Экспериментальные исследования мгновенных значений частоты промышленного напряжения в электрических сетях ОАО «Ростовэнерго»

Ермаков В.Ф.; Федоров В.С.

ЭНЕРГЕТИКА

УДК 621.317.7

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МГНОВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ ЧАСТОТЫ ПРОМЫШЛЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ

ОАО «РОСТОВЭНЕРГО»

Широко известны схемы цифровых частотомеров [1, 2], а также датчиков частоты [3], используемых в устройствах противоаварийной автоматики энергосистем, в частности, в устройствах автоматической частотной разгрузки, а также в устройствах контроля частоты на щитах управления электростанций и подстанций. Однако они не могут использоваться для контроля мгновенных значений частоты из-за низкого быстродействия. Не могут также использоваться для этой цели, например, методы контроля параметров радиосигналов, предложенные в [4], поскольку они не рассчитаны на контроль низкочастотных сигналов промышленного напряжения 50 Гц.

При разработке многофункционального устройства для контроля параметров частоты на базе AVR-микроконтроллеров в устройство была заложена возможность фиксации мгновенных значений частоты промышленного напряжения в сетях 50 Гц на интервале 2,56 с. При этом в памяти устройства размещаются значения частоты за 128 периодов. После выполнения замера указанная информация считывалась в персональный компьютер (ПК) типа IBM PC и подвергалась дальнейшей обработке.

В табл. 1 приведены результаты измерений мгновенных значений частоты, проведенных в электрических сетях ОАО «Ростовэнерго». На рис. 1 приведены графики реализации частоты, построенные по данным табл. 1.

Таблица 1

Номер отсчета (периода) Точки контроля

ЮРГТУ (НПИ), г. Новочеркасск ЖСК «Наука», г. Новочеркасск НчГРЭС, п. Донской РДУ, г. Ростов-на-Дону Ростовская ТЭЦ-2 с. Литвиновка Белокалитвенского района

