Способ определения величины потерь в сети электроснабжения

 

Изобретение относится к электротехнике и измерительной технике и может быть использовано для измерений взаимных потерь мощности и энергии в общем вводе сети электроснабжения из-за отдельных электроприемников, а также из-за отдельных балансируемых энергетических составляющих конкретных электроприемников. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей при измерении величины потерь электроэнергии на участке ввода - достигается путем раздельного измерения потерь энергии в цепи общего ввода из-за отдельных электроприемников в группе, а также из-за отдельных балансирующих ортогональных электрических составляющих каждого электроприемника в потерях общего ввода. Устройство, реализующее способ, приводится в описании изобретения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИ ЛИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИН

А1

„ЛО„„1552111 (51) 5 С 01 К 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4426409/24-21 (22) 18.05.88 (46) 23.03.90. Бюл, t." 11 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) С.П.Лохов (53) 621.317.6!(088.8) (56) Воротницкий В.Э. и др. Потери электроэнергии в электрических сетях энергосистем. — И.: Энергоатомиздат, 1983, с. 32.

Дрехслер Р. Измерение и оценка качества электроэнергии при несимметричной и нелинейной нагрузке. — И.:

Энергоатомиздат, 1985, с. 66, рис. 32. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНН

ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СЕТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и измерительной технике и моИзобретение относится к электротехнике и измерительной технике и может быть использовано для измерений потерь мощности и энергии в общем вводе сети электроснабжения из-за от- дельных электроприемников, а также из-за отдельных балансируемых энергетических составляющих (активной, реактивной и т.д. мощностей) конкретных электроприемников..

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей при измерении величины потерь электроэнергии на участке общего ввода за счет возможности раздельного измерения (слагаемых) потерь энергии в цепи общего ввода из-за отдельных электроприемни2 жет быть использовано для измерений взаимных потерь мощности и энергии в общем вводе сети электроснабжения из-за отдельных электроприемников, а также из-за отдельных балансируемых энергетических составляющих конкрет" ных электроприемников. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей при измерении величины потерь электроэнергии на участке esoда - достигается путем раздельного измерения потерь энергии в цепи общего ввода из-за отдельных электроприемников в группе, а также из-за отдельных балансирующих ортогональных электрических составляющих каждого электроприемника в потерях общего !9 ввода. Устройство, реализующее способ, приводится в описании изобретения, 2 з,п. Ф-лы, 1 ил. С: ков в группе, а также из-за отдельных балансируемых ортогональных энергетических составляющих каждого электроприемника и определения доли учас" тия каждого электроприемника в поте" рях в общем вводе.

Сущность способа заключается в том, что измеряют парные значения сигналов, пропорциональных балансируемым в сети (т.е. составляющая в цепи ввода определяется алгебраической суммой качественна одинаковых с ней составляющих всех электроприемников) качественно одинаковым в каждой паре энергетическим составляющим (например, Q и 0,), которые все в целом образуют ортогональную систему качест1 Я2111 венно различных энергетических составляющих (например, Р и 0 ), преиму щественно мощностей, перемножают между собой значения постоянного коэффи-I5 циента (К) и парных сигналов и инте- грируют полученные результаты. В качестве одного сигнала конкретной пары используют сигнал энергетической составляющей (например, 0,1 одного 1О конкретного электроприемнйка (например, 1-ro), à в качестве второго для указанной пары и всех парных произведений качественно одинаковых между этими парами энергетических состав- 15 ляющих (например, все Q) .используют сигнал энергетической составляющей в общем вводе (например, 0 ). Полученный в результате. этого парного умножения результат определяют как величину мощности (например, Р, К Ч, ° 0, 1, à его интегрирования как величину энергии (например, И1«) потерь на участке общего ввода из-за выбранной в flBpHGM произведении 25 энергетической составлякнцей конкретного электроприемника (например, О< ) .

