом, желательно чтоб или один или несколько трасформаторов были более точными.

[allar 90]

Мы всегда брали в качестве максимально допустимых требования НП АТС:

... 7.7. Нормы основной относительной погрешности измерения активной электрической энергии по каждому ИИК, для значений cos φ в промежутке >0,8 и ≤1 не должны превышать:

 для области нагрузок до 2% (относительная величина нагрузки трансформатора тока) не регламентируется;

 для области малых нагрузок (2 – 20% включительно) 3 не хуже 2,9%;

 для диапазона нагрузок 20 - 120% не хуже 1,7 %.

7.8. Нормы основной относительной погрешности измерения активной электрической энергии по каждому ИИК, для значений cos φ в промежутке ≥0,5 и ≤0,8 не должны превышать:

 для области нагрузок до 2%3 (относительная величина нагрузки трансформатора тока) не регламентируется;

 для области малых нагрузок (2 - 20% включительно)3 не хуже 5,5%;

 для диапазона нагрузок 20 - 120 % не хуже 3,0%. ...

По таким требованиям работают системы АИИС КУЭ не только ПС 110 кВ, но и 220 и 500 кВ и вся генерация.

А тут АСУ ТП ПС 110 и погрешность 1,4%. Не мудрите. Класс ТТ, ТН, ИП соответствует ПУЭ и ТЗ. Все.

Выполняйте расчет погрешности канала, но сравнивать полученное значение с указанным в РД не нужно.

То что у Вас так - не значит, что так везде. У нас и во всех соседних регионах АИИС КУЭ удовлетворяет требованиям отраслевых НД. А то, что Вы даже не стремитесь их выполнять, рано или поздно наверняка аукнется проблемами.

[Chronoscraft 0]

δ_W=±1,1√(δ_J^2+δ_U^2+δ_θ^2+δ_Л^2+δ_со^2 ), где

δJ – относительная погрешность преобразования силы переменного тока измерительным трансформатором тока, 0,5%;

δU – относительная погрешность преобразования напряжения переменного тока измерительным трансформатором напряжения, 0,5%;

δθ – относительная погрешность подключения преобразователя за счёт угловых погрешностей трансформатора тока и трансформатора напряжения, 0,78%);

δЛ – относительная погрешность из-за потери напряжения в линии присоединения преобразователя к трансформатору напряжения, % (в соответствии с ПУЭ, погрешность не превышает ±0,25 %);

δсо – основная относительная погрешность измерительного преобразователя, 0,5%;

Таким образом основная погрешность получается 1,3 %.

Как Вы получили 2% ?

Вы представили идеальные условия для работы ТТ, ТН и измерительных преобразователей. В Вашем расчете не учтены следующие моменты:

1. Ток протекающий по первичной обмотке трансформатора тока не всегда равен номинальному току первичной обмотки, соответственно согласно табл.8 ГОСТ 7746-2001 "Трансформаторы тока. Общие технические условия" для вторичной обмотки ТТ класса точности 0,5 погрешность может варьировать от 0,5% до 1,5% (при 5% загрузке первичной обмотки по току, что встречается повсеместно на ПС), погрешность будет составлять 1,5% без учета других факторов;

2. В расчете не учтен "реальный" cos нагрузки. Ваш расчет справедлив только для cos=1, что в реальных сетях не встречается. Для cos<1 погрешность ИП определяется согласно табл.4 РД 153-34.0-11.209-99;

3. В расчете не учтены дополнительные погрешности: - влияние изменения температуры окружающего воздуха, - влияние изменения частоты сети, - влияние внешнего магнитного поля на цепи измерения.

Изменено 5 Февраля 2013 пользователем Chronoscraft

[Mihael 93]

δ_W=±1,1√(δ_J^2+δ_U^2+δ_θ^2+δ_Л^2+δ_со^2 ), где

δJ – относительная погрешность преобразования силы переменного тока измерительным трансформатором тока, 0,5%;

δU – относительная погрешность преобразования напряжения переменного тока измерительным трансформатором напряжения, 0,5%;

δθ – относительная погрешность подключения преобразователя за счёт угловых погрешностей трансформатора тока и трансформатора напряжения, 0,78%);

δЛ – относительная погрешность из-за потери напряжения в линии присоединения преобразователя к трансформатору напряжения, % (в соответствии с ПУЭ, погрешность не превышает ±0,25 %);

δсо – основная относительная погрешность измерительного преобразователя, 0,5%;

Таким образом основная погрешность получается 1,3 %.

