Диспетчеризация и АСУ

Указанные величины связаны соотношением

Среднеквадратическое отклонение нагрузки от средней

Расчетная активная мощность Рр для расчета сетей по условиям допустимого нагрева, выбора мощности трансформаторов, определения потерь мощности может быть найдена из соотношения:

где β – коэффициент надежности расчета (β=2-2,5), σт – среднее квадратическое отклонение нагрузки в интервале Т=0,5 ч. Зная Рр и Рср,макс (за наиболее нагруженную смену), можно определить коэффициент максимума

Одним из показателей качества электроэнергии является уровень напряжения. По суточному графику напряжения по формулам (10), (12), (14) можно рассчитать среднее значение Uср, дисперсию DU и среднеквадратическое отклонение напряжения. По ГОСТ 13109-87 отклонения напряжения в сетях напряжением до 1 кВ не должны превышать ±5% . В сетях с напряжением 6 кВ и выше нормы устанавливаются Главгосэнергонадзором. В зависимости от виновника снижения качества электроэнергии устанавливается скидка или надбавка Н (в %) платы за электроэнергию,

где Пф и Пд – фактический и по договору показатели качества, Пн - нормированный, по ГОСТ 13109-87 показатель качества, d – отно-

22

шение количества электроэнергии, потребленной при нарушении показателя качества к общему потреблению электроэнергии за расчетный период.

Следует отметить, что целью работы являются ознакомление с методикой поверки преобразователей, а не достижение точностных результатов, соответствующих классам точности поверяемых преобразователей.

3.2. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

На рис. 3.2 приведена принципиальная схема установки.

От сети 380/220 В через вводной автомат QF питается регулируемая активная нагрузка из набора резисторов R1-R18. Переключение резисторов осуществляется реле типа РПУ-2 (К2-К5), которые, в свою очередь, управляются моторным реле времени КТ типа КЭП-12У. Моменты времени замыкания и размыкания контактов реле КТ задаются переставляемыми кулачками. Скорость вращения распределительного вала реле КТ изменяется за счет переключения шестерен. Длительность цикла можно устанавливаться от 3 минут до 18 часов.

Максимальный ток нагрузки составляет около 1 А. На фасаде щита расположены измерительные преобразователи BW, BV, BI1, BI2 и вольтметр PV1. Токовые цепи преобразователя мощности BW подключены через трансформаторы тока ТА1, ТА3 (КТ=1/5) и трехфазный трансформатор напряжения TV (КТ=380/100). Питание преобразователя мощности BW осуществляется от источника с напряжением UП1=100 В.

Преобразователь работает по принципу двойной модуляции. Два токовых сигнала поступают на широтно-импульсные модуляторы (ШИМ), реализованные на генераторах Ройера (рис. 3).

Два напряжения (UAB и UCB) подаются на амплитудноимпульсные модуляторы (АИМ). Выходные напряжения АИМ1 и АИМ2 пропорциональны соответствующим мощностям. Эти напряжения стимулируются и подаются на фильтр нижних частот ФНЧ и далее на усилитель постоянного тока УПТ, выходной ток которого (Ip) пропорционален измеряемой мощности. Класс точности преобразователя типа Е829 ИП/1 равен 1,0. На рис. 3 показаны также источники питания ИП1, ИП2, ИП3, которые совместно по-

23

требляют от источника 100 В не более 10 В·А мощности. Каждый измерительный вход потребляет не более 1 В·А.

Измерительный преобразователь напряжения BV типа Е855/2 преобразует напряжение переменного тока от нуля до 125 В в напряжение постоянного тока от нуля до 5 В. Преобразователь BI1 преобразует переменный ток 0-5 А в напряжение постоянного тока 0-5 В. Преобразователи BV и BI1 питаются от источника напряжением UП2=220 В. Преобразователь тока BI2 типа Е842 не требует питания. Он преобразует переменный ток 0-5 А в постоянный ток

0-5 мА.

Р и с. 3.2

Р и с. 3.3

24

3.3.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Проверка преобразователя напряжения.

Схема опыта приведена на рис. 3.4.

Р и с. 3.4

Записать данные приборов PV1, PV2 и преобразователя BV. Изменяя за счет Т2 напряжение U1 от нуля до 125 В, записать в табл.

2. Проверка преобразователя по схеме рис. 3.5 аналогично предыдущему.

Р и с. 3.5

25

Результаты заносятся в табл. 2 из 4-хстрок: I1, A; U2, В; , В; γ,

о.е.

Абсолютная ошибка может быть записана в амперах, а рассчитана как разность тока I1 (А) и напряжения UI (В).

По данным табл. 3.2 рассчитываются значения σ и γэ.

3. Проверка преобразователя тока BI2.

Опыт проводится аналогично предыдущему, но к выходу подключается миллиамперметр.

Оформление и расчеты подобны предыдущим.

4. Снятие графика нагрузки и оценка погрешности измерения мощности.

К выходу преобразователя BW подключается миллиамперметр РА. Ток фазы В (клеммы IB) подается на вход преобразователя BI1 (клеммы I1). При нажатой кнопке SB2 вольтметр PV1 подключается к выходу преобразователя напряжения BV. Вход преобразователя BV следует подключить к клеммам, обозначенным U, к которым путем переключения переключателя SA2 поочередно подаются на-

пряжения UAB, UВС и UСА.

В процессе опыта следует записывать как функции времени, так и значения IB, UAB, UВС, UСА, Iр (выходной ток преобразователя мощности BW). Для снижения затрат времени можно ряд величин записывать в делениях шкалы прибора.

