Похибки каналів вимірювання в системах обліку електроенергії

Abstract

В статті проаналізовані структури вимірювальних каналів систем обліку електроенергії. Показано, що така структура визначається типами використаних засобів вимірювальної техніки та схемою їх з’єднання, зокрема типами встановлених в точках обліку лічильників електроенергії. Причому лічильники можуть мати імпульсний або інтерфейсний інформаційний вихід. Показано, що тракт вимірювань та обліку електроенергії включає в себе вимірювальну схему що складається із вимірювальних трансформаторів струму і напруги, лічильника електроенергії, ліній зв'язку, пристрою обліку та пристрою збору даних. Застосовано метод, заснований на нормуванні метрологічних характеристик окремих елементів вимірювального тракту і синтез їх на основі метрологічної характеристики всієї системи обліку електроенергії. Для розрахунку сумарної похибки вимірювального каналу використовуються формула, яка враховує тільки похибки вимірювальної схеми. Показано, що в останні роки спостерігається тенденція, коли вимірювальні трансформатори струму і, відповідно, лічильники електроенергії працюють в режимі малих струмових навантажень. Похибки елементів вимірювального тракту у цьому випадку мало вивчені. Приведені графіки похибок трансформаторів струму в залежності від струмів навантаження. Показано, що значення похибок трансформаторів струму змінюються від величини струму навантаження і знаходяться в області негативних значень. Тому неправильний вибір трансформаторів струму може призвести до істотного недообліку електроенергії. Похибки трансформаторів напруги залежать в основному від навантаження на вторинну обмотку і на сумарну похибку суттєвого не впливають. Приведена результуюча похибка вимірювального тракту трансформатор струму – трансформатор напруги – лічильник електроенергії в області малих навантажень. Зміна похибок в області малих навантажень призводить до серйозних метрологічних втрат (недообліку електроенергії). При автоматизації обліку електроенергії приведені графіки зміни похибок в області малих навантажень можуть служити основою для корекції похибки вимірювальних трактів.

The article analyzes the structures of the measuring channels of electricity metering systems. It is shown that such a structure is determined by the types of measuring instruments used and the scheme of their connection, in particular, by the types of electricity meters installed at the metering points. More over, the counters can have a pulse or interface information output. It is shown that the path for measuring and metering electricity includes a measuring circuit consisting of measuring current and voltage transformers, an electricity meter, communication lines, a metering device and a data collection device. The applied method is based on the standardization of the metrological characteristics of individual elements of the measuring path and their synthesis based on the metrological characteristics of the entire electricity metering system. To calculate the total error of the measuring channel, a formula is used that takes into account only the errors of the measuring circuit. It is shown that in recent years there has been a tendency when measuring current transformers and, accordingly, electricity meters operate in the mode of low current loads. In this case, the errors of the elements of the measuring path are poorly studied. The graphs of errors of current transformers depending on load currents are given. It is shown that the values of the errors of current transformers vary with the magnitude of the load current and are in the region of negative values. Therefore, the wrong choice of current transformers can lead to a significant underestimation of electricity. The errors of voltage transformers depend mainly on the load on the secondary winding and do not significantly affect the total error. The resulting error of the measuring path curr ent transformer - voltage transformer - electricity meter in the area of low loads is given. A change in errors in the area of low loads leads to serious metrological losses (underpayment of electricity). In the automation of electricity metering, graphs of changes in errors in the area of low loads are presented, which can serve as a basis for correcting the error of the measuring paths.