Как Вы получили 2% ?

Вопрос спорный:

δθ – относительная погрешность подключения преобразователя за счёт угловых погрешностей трансформатора тока и трансформатора напряжения, 0,78%) - с этими данными нельзя согласиться, т.к. указанная погрешность может достигать 4,6 %.

Всё же я считаю, что погрешность 1,4 % нормирована для cos=1 и нормальных условий эксплуатации. Тогда всё получается.

Изменено 6 Февраля 2013 пользователем Mihael

[allar 90]

δ_W=±1,1√(δ_J^2+δ_U^2+δ_θ^2+δ_Л^2+δ_со^2 ), где

δJ – относительная погрешность преобразования силы переменного тока измерительным трансформатором тока, 0,5%;

δU – относительная погрешность преобразования напряжения переменного тока измерительным трансформатором напряжения, 0,5%;

δθ – относительная погрешность подключения преобразователя за счёт угловых погрешностей трансформатора тока и трансформатора напряжения, 0,78%);

δЛ – относительная погрешность из-за потери напряжения в линии присоединения преобразователя к трансформатору напряжения, % (в соответствии с ПУЭ, погрешность не превышает ±0,25 %);

δсо – основная относительная погрешность измерительного преобразователя, 0,5%;

Таким образом основная погрешность получается 1,3 %.

Как Вы получили 2% ?

Вы представили идеальные условия для работы ТТ, ТН и измерительных преобразователей. В Вашем расчете не учтены следующие моменты:

1. Ток протекающий по первичной обмотке трансформатора тока не всегда равен номинальному току первичной обмотки, соответственно согласно табл.8 ГОСТ 7746-2001 "Трансформаторы тока. Общие технические условия" для вторичной обмотки ТТ класса точности 0,5 погрешность может варьировать от 0,5% до 1,5% (при 5% загрузке первичной обмотки по току, что встречается повсеместно на ПС), погрешность будет составлять 1,5% без учета других факторов;

2. В расчете не учтен "реальный" cos нагрузки. Ваш расчет справедлив только для cos=1, что в реальных сетях не встречается. Для cos<1 погрешность ИП определяется согласно табл.4 РД 153-34.0-11.209-99;

3. В расчете не учтены дополнительные погрешности: - влияние изменения температуры окружающего воздуха, - влияние изменения частоты сети, - влияние внешнего магнитного поля на цепи измерения.

Это был расчёт основной погрешности в нормальных условиях эксплуатации СИ при штатных нагрузках. Естественно, что дополнительные погрешности не учтены. Но в то же время и кое-какой запас тоже есть, например реальное значение угловой погрешности наверняка будет ниже 0,78 %.

[allar 90]

δ_W=±1,1√(δ_J^2+δ_U^2+δ_θ^2+δ_Л^2+δ_со^2 ), где

δJ – относительная погрешность преобразования силы переменного тока измерительным трансформатором тока, 0,5%;

δU – относительная погрешность преобразования напряжения переменного тока измерительным трансформатором напряжения, 0,5%;

δθ – относительная погрешность подключения преобразователя за счёт угловых погрешностей трансформатора тока и трансформатора напряжения, 0,78%);

δЛ – относительная погрешность из-за потери напряжения в линии присоединения преобразователя к трансформатору напряжения, % (в соответствии с ПУЭ, погрешность не превышает ±0,25 %);

δсо – основная относительная погрешность измерительного преобразователя, 0,5%;

Таким образом основная погрешность получается 1,3 %.

Как Вы получили 2% ?