1 2 3 4 5 6 7

0 49,998 50,005 49,988 49,988 49,985 49,988

1 50,003 49,995 49,990 49,975 49,988 49,983

2 50,003 49,993 49,988 49,970 49,988 49,985

3 49,998 50,010 49,990 49,970 49,985 49,975

4 50,000 49,998 49,990 49,993 49,983 49,990

5 49,990 49,993 49,993 49,963 49,990 49,980

6 49,998 49,988 49,988 49,978 49,985 49,985

7 49,993 50,003 49,990 49,975 49,988 49,990

8 49,993 50,003 49,990 49,995 49,990 49,978

9 49,983 49,998 49,990 49,968 49,993 49,985

10 49,990 50,005 49,988 49,980 49,988 49,980

11 49,990 49,998 49,985 49,973 49,990 49,985

12 49,975 49,995 49,988 49,970 49,988 49,983

13 49,988 50,003 49,990 49,975 49,988 49,988

14 49,985 50,003 49,988 49,978 49,988 49,975

15 49,978 49,983 49,980 49,970 49,988 49,985

16 49,988 50,015 49,985 49,983 49,985 49,978

17 49,988 49,975 49,993 49,965 49,988 49,983

18 49,988 50,010 49,995 49,980 49,988 49,993

19 49,985 49,988 49,988 49,983 49,988 49,983

20 49,990 50,005 49,990 49,963 49,990 49,985

Продолжение табл. 1

1 2 3 4 5 6 7

21 49,995 49,988 49,988 49,970 49,990 49,983

22 49,985 50,000 49,988 49,973 49,990 49,985

23 50,000 50,005 49,990 49,973 49,990 49,978

24 50,000 49,990 49,993 49,978 49,990 49,990

25 49,998 50,005 49,985 49,980 49,990 49,980

26 50,008 49,995 49,993 49,988 49,983 49,993

27 49,998 50,003 49,983 49,958 49,988 49,975

28 50,005 49,995 49,995 49,988 49,985 49,990

29 50,000 50,005 49,990 49,968 49,985 49,973

30 49,995 49,993 49,988 49,968 49,983 49,993

31 49,990 50,010 49,988 49,978 49,988 49,975

32 49,993 49,998 49,993 49,970 49,990 49,990

33 49,990 50,003 49,993 49,975 49,990 49,978

34 49,993 49,990 49,988 49,993 49,993 49,988

35 49,990 50,003 49,985 49,965 49,993 49,983

36 49,998 50,000 49,990 49,980 49,990 49,988

37 49,990 50,003 49,990 49,968 49,990 49,983

38 50,003 49,995 49,993 49,988 49,988 49,990

39 49,998 50,005 49,988 49,973 49,983 49,978

40 50,000 49,993 49,993 49,975 49,988 49,990

41 50,000 50,010 49,995 49,985 49,985 49,975

42 50,003 49,988 49,988 49,975 49,983 49,990

43 50,003 50,005 49,995 49,963 49,985 49,978

44 50,010 49,995 49,998 49,973 49,990 49,988

45 49,995 50,010 49,988 49,975 49,990 49,983

46 50,005 49,985 49,980 49,975 49,990 49,983

47 49,990 50,008 49,988 49,983 49,988 49,980

48 49,995 49,995 49,995 49,973 49,988 49,990

49 49,988 50,008 49,990 49,970 49,985 49,970

50 49,988 49,988 49,988 49,983 49,990 49,995

51 49,990 50,008 49,985 49,940 49,983 49,983

52 49,988 49,995 49,995 49,990 49,983 49,983

53 49,985 50,000 49,995 49,980 49,985 49,978

54 49,990 49,993 49,985 49,980 49,988 49,985

55 49,988 50,005 49,988 49,970 49,980 49,975

56 49,983 49,990 49,993 49,983 49,985 49,990

57 49,988 49,998 49,990 49,983 49,983 49,980

58 49,990 50,003 49,985 49,973 49,988 49,980

59 49,993 50,005 49,993 49,978 49,985 49,983

60 49,993 49,998 49,990 49,973 49,988 49,983

61 49,993 50,000 49,990 49,973 49,985 49,978

62 50,000 49,998 49,985 49,983 49,983 49,988

63 49,995 49,998 49,998 49,975 49,988 49,983

64 50,000 50,003 49,988 49,973 49,985 49,983

65 50,000 49,990 49,985 49,973 49,983 49,985

66 50,008 50,003 49,985 49,983 49,988 49,993

67 50,000 49,998 49,988 49,975 49,983 49,978

68 50,005 49,998 49,998 49,970 49,983 49,978

69 50,000 49,995 49,993 49,975 49,985 49,988

70 49,998 49,995 49,983 49,978 49,985 49,980

71 49,990 50,000 49,988 49,978 49,985 49,993

72 49,995 50,005 49,985 49,980 49,985 49,978

73 49,990 49,995 49,988 49,968 49,985 49,985