Суммируют найденную величину потерь электроэнергии (hV ) с аналогично полученными величинами потерь электроэнергии на участке ввода из-за всех остальных качественно разных энергетических составляющих этого конкретного электроприемника (например, Р1 р ) и определяют полученную сумму 35 (например ЬМ, = ЬW<< + 6Ч„ ) как величину потерь электроэнергйи на вводе из-эа подключения этого конкретного электроприемника (например, 1-го) к сети электроснабжения, аналогично полученные значения потерь электроэнергии из-за каждого электроприемника во всей группе (например, 4М, 4M>» gg< ) суммируют между собой, а полученную сумму определяют как ве- 45 личину общих потерь электроэнергии на участке общего ввода (hV = ЬИ, +

+ h Ы +,. + А M ). Долю участия каждого конкретного электроприемника (например, 1-го) в общих потерях во вводе Определяют через отношение най50 денной величины потерь энергии из-за подключения этого конкретного электроприемника к величине общих потерь электроэнергии на участке общего ввода (например, Ь = .ЬИ, /g>J ) . В случае реализации способа с измерением энергетических составляющих в виде мощностей дополнительно измеряют сигнал, пропорциональньй квадрату действую.щего напряжения сети U на участке ввода и перед получением парных произведений энергетических составляющих сигналы энергетических составляющих с общего ввода предварительно делят на этот дополнительно измеренный сигнал (получая, например, 0 /U и

P /U ). В качестве взаимно ортогог °

Ф Ф нальных сигналов балансируемых. энергетических составляющих используют сигналы пропорциональные активным Р и реактивным Q мощностям. В радиальных сетях электроснабжения без фазоповоротных трансФорматоров измеряют только сигналы, пропорциональные мгновенным токам ввода (i<) и электроприемников (i „ г ... i<) без разложения на ортогональные составляющие (так, что мощность потерь в общем вводе, например, из-за t-го электроприемника (ЬР, = К i, i ).

На чертеже приведена функциональная схема устройства для осуществления способа измерения величины потерь электроэнергии в сети, Устройство имеет систему электроснабжения с одним и сточни ком 1 э нергии в цепи 2 общего ввода системы электроснабжения с группой из N электроприемников 3 (ЭП,, ЭП ... ЭП г „

ЭПи) в цепях отходящих линий, в цепях общего ввода и отходящих линиях включены датчики 4 (Р ) и 5 (Р ) и датчики 6 (0 ) и 7 (0 ) реактивной моцности, в цепь общего ввода включен согласующий фа зоповоротный тра нсформатор 8, выходы датчиков 4 и 6 активной и реактивной подключены к первым входам блоков 9 и 10, к вторым входам которых подключен выход датчика 11 квадрата действующего значения напряжения сети на участке ввода, а выходы подключены к первым входам множительных блоков 12 и 13 всех каналов, к вторым входам которых подключены выходы соответствующих датчиков 5,и

7 активной и реактивной мощности, выходы которых подключены к входам соответствующих интеграторов 14 и 15, выходы которых являются, выходами устройства и подключены к входам сумматоров и входам сумматоров 17 и 18 соответственно, выходы которых являются выходами устройства и подключены к входам сумматора 19, выход которого

I . является выходом устройства и подключен к первым входам делителей 20, к

5 15521 вторым входам которых подключены вы" ходы сумматоров 16.

Выходные сигналы устройства пропорциональны следующим величинам:

ЬР и АР; - потерям мощности во вводе из-за активной и реактивной мощностей j --го электроприемника;

ДМ > и Ь1;< - потерям энергии во вводе из-за активной и реактивной 10 мощностей j-го электроприемника, hW 2 и h> - потерям энергии и доле этих потерь в общих потерях во вводе из-за j-го электроприемника, $V, Ь14 и ЬЫ - общим потерям энергйи во вводе из-за всех электроприемников, из-за их активной Р и реактивной 0 мощностей всех электроприемников.

