Научная статья на тему 'ВВОД В РАБОТУ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОММЕРЧЕСКОГО УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА КЕРЧЕНСКОМ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ ЗАВОДЕ'

ВВОД В РАБОТУ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОММЕРЧЕСКОГО УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА КЕРЧЕНСКОМ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ ЗАВОДЕ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
83
7
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ / ГЕНЕРАЦИЯ / ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ / ЭНЕРГОСИСТЕМА / МОЩНОСТЬ / РАССРЕДОТОЧЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Савенко Александр Евгеньевич, Савенко Павел Станиславович

ЦЕЛЬ. Проанализировать работу автоматизированной системы коммерческого и технологического учета электроэнергии позволяющей снизить затраты на энергоресурсы, а также исследовать систему на примере внедрения её на Керченском металлургическом заводе. МЕТОДЫ. В состав информационно-измерительного комплекса (ИИК) входят: микропроцессорные счетчики электрической энергии, измерительные трансформаторы тока и напряжения, вторичные измерительные цепи. Связь по IP каналу и каналу CSD обеспечивает автоматический сбор информации по учету электроэнергии от ИИК. Сечение и длина проводов и кабелей в цепях напряжения расчетных счетчиков должны выбираться такими, чтобы потери напряжения в этих цепях составляли не более 0,25 % номинального напряжения. РЕЗУЛЬТАТЫ. Значения погрешностей для каждого ИИК и значения предела допускаемых относительных погрешностей измерительного комплекса рассчитаны для диапазонов 1÷5%, 5÷20%, 20÷100% от I1НОМ. Приведены результаты расчетов максимальных значений погрешностей ИИК. При внедрении АСКУЭ и стоимостью около 4 млн. рублей в три этапа, система окупает себя за один два месяца на крупном промышленном предприятии. Введение технического учета (АСТУЭ) для внутренних потребителей предприятия формирует дополнительные возможности по снижению потерь на электроэнергию за счет оптимизации режима работы производства. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Благодаря оптимизации системы АСКУЭ стало возможным наблюдение за работой одних из самых энергоёмких потребителей завода - сталеплавильных печей, мощностями 2500 кВт и 5000 кВт. Это позволяет регулировать работу печей, видеть их расходы, производить производственные расчеты (экономические и плановые). АСКУЭ является одним из самых актуальных (малозатратных) инструментов по решению проблем энергосбережения и улучшению технико-экономических показателей, влияющих на конкурентоспособность предприятия.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Савенко Александр Евгеньевич, Савенко Павел Станиславович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

COMMISSIONING OF AN AUTOMATED SYSTEM OF COMMERCIAL ELECTRICITY MEASUREMENT AT THE KERCH METALLURGICAL PLANT

THE PURPOSE. Analyze the operation of an automated system for commercial and technological metering of electricity, which allows to reduce the cost of energy resources, as well as study the system by the example of its implementation at the Kerch Metallurgical Plant. METHODS. The information-measuring complex (IMC) includes: microprocessor-based electric energy meters, measuring current and voltage transformers, secondary measuring circuits. Communication via IP channel and CSD channel provides automatic collection of information on electricity metering from IMC. The cross-section and length of wires and cables in voltage circuits of settlement meters should be selected so that voltage losses in these circuits are not more than 0.25% of the rated voltage. RESULTS. The error values for each IMC and the values of the limit of permissible relative errors of the measuring complex are calculated for the ranges 1 ÷ 5%, 5 ÷ 20%, 20 ÷ 100% of I1NOM. The results of calculations of the maximum values of the IMC errors are presented. With the introduction of ASCEM and costing about 4 million rubles in three stages, the system pays for itself in one or two months at a large industrial enterprise. The introduction of technical accounting (ASTEM) for internal consumers of the enterprise creates additional opportunities to reduce energy losses by optimizing the production mode. CONCLUSION. Thanks to the optimization of the AMR system, it became possible to monitor the operation of one of the most energy-intensive consumers of the plant - steel-making furnaces with a capacity of 2500 kW and 5000 kW. This allows you to regulate the operation of furnaces, see their costs, make production calculations (economic and planned). ASKUE is one of the most relevant (low-cost) tools for solving energy conservation problems and improving technical and economic indicators that affect the competitiveness of an enterprise.

Текст научной работы на тему «ВВОД В РАБОТУ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОММЕРЧЕСКОГО УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА КЕРЧЕНСКОМ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ ЗАВОДЕ»

Выполненные эксперименты показали, что при наклонном расположении электродов под действием электромагнитного поля внешнего намагничивающего устройства дуга принимает форму, близкую к полуокружности. Это упрощает приближение средней точки дуги к сжигаемому материалу.

