НАУЧНО- ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ © «НПП Марс-Энерго», Санкт-Петербург, 2013 Высоковольтные мобильные комплексы СИ для прямых измерений потерь в электрических сетях (ВВМК-МЭ)

Необходимость перехода от расчета к прямым измерениям потерь 2 В настоящее время определение технологических потерь в ВВ сетях производится расчетным путем на основе справочных или проектных данных о параметрах электрического оборудования и сети, зачастую недостаточно достоверных или устаревших. Оценка значительных потерь от хищений электроэнергии при этом невозможна. Существует необходимость перехода от расчетов к прямым измерениям потерь. С появлением приборов нового поколения синхронизированных с международной шкалой времени (UTC) стало возможным выполнение прямых измерений потерь в электрических сетях с использованием высоковольтных мобильных комплексов средств измерений потерь (ВВМК-МЭ) Проведенный опрос через социальные сети показал, что интерес энергетиков к такому подходу постоянно нарастает.

Что не учитывается в расчетах потерь. 3 К оборудованию, потери в котором при расчетах обычно не учитывают, можно отнести: линейную арматуру воздушных линий, предназначенную для крепления проводов – поддерживающие зажимы (лодочки), гасители вибрации (на линиях кВ), дистанционные распорки между проводами расщепленной фазы (на линиях кВ); изоляторы воздушных линий (потери от токов утечки); высокочастотные заградители (ВЗ) и устройства присоединения ВЧ-связи (УПВЧ); вентильные разрядники (РВ) и ограничители перена-пряжений (ОПН); кабельные линии (в части диэлектрических потерь в изоляции); токоограничивающие реакторы; соединительные провода и сборные шины распределительных устройств подстанций. В рамках настоящего доклада рассматриваются методы и средства прямых измеренй потерь в воздушных и кабельных линиях, включающих указанные составляющие и потери от хищений электроэнергии. Источник: статья Ю. Железко «Потери электроэнергии в оборудовании сетей и подстанций»

Задачи, решаемые ВВМК-МЭ 4 1. Обоснование величины потерь 2. Выявление участков линий с повышенными потерями 3. Выявление источников потерь 4. Выявление «потерь», вызванных хищением ЭЭ на участках линии

Методы решения задач 5 1. Синхронизированные измерения мгновенных значений токов, напряжений и мощностей (активной и реактивной) на обоих концах высоковольтной линии 2. Автоматическая передача массива данных в вычислительный сервер и их обработка в реальном масштабе времени 3. Использование полученных данных для вычисления электроэнергетических величин, ПКЭ и в том числе мгновенных значений мощности.

Метод измерения потерь на участке ВВ линии электропередачи 6 ВВМК1, ВВМК2 высоковольтные мобильные комплексы ППН 1, ППН 2 первичные (масштабные) преобразователи напряжения (ПВЕ; оптические ТН; RC ВВ делители напряжения) ППТ 1, ППТ 2 первичные преобразователи тока (оптический ТТ, разъемные ЭМ ТТ, датчик Холла, пояс Роговского) СИП 1, СИП 2 синхронизированные с UTC измерительные преобразователи электроэнергетических величин (Энерготестер ПКЭ-А) Каналы связи П W относительные потери ЭЭ W 1, W 2 результаты измерений СИП 1 и СИП 2 на заданном интервале времени

Оценка погрешности измерений потерь 7 1.Без компенсации разности погрешностей ВВМК 1 и ВВМК 2 Потери: Результат измерений: γ 1 ; γ 2 относительные погрешности измерений ВВМК 1 и ВВМК 2 γ 1 и γ 2 неизвестны. Известны границы γ 1 и γ 2 : δ 1 и δ 2 При одинаковом составе ВВМК 1 и ВВМК 2 и одинаковых измеряемых величинах δ 1 = δ 2 = δ Границы абсолютной погрешности измерения потерь при этом: Пример: при классах точности ППН 0,1; ППТ 0,2; СИП 0,1 = ±0,4 % при cosφ = 1 = ±0,9 % при cosφ = 0,5

Оценка погрешности измерений потерь 8 2.С компенсацией разности погрешностей ВВМК 1 и ВВМК 2 Потери: Результат измерений: На объекте или от реальных источников U и I по схеме: а) Путем корректировки коэффициента преобразования одного из СИП, входящих в ВВМК 1 или ВВМК 2, устанавливается N 1 = N 2 б) Путем внесения разности N 1 – N 2 как поправки в результат измерения потерь. Равенство N 1 = N 2 или значение разности N 1 – N 2 должно быть исследовано на стабильность во времени. Ожидаемое уменьшение Δ П в этом случае в 3…5 раз

Варианты реализации метода на основе аппаратуры и программного обеспечения Марс-Энерго 9 В качестве масштабных преобразователей напряжения могут применяться преобразователи типа ПВЕ (класс точности 0,1).