При пренебрежении эффектом вытеснения потери мгновенной мощности .ЬР в проводнике с сопротивлением R в цепи 2 общего ввода определяются квадратом мгновенного тока i< в цепи ввода

Ь i g R (1) 25

После интегрирования этой первичной формулы (1), умножений на различ" ные Функционалы от напряжения сети получаютея всевозможные вторичные

-Формулы, определяющие потери через действующее значение тока во вводе полную мощность S, ее балансируемые ортогональные энергетические составляющие Х . У, Z ... — общем случае или p, 0 — в частном случае (1). Свойство балансируемости в об" щем вводе выражается формулами: каждая - для составляющих одного качества х = х; + х + ... + х + ...;

Y - У + Y2+»ее+ Y2+в ° »» (2)

p = p + p + + p + ° °,, Я + qа+ ° ° + q3+ ° ° ° а ортогональности

SK2 = X2K + У2 + ° .,» (3) с;г рг + q2

K x где 1(1, У или Р, О. - балансируемые энергетические составляющие разного качества одного т-го электроприемника. Под обобщенными энергетическими показателями Х, У, Z... могут помимо

50 р и Q понижаться мощности несимметрии, искажений и другие, определяющие полную мощность Б по формулам (2) и (3) °

5S

Энергию потерь ЬИ „в общем вводе из-за балансируемой энергетической составляющей X j-ro электроприемника

3 из группы определяется интегрировани11 6 ем мощности потерь дР „, которую определяют по формуле р к х.х (4) т (5)

I О где К - постоянный коэффициент, зави- . сящий от активного сопротивления ввода R; X — соответствующая качествен" но одинаковая электрическая составляющая в цепи общего ввода. 8 конкретных случаях, когда Х вЂ” это, например, активная мощность Р, то с уточняющей поправкой на квадрат действующей напряжения. сети 02 на участке ввода, формула (4) преобразуется к виду

ЬР = R - — - P Р

2f Цг (6) а когда Х - это мгновенный ток i, то

ЬР R (7)

Суммирование знайенйй потерь мощности или энергии из-за качественно одной соста вляющей (4) или (5) по всем электроприемникам группы

М

СЫРА„K (K) +»»» + X2 +» +

+Х ) X =КХ2 =ЬР (8)

2, =ь (9) х дает значение мощности или энергии потерь во вводе из.-за одной составляющей Х, суммирование значений потерь мощности или энергии (8) или (9) по всем взаимно ортогональным составляющим определяет значение общих потерь мощности или энергии во вводе dp, = К(Х2 + Уг. + ...)

А=х,У

=K Б =АР ; (10)

- — ЕА в» (11)

Ах,ч... что согласуется с формулами (2) и (3).

Суммирование значений потерь мощности или энергии (4) и (5) для одного электроприемника по всем ортогональным составляющим определяет его участие в общих потерях, во вводе .ЬР;, = ЬР;; (12)

А Хт.

Я ДЫ.А = АМ (13)

А х,М,. а деление полученных значений на общие потери определяет значение долевого участия электроприемника в общих потерях энергии а

5Ъ7 ьч (14) 1 52111

К ак видно из Формулы (4) величина участия конкретной энергетической составляющей конкретного электроприемника в потерях в цепи общего ввода йропорциональна величине самой сос5 тавляющей Х и сумме подобных величин по всей группе X . При разных знаках

К; и Хе величина участия становится отрицательной (электроприемник стано- 10 фится компенсатором) .

В устройстве йзмеряются балансиру1 мые ортогональные энергетические со ставляющие: активная Р и реактивная мощности, 15

На выходах делителей 9 и 10 Формиуются сигналы Р /U и 0 /U Эти игналы поступают на первые входы ножительных блоков 12 и 13 всех изерительных каналов электроприемников. На вторые входы поступают сигна ы с датчиков 1 и 7 активной и реакивной мощностей в цепях соответствующих электроприемников. На выходах ножительных блоков 12 и 13 Формиру- 25 тся выходные сигналы Ь Р; и Ь Р, . апример, для nepaoro канала и первого электроприемника (ЭП 1) Формируются выходные сигналы