74 49,988 50,000 49,990 49,978 49,988 49,978

75 49,990 49,990 49,993 49,970 49,985 49,998

Окончание табл. 1

1 2 3 4 5 6 7

76 49,985 50,000 49,985 49,983 49,988 49,973

77 49,993 50,005 49,983 49,973 49,985 49,985

78 49,980 49,995 49,998 49,980 49,988 49,973

79 49,985 50,000 49,990 49,973 49,985 49,993

80 49,995 50,000 49,983 49,983 49,983 49,980

81 49,980 50,005 49,988 49,980 49,983 49,985

82 49,990 50,005 49,983 49,978 49,983 49,985

83 49,998 49,988 49,993 49,983 49,983 49,985

84 49,985 49,998 49,988 49,968 49,983 49,985

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

85 49,998 49,998 49,990 49,983 49,985 49,985

86 49,995 50,008 49,983 49,968 49,988 49,983

87 49,998 49,990 49,998 49,973 49,988 49,983

88 50,000 49,998 49,993 49,973 49,988 49,983

89 49,998 50,008 49,990 49,970 49,988 49,985

90 50,008 49,985 49,980 49,980 49,985 49,983

91 50,000 49,998 49,990 49,980 49,983 49,980

92 50,005 49,995 49,985 49,973 49,980 49,993

93 49,998 50,000 49,998 50,025 49,983 49,988

94 50,000 49,985 49,985 49,945 49,983 49,975

95 49,995 50,010 49,985 49,965 49,983 49,988

96 49,995 50,000 49,983 49,973 49,983 49,990

97 49,985 50,015 49,993 49,980 49,988 49,980

98 49,993 49,988 49,993 49,978 49,985 49,985

99 49,988 50,000 49,995 49,975 49,988 49,990

100 49,988 49,995 49,990 49,968 49,985 49,983

101 49,983 50,003 49,988 49,963 49,985 49,993

102 49,990 49,993 49,985 49,978 49,985 49,983

103 49,985 50,008 49,993 49,980 49,983 49,988

104 49,995 49,995 49,990 49,978 49,985 49,980

105 49,990 49,995 49,990 49,975 49,985 49,998

106 49,993 50,000 49,980 49,978 49,980 49,975

107 49,990 50,000 49,983 49,978 49,980 49,990

108 49,993 49,988 49,995 49,973 49,980 49,983

109 49,993 50,005 49,998 49,975 49,983 49,985

110 49,998 50,000 49,978 49,978 49,985 49,990

111 49,995 49,998 49,985 49,970 49,988 49,978

112 50,000 50,003 49,993 49,978 49,988 49,988

113 50,000 49,998 49,998 49,978 49,988 49,985

114 50,005 49,998 49,980 49,980 49,985 49,985

115 50,003 49,995 50,005 49,975 49,988 49,983

116 50,003 49,995 49,975 49,978 49,983 49,995

117 49,998 50,003 49,990 49,988 49,985 49,975

118 49,990 49,990 49,995 49,973 49,983 49,993

119 49,993 50,000 49,993 49,980 49,983 49,975

120 49,995 49,988 49,983 49,975 49,985 49,995

121 49,978 49,995 49,990 49,975 49,983 49,975

122 49,995 50,000 49,985 49,975 49,985 50,000

123 49,983 50,000 49,995 49,985 49,985 49,975

124 49,995 49,993 49,998 49,973 49,980 49,995

125 49,983 49,995 49,990 49,980 49,985 49,985

126 49,980 49,990 49,980 49,975 49,985 49,970

127 49,990 50,000 49,988 49,985 49,985 50,003

Частота 50,010 -

50,000 -

49,990 -

49,980

49,970

|||||IP|I|I|'

I Ш II

......"

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125

Отсчет

а)

Частота

50,015 ■

49,975 49,970

Частота 50,015 50,010 50,005 50,000 49,995 49,990 49,985 49,980 49,975 49,970

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

б)

85 90 95 100 105 110 115 120 125

Отсчет

ЩЛ

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 1 10 115 120 125

Отсчет

в)

Частота 50,030 i 50,025 -50,020 -50,015 -50,010 -50,005 -50,000 -49,995 -49,990 -49,985 -49,980 -49,975 -49,970 -49,965 -49,960 -49,955 -49,950 -49,945 -49,940 -

i;

lili III ИЧШППНИМ IIIIII IM, lr. lllHIl Щ'ГШПИИ III Ч ИМРПП IM II IIIIII HIIIIIIIIIHIMIIIMUj

■Ii Í г I i un 11 ií IIII'ií 11 ii"i' 111П' i iMMi ■итшчгл-ьмшмшп- IIL'I

fililí PiliTIH'MlllllhU l l iliГнГМ IL II.í:.K:.1l'jII1\ШИПГЖ I HM IIIiILjUIIiIMimLIiI