Вопрос спорный:

δθ – относительная погрешность подключения преобразователя за счёт угловых погрешностей трансформатора тока и трансформатора напряжения, 0,78%) - с этими данными нельзя согласиться, т.к. указанная погрешность может достигать 4,6 %.

Всё же я считаю, что погрешность 1,4 % нормирована для cos=1 и нормальных условий эксплуатации. Тогда всё получается.

Значение рассчитано для номинального тока свыше 20% от номинального и косинуса фи - 0,8.

[Chronoscraft 0]

δ_W=±1,1√(δ_J^2+δ_U^2+δ_θ^2+δ_Л^2+δ_со^2 ), где

δJ – относительная погрешность преобразования силы переменного тока измерительным трансформатором тока, 0,5%;

δU – относительная погрешность преобразования напряжения переменного тока измерительным трансформатором напряжения, 0,5%;

δθ – относительная погрешность подключения преобразователя за счёт угловых погрешностей трансформатора тока и трансформатора напряжения, 0,78%);

δЛ – относительная погрешность из-за потери напряжения в линии присоединения преобразователя к трансформатору напряжения, % (в соответствии с ПУЭ, погрешность не превышает ±0,25 %);

δсо – основная относительная погрешность измерительного преобразователя, 0,5%;

Таким образом основная погрешность получается 1,3 %.

Как Вы получили 2% ?

Вопрос спорный:

δθ – относительная погрешность подключения преобразователя за счёт угловых погрешностей трансформатора тока и трансформатора напряжения, 0,78%) - с этими данными нельзя согласиться, т.к. указанная погрешность может достигать 4,6 %.

Всё же я считаю, что погрешность 1,4 % нормирована для cos=1 и нормальных условий эксплуатации. Тогда всё получается.

Значение рассчитано для номинального тока свыше 20% от номинального и косинуса фи - 0,8.

Если погрешность расчитана для косинуса фи - 0,8, то погрешность ИП не может быть равной 0,5%, а должна расчитываться по формуле (см. табл.4 РД 153-34.0-11.209-99). Если в данную формулу подставить косинуса фи - 1,0, то и получается погрешность ИП 0,5%, если же косинус фи < 1,0, то погрешность ИП будет больше 0,5%.

Изменено 7 Февраля 2013 пользователем Chronoscraft

[allar 90]

δ_W=±1,1√(δ_J^2+δ_U^2+δ_θ^2+δ_Л^2+δ_со^2 ), где

δJ – относительная погрешность преобразования силы переменного тока измерительным трансформатором тока, 0,5%;

δU – относительная погрешность преобразования напряжения переменного тока измерительным трансформатором напряжения, 0,5%;

δθ – относительная погрешность подключения преобразователя за счёт угловых погрешностей трансформатора тока и трансформатора напряжения, 0,78%);

δЛ – относительная погрешность из-за потери напряжения в линии присоединения преобразователя к трансформатору напряжения, % (в соответствии с ПУЭ, погрешность не превышает ±0,25 %);

δсо – основная относительная погрешность измерительного преобразователя, 0,5%;

Таким образом основная погрешность получается 1,3 %.

Как Вы получили 2% ?

Вопрос спорный:

δθ – относительная погрешность подключения преобразователя за счёт угловых погрешностей трансформатора тока и трансформатора напряжения, 0,78%) - с этими данными нельзя согласиться, т.к. указанная погрешность может достигать 4,6 %.

Всё же я считаю, что погрешность 1,4 % нормирована для cos=1 и нормальных условий эксплуатации. Тогда всё получается.

Значение рассчитано для номинального тока свыше 20% от номинального и косинуса фи - 0,8.

Если погрешность расчитана для косинуса фи - 0,8, то погрешность ИП не может быть равной 0,5%, а должна расчитываться по формуле (см. табл.4 РД 153-34.0-11.209-99). Если в данную формулу подставить косинуса фи - 1,0, то и получается погрешность ИП 0,5%, если же косинус фи < 1,0, то погрешность ИП будет больше 0,5%.

При чём тут РД, погрешность ИП представлена в его эксплуатационной документации. Но даже если она 0,6, это не повлияет на конечный ответ.