Следует заготовить табл. 3.4, число строк которой определяется числом ступеней тока (около 9).

Для контроля текущего времени можно использовать секундомер или часы с секундной стрелкой. Моменты скачков мощности должен фиксировать отдельный член бригады на черновике, чтобы затем вписать их в последние столбцы табл. 3.4 в виде целых и дробных частей минут.

26

Начало цикла совпадает с моментом загорания лампы HI, которое происходит через 8-10 с после нажатия кнопки, включающей реле времени КТ моторное реле времени КТ.

Кнопку SB1 нужно держать нажатой около 8-10 с до загорания HI2, пока не сработает контакт КТ: 3 самоблокировки. Конец цикла соответствует моменту потухания сигнальной лампочки HI2. Реле КТ после этого работает еще некоторое время (3-4 мин) и самостоятельно останавливается в исходном положении для следующего цикла. Это время также следует записать для последней ступени мощности. Ориентировочно время цикла tц составляет около 24 минут. При необходимости можно сначала сделать пробные замеры, а затем окончательные.

Обработка табл. 3.4 заключается в следующем. Для каждой ступени графика нагрузки (около 9) следует найти среднее значе-

Перевод показаний миллиамперметра РА в ватты следует проводить по паспортному коэффициенту Крн

Разница между Рр и Рф определит погрешность Р, обусловливаемую как преобразователем ВW, так и целым рядом других факторов.

27

Построить по данным табл. 3.5 график погрешности Р как функции Рф, следует по аналогии с рис. 1 оценить погрешность нуля Р0 и мультипликативную погрешность

где РN и РN - погрешность и мощность на верхнем пределе преобразования.

Далее строится график нагрузки в виде зависимости мощности Рф (Вт) от времени t (мин). На этом же графике строится зависимость отклонения напряжения U (%) о времени. По формулам (10-16) рассчитать статические показатели графика нагрузки.

Для расчета скидки платы за электроэнергию из-за отклонений напряжения следует определить расходы электроэнергии по участкам графика, найти суммарный расход Энар для участков, на которых напряжение выходит за допустимые пределы (приняв ПД=ПН=5 %), найти общий расход Э∑ и величину d=Энар/Э∑ . Что касается

величины Пф в формуле (3.17), то ее можно определить как средневзвешенную для участков с нарушениями нормы качества

энергии на этом же участке (Вт·с), К – число участков графика нагрузки, для которых Пф>Пд.

3.4.СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1.Схема опытов 1, 2, 3.

2.Таблицы 1-5.

3.График погрешностей преобразования мощности.

4.График нагрузки и отклонений напряжения.

5.Погрешности, статистические характеристики графика нагрузки, коэффициент скидки платы за электроэнергию (расчеты и их результаты).

28

3.5.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Какие измерительные преобразователи необходимы для диспетчеризации систем электроснабжения?

2.В каких пределах изменяются выходные величины первичных датчиков?

3.Назовите унифицированные уровни выходных сигналов датчиков

ипреобразователей.

4.Каковы уровни выходов преобразователей, отвечающие требованиям государственной системы приборов?

5.Перечислите виды погрешностей преобразования.

6.Статистические показатели графика нагрузки.

7.Как рассчитать скидку платы на электроэнергию при нарушении показателей качества?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Соскин Э.А., Киреева Э.А. Автоматизация управления промышленным энергоснабжением. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – С. 129-133, 207-212.

2.Проверка средств электрических измерений / Л.Н. Любимов, И.Д. Форсилов, Е.Э. Шапиро. – Л.: Энергоатомиздат, 1987. – С.52-64, 78-90.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИБОРОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УЧЁТА ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ

Цель работы – изучение систем телеизмерения. Исследование приборов, используемых в системах автоматизированного учёта энергопотребления.

4.1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Одним из важнейших мероприятий, способствующих рациональному использованию энергетических ресурсов на промышленных предприятиях, является организация детального учёта и контроля расхода энергоресурсов и энергоносителей и соответствующее регулирование энергопотребления. Для обеспечения оперативности получения информации об электропотреблении на промыш-

29

ленных предприятия используются автоматизированные информа- ционно-измерительные системы учёта и контроля электроэнергии. Они обеспечивают технический и коммерческий учёт потребляемой электроэнергии в соответствии с действующими тарифами, контроль расхода электроэнергии, выдачу информации диспетчеру в цифровой форме, контроль и фиксацию превышения лимита электропотребления и максимальной совмещённой получасовой мощности.

В состав этих систем входят информационно-вычислительные устройства, выполняющие предварительную обработку информации, поступающей от датчиков. В качестве датчиков используют счётчики электроэнергии со встроенными фотоэлектрическими преобразователями или счётчики электронной системы.

Индукционные счетчики электроэнергии (далее по тексту «счетчики») применяются для коммерческого учета электроэнергии и последующей платы в энергосберегающую организацию «Самараэнерго». Кроме того, счетчики применяются для построения графиков нагрузки (мощности) по предприятию. Этот график имеет ступенчатый вид. Мощность определяется из разницы показателей

Схема включения двухэлементного счетчика активной электроэнергии дана на рис. 4.1.

Схема включения трехэлементного счетчика реактивной электроэнергии приведена на рис. 4.2.

Схемы их включения совпадают со схемами двух и трех ваттметров для измерения мощности в трехфазной нагрузке.

Отличие в том, что вместо стрелок установлен вращающийся диск-ротор.

Счетчики характеризуются постоянной

где W – электроэнергия измерения W-метром, N – число оборотов диска.

Счётчики, используемые в системах автоматизированного учёта энергетических ресурсов, должны иметь электрический им-

30