IiiI lll.llillil IIjIIIII I.-lill иМИ'III lili llallllllllllllilllt.lilllllllLI.iliill 'lili Jllllllllillllllllllllllll

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125

Отсчет

Рис. 1. Регистрограммы мгновенных значений частоты (см. табл. 1): а) данные графы 2; б) данные графы 3; в) данные графы 4; г) данные графы 5; д) данные графы 6; е) данные графы 7 (см. также стр. 99)

Частота

50,000 -,

49,995

49,990

49,985 Н 49,980

49,975 -I

И

\S\J

Частота

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 30 85 90 95 100 105 110 1 15 120 125

Отсчет

д)

49,970

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

90 95 100 105 110 115 120 125 Отсчет

е)

Рис. 1. Окончание

Рассмотрение полученных реализаций как функций спектральное разложение в ряд Фурье, представленное

Ф = Л(0, где Л - частота сети, позволяет сделать вывод о на рис. 2 (в качестве периода основной частоты принята

наличии в функции ф гармонических составляющих длительность реализации Т = 2,56 с, по оси абсцисс

ряда Фурье. Используя математический пакет указаны номера гармоникпо оси ординат - их дейст-

МаШСАЭ 2000, для каждой реализации было получено вующее значение с,.

с,, Гц

0,002

0,001

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

о

j ГЦ 0,002

0,001

пппиПИППпППипПпиПппппд^ЛЛ.ПП

О 2 4 6 8 10 12 1 4 16 18 20 22 24 26 2 8 3 0 32 34 3 6 3 8 40 42 44 46 48 50 52 34 ¡6 58 60 62 64

а)

[ЮУПППпДППп

ШпМ

О 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 45 50 52 54 56 58 60 62 64

б)

Рис. 2. Разложение в ряд Фурье, при расчете коэффициентов которого использованы данные табл. 1: а) графа 2; б) графа 3; в) графа 4; г) графа 5; д) графа 6; е) графа 7 (см. также стр. 100)

j Гц 0,002

ПНгИПпьППпт нпОпОПппО Jli .ПпПпп. ЧПЕШ.-Ш.. пПпОп . ПпПпПп ПпО

0,001

О 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 3 2 34 36 3 8 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64

j Гц

0,002

0,001

в)

I

пУШпНпЧШП

0 2 4 6

j ГЦ 0,002

10 12 14 16 18 20 22 24 2 6 28 3 0 3 2 34 36 3 8 40 42 44 46 4S 50 52 54 56 58 60 62 64

г)

0,001

П-ИгиЛМ Iflrij—ПпГПиПппшППп ППтГ1пП.1,П||1пП-ГП1ппПп[1

п1Лги.ппП1ПпП.-.Г

j ГЦ 0,002

О 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 2 6 28 3 0 3 2 34 36 3 8 40 42 44 46 48 5 0 52 54 5 6 58 60 62 64

д)

0,0011

Ппдпп„ипи„ПпП„Иг,пп11ПП»пПППи1 Inl IИПППППП! ILliln

О 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 2 6 28 3 0 3 2 34 36 3 8 40 42 44 46 48 5 0 52 54 5 6 58 60 62 64

е)

Рис. 2. Окончание

Литература

1. ЕрмоловР.С. Цифровые частотомеры. Л., 1973. 3. Розенблюм Ф.М. Измерительные органы противоаварий-

2. Измерения в электронике: Справочник / В.А. Кузнецов, ной автоматики энергосистем. М., 1981.

В .А. Долгов, В.М. Коневских и др.; Под ред. В.А. Куз- 4. Павленко Ю.Ф., Шпаньон П.А. Измерение параметров нецова. М., 1987. частотно-модулированных колебаний. М., 1986.

Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)

7 апреля 2005 г.

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Ермаков В. Ф., Федоров В. С.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Ермаков В. Ф., Федоров В. С.

Текст научной работы на тему «Экспериментальные исследования мгновенных значений частоты промышленного напряжения в электрических сетях ОАО «Ростовэнерго»»