ДР„= К „,- ; ЬР„, = К, - (1 )

1 c точностью до коэФФициента 4, определяющие потери мощности в цепи об щего ввода из-за активной Р и реакk тивной Я, мощностей первого электро.приемника. После интегрирования полученных сигналов интеграторами 14 и

15 на их выходах, например, для первого канала Формируются сигналы потерь энергии 6_#_ p и bV q на 40 участке ввода из-за активной и реактивной мощностей первого электроприемника, На выходе, сумматора 16 получается сумма указанных потерь

$ M = Ь11 р + h,, (16)

I т.е. величина потерь энергии в общем вводе из-за первого электроприемника.

На входы сумматоров 17 и 18 поступают сигналы gV. и $V со всех ка.налов и Формируются выходные сигналы потерь энергии

ЬЧ р = 5Mqp + 5_#_gp + ьи „= Ы, + амит + .. ° (17) в общем вводе из-за активных и реактивных составляющих всех электроприемников группы, Эти сигналы суммируются сумматором .}, на выходе которого

Формируется сигнал

Ь 1 = ВМ + ьЫ (18) потерь электроэнергии в цепи ввода из-за всех электроприемников. Последние сигналы могут быть получены также известным способом через интегрирование квадратов активных и реактивных мощностей Р и 0, измеренных прямо в цепи ввода, например, с выходов датчиков 4 и 6, последующего умножения результатов на постоянный коэФФициент, определяемый сопротивлением цепи ввода R <. Долевое участие электроприемников. в общих потерях определяется по каналам сигналами на выходах элементов 20 деления найденных сигналов, например, ЬИ, Ь 1 я

Ь =--- Ь = — — ° ° °

Фор мула из обретения

Способ определения величины по" терь электроэнергии в сети электроснабжения, заключающийся в том, что измеряют значения двух сигналов, пропорциональных энергетическим состав" ляющим, например активным и реактивным мощностям, причем в качестве одного сигнала измеряют значение энергетической составляющей в общем вводе, перемножают между собой значения постоянного коэФФициента и двух сигналов и интегрируют. полученные результаты, отличающийся тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей за счет раздел.ьного определения потерь энергии в цепи общего ввода из-за отдельных электроприемников в группе и определения доли участия каждого электроприемника в потерях в общем вводе в качестве второго сигнала, измеряют значение энергетической составляющей одного конкретного электроприемника, величину мощности определяют в результате перемножения, а величину потерь электроэнергии на участке общего ввода из-за энергетической составляющей выбранного конкретного электроприемника - в результате интегрирования, определяют величину потерь электроэнергии во вводе из"за этого конкретного электроприемника в сети электроснабжения в результате суммирования величины потерь электроэнергии из-за одной энергетической составляющей с аналогично полученными величинами по".

Составитель С.Сафохин

Редактор 8.Бугренкова Техред Л.Сердюкова Корректор М. Муска

Подписное

Тираж 542

Заказ 327

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 191

15 терь электроэнергии на участке ввода из-за остальных качественно различных составляющих этого конкретного электроприемника, определяют величину общих потерь электроэнергии на участке общего ввода в результате суммирования аналогично полученных значений потерь электроэнергии из-за каждого электроприемника во всей группе, on" ределяют долю участия каждого конкретного электроприемника в общих потерях во вводе, как отношение величины потерь электроэнергии из-за подключения этого конкретного электроприемника к величине общих потерь электроэнергии на участке общего ввода.

52111 ! {3

2. Способпоп.1, отлича юшийся тем, что при реализации способа с измерением энергетических

5 составляющих в виде мощностей допол) нительно измеряют сигнал, пропорциональный квадрату действующего напряжения сети на участке ввода, и делят на него значения сигналов энергетических составляющих с общего ввода..

3. Способ по п.t, о т л и ч а юшийся тем, что в радиальных сетях электроснабжения без фазоповоротных трансформаторов измеряют только сигналы, пропорциональные мгновенным токам ввода и электроприемников без разложения на ортогональные составляющие.