Энерготестер ПКЭ Варианты реализации метода на основе аппаратуры и программного обеспечения Марс-Энерго 10 Устройство преобразователя ПВЕ Конденсатор КИВ Выходной сигнал (в том числе и по МЭК 61850) I U ном = 10 В U ном = 100 В Синхронизация с UTC

Пример: зарубежный аналог ППТ 11

Пример: зарубежный аналог ППТ 12

Варианты реализации метода на основе аппаратуры и программного обеспечения Марс-Энерго 13 В качестве измерительных блоков могут применяться приборы для измерения ПКЭ и электроэнергетических величин, в частности прибор нового поколения Энерготестер ПКЭ-А с комплектом первичных преобразователей Основные технические характеристики: Класс точности: 0,1 Синхронизация с UTC с помощью GPS: не хуже ±5 мс Возможность передачи информации с помощью Wi-Fi (спец. версия) Синхрони- зация с UTC

Варианты комплектации и подключения 14 В качестве измерительных блоков также могут применяться приборы типа ИП «Марсен», предназначенные для синхронизированных измерений электроэнергетических величин и ПКЭ. Передача измеренных данных осуществляется по беспроводным и оптоволоконным каналам связи по стандартным протоколам, в том числе по МЭК II этап: система непрерывного мониторинга

Варианты комплектации и подключения 15 Структурная схема «ИП Марсен 61850»

Технические характеристики ВВМК-МЭ 16 Класс напряжения Диапазон тока Частотный диапазон Параметры синхронизации I этап: 0,4–6–10 кВ II этап: 35, 110, 220 кВ 20÷1200 А До 3 кГц F ном = 50 Гц Точность привязки к UTC: не хуже 10 –5 с Время работы от автономного источника питания: не менее 8 ч (определяется типом источника питания) Класс точности ППТ: 0.2S Класс точности ППН: 0.1

Все элементы ВВМК-МЭ в настоящее время обеспечены средствами калибровки и поверки 17 Схема поверки с помощью УППУ-МЭ

Все элементы ВВМК-МЭ в настоящее время обеспечены средствами калибровки и поверки 18 Эталонный ТТ ТТИП кл. точности 0,05 Эталонный ТН EPRO кл. точности 0,01 ПВЕ кл. точности 0,1 (0,05) Датчики тока кл. точности 0,2S ППТ ППН

Все элементы ВВМК-МЭ в настоящее время обеспечены средствами калибровки и поверки 19

Выводы 20 Необходимые работы: 1.Требуется доработка существующих прототипов датчиков тока, напряжения и измерительных блоков для применения в ВВМК-МЭ 2.Необходимо обеспечить безопасность применения и устойчивость работы в широком диапазоне температур и влажности, а также в условиях электромагнитных помех 3.Необходимо обеспечить гальваническую развязку источника питания измерительного блока и блока передачи информации Достоинства: 1.Мобильность системы, монтаж/демонтаж на действующей линии в короткие сроки 2.Широкий частотный диапазон измерений. Возможность измерения и анализа ПКЭ и переходных процессов 3.Синхронные измерения в реальном масштабе времени 4.Возможность применения в составе интеллектуальных сетей и цифровых ПС Из приборов Марс-Энерго, выпускаемых серийно, можно укомплектовать ВВМК-МЭ для прямых измерений потерь в ВВ линиях. Величина погрешности измерения потерь (Δ П = ±0,4% при cos φ = 1 и Δ П = ±0,9% при cos φ = 0,5) показывает преимущества перед расчетными методами измерения. Кроме того, путем компенсации погрешностей ВВМК-МЭ можно уменьшить Δ П в 3–5 раз.

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ Гиниятуллин Ильдар Ахатович директор ООО «НПП Марс-Энерго» Санкт-Петербург, В. О., 13-я линия, д. 6-8 Тел.: (812) Автор выражает благодарность специалистам лаборатории электроэнергетики ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» за помощь в подготовке презентации 21