Кубанский сельскохозяйственный информационно-консультационный центр

Государственное бюджетное учреждение
Краснодарского края
Кубанский сельскохозяйственный информационно-консультационный центр

Определитель потерь электрической энергии в линиях электропередач 35,110,220 кВ с заданными активными сопротивлениями

Назначение: Объективное определение потерь электрической энергии в трехфазной линии электропередачи. В настоящее время определение потерь электрической энергии в трехфазной линии электропередачи производится только субъективно – расчётным путём.

Суть разработки: Разработка и изготовление устройства для определения потерь электрической энергии в линиях электропередач позволит осуществлять объективный контроль потерь энергии в трехфазной линии электропередачи. Это является насущной необходимостью для электрических сетей всех классов напряжений, поскольку точное определение потерь электроэнергии позволит оптимизировать набор организационно-технических мероприятий по минимизации этих потерь по экономическому критерию. Кроме того, знание ампер-квадрат-часов каждой фазы и нейтрального проводника наряду с известными показаниями обычных счетчиков электроэнергии позволяет определять коэффициент формы графика нагрузки по каждой фазе и, в целом,– линии, что является одним из основных показателей эффективности работы системы электроснабжения. В настоящее время применяются два метода субъективного контроля потерь энергии,– либо по разнице показаний двух счетчиков активной энергии, расположенных соответственно в начале и конце линии, либо расчетным путем,– исходя из некоторых аналитических и экспериментально полученных предпосылок. Несмотря на наличие в электрических сетях электронных счетчиков высоких классов точности (например,–0,5), основная погрешность определения потерь энергии по разнице показаний данных счетчиков формируется как несинхронностью снятия показаний, так и значительными дополнительными погрешностями двух трехфазных трансформаторов напряжений в начале и конце каждой фазы линии. В результате оценка среднестатистического 10%-го относительного уровня потерь энергии в линии может находиться в интервале с пределами от 7 до 13%, что не позволяет говорить об объективном контроле потерь. Наличие устройства объективного контроля потерь на предприятии электрических сетей позволит разрешить часто встречающиеся на практике значительные расхождения между результатами потерь энергии, полученных двумя указанными выше субъективными методами контроля потерь. Следует отметить, что некоторые отечественные электронные счетчики электроэнергии, выпускаемые последние 10 лет, снабжены функцией определения суммы ампер-квадрат-часов токов трех фаз линии. Но их серьезным недостатком является отсутствие независимого определения ампер-квадрат-часов каждой фазы и нейтрального проводника, что необходимо для определения суммарных потерь линий классов 0,4 кВ, 35 кВ и выше. Разработанное в Белэнерго устройство объективного контроля потерь представляет собой однофазный счетчик ампер-квадрат-часов на базе двухэлементного электромеханического счетчика (серийно выпускаемого для трехфазных сетей без нейтрали), и как показала практика, имеет значительную погрешность, вызванную малым линейным динамическим диапазоном измерительно-преобразовательной системы «приводящий диск – две токовые катушки, формирующие вращающееся магнитное поле».

Разработанное устройство имеет четыре независимых канала, на входе трех из которых установлены трансформаторы тока преобразующие первичный фазный ток величиной до 5,00 Аво вторичный – до 2,500 мА (входной ток четвертого канала, как модель тока нейтрали сети, формируется суммированием трех токов); на выходе – идеальные интеграторы – счетные шестиразрядные механизмы. В каждом канале имеется квадратор сигнала тока и преобразователь выходного напряжения квадратора в частоту импульсов управления счетным механизмом. Квадратор выполнен на восьми интегральных операционных усилителях типа КУ140УД20, включаемых по схеме «управляемых источников тока» с использованием метода кусочно-линейной аппроксимации. Преобразователь «напряжение-частота» выполнен по классической схеме на основе генератора линейно-изменяющегося напряжения (ГЛИН). С целью придания данному ГЛИН прецизионных свойств управления зарядом интегрирующего конденсатора К73-16 осуществляется от управляемого источника тока, а пороговое напряжения периодизации формируется прецизионными стабилитронами типа КС191Ф. При этом основная приведенная погрешность определения ампер-квадрат-часов каждого канала не превышает 1%, что соответствует требованиям технического задания.

Разработанное нами устройство не имеет недостатков аналогичных существующих устройств. Во-первых, в нем не присутствует погрешность вызванная действием измерительных трансформаторов напряжения сети; во-вторых, –технологическая основа устройства – электронная, что позволяет с наперед заданной точностью выполнять операцию возведения в квадрат тока фазы сети в требуемом динамическом диапазоне; в третьих,– кроме ампер-квадрат-часов тока каждой фазы, определяются также и ампер-квадрат-часы тока нейтрали. Для определения величины потерь достаточно знать активные сопротивления проводников фаз и нейтрали.

Область применения: электроэнергетика и в первую очередь – сельская энергетика, в частности–сельские электрические сети Кубаньэнерго.

Новизна: имеющиеся аналоги построены на базе электромеханического счётчика энергии, поэтому имеют значительные методические и динамические погрешности, особенно, при небольших значениях тока фаз сети. Преимущество данного устройства в электронном формировании квадратичной характеристики функционального преобразования.

Правовая защищенность интеллектуальной собственности: Авторское свидетельство СССР №935976; Авторское свидетельство СССР № 1104642.

Финансовый план: Общая стоимость постановки продукции на серийное производство – 240 тысяч рублей (в ценах 1.04.2008); период реализации разработки – 3 месяца; период окупаемости разработки – 2 года.

Название организации инициатора проекта: ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» Адрес: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13.

Авторы проекта: Тропин В. В., д. т. н., профессор; Савенко А. В., инженер Перепечин В. А., к. т. н., доцент.

Контактная информация: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина 13.