,1 - ■! ß-t

п Сжигаемыи \ л\

Газообразные Л §„атериал <—' отходы U

Рис.4. Электродуговой плазматрон для сжигания Fig. 4. Electric arc plasmatron for waste отходов incineration

Конструкция электродугового плазматрона (рис. 4) защищена патентом на изобретение [17].

Электродуговой плазматрон (рис. 4) характеризуется простотой конструкции, обеспечивает регулирование температуры, расхода плазмы и производительности при сжигании материала за счет возможности регулирования мощности и регулирования положения дуги магнитной системой.

В системе управления блоком поддержания заданного расстояния между электродами в условиях их постепенного сгорания целесообразно применить наиболее экономичные сервоприводы, построенные на базе вентильного двигателя с постоянными магнитами с частотным управлением [19] или системы частотного асинхронного электропривода c улучшенными энергетическими показателями [20, 21]. Частотно регулируемым электроприводом, целесообразно оснастить систему подачи плазмообразующего газа и систему вентиляции для отвода образующегося синтез-газа. В качестве электропривода движения заслонок для отведения продуктов горения целесообразно использовать частотный асинхронный электропривод. Для повышения электромагнитной совместимости электрооборудования плазмотрона с питающей сетью целесообразно может применяться активный фильтр электроэнергии.

Результаты

Рассмотренная базовая конструкция электродугового плазмотрона с полой цилиндрической рабочей камерой и графитовыми электродами, была реализована в виде экспериментальной установки, общий вид которой в рабочем состоянии показан на рисунке 5. В данной конструкции плазмотрона рабочая камера расположена горизонтально, она выполнена на основе асбест-цементной трубы с внутренним диаметром 70 мм и толщиной стенки 18 мм. Отверстия для размещения двух электродов расположены на удалении 35 мм от выходного конца рабочей камеры. Электроды выполнены в виде графитовых стержней круглого сечения диаметром 8 мм.

В опытной установке, работающей в непродолжительном режиме, каналы для охлаждения стенок рабочей камеры не выполнялись. Плазмообразующий газ, в качестве которого применялся воздух, подавался в рабочую камеру вентиляторной установкой под давлением.

Рис. 5. Работающая экспериментальная Fig. 5. Experimental electric arc plasma unit in электродуговая плазменная установка operation

Экспериментальные исследования показали, что для обеспечения выработки равномерного плазменного потока сила тока в электрической дуге должна составлять 60 - 80 А.

Компоненты экспериментальной электроплазменной установки характеризуются следующими показателями:

- мощность электродуговой части - 10 кВт,

- выходное выпрямленное напряжение в режиме холостого хода - 220 В,

- мощность электропривода вентиляторной установки - 400 Вт,

- мощность электромагнитной части установки - 100 Вт.

Мощность электропривода вентиляторной установки составляла около 4%, а мощность электромагнитной части установки 1% от мощности силовой электродуговой установки.

В результате исследований, выполненных на созданной экспериментальной плазменной установке с полой цилиндрической камерой, доказана возможность стабилизации и регулирования положения электрической дуги после ее растяжения магнитной системой до 60-70 мм. Выход языка плазмы из рабочей камеры через выходной канал достигал 100-120 мм.

Обсуждение

На основе рассмотренной базовой конструкции плазмотрона были разработаны несколько новых конструкций, предназначенных для поверхностного нагрева металлоизделий, защищенных патентами на изобретения [14, 15] и для сжигания твердых отходов, защищенных патентами на полезную модель [16] и изобретение [17].

Выполненные исследования показали, что в плазмотроне, предназначенном для поверхностного нагрева металлоизделий, на выходе рабочей камеры целесообразно установить сопло, выполненное из тугоплавкого материала в виде полого сужающегося цилиндра. При использовании сопла уменьшается рассеивание потока плазмы, подаваемой на поверхность нагреваемой детали с выхода рабочей камеры.

Заключение

1. Конструкции плазмотронов на базе полой цилиндрической рабочей камеры с входным и выходным каналами, с расходными графитовыми электродами, магнитной системой поддержанияположения дуги, характеризуется простотой выработки плазмы и удобством управления потоком плазмы;

2. Выполненные исследования подтвердили работоспособность и удобство управления разработанным плазмотроном, выполненным на базе полой цилиндрической рабочей камеры.

Литература

1. Анахов С.В. Принципы и методы проектирования плазмотронов // Екатеринбург: Изд-во Российского гос. проф-пед. ун-та, 2018. С. 165.

2. Хасаншин И.Я. Численное моделирование тлеющего разряда с полым катодом // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2011. № 2(9). С. 74-80.

3. Бафаев, Д. Х. Плазменная наплавка, упрочнение и выбор способа восстановления деталей машин // Технические науки в России и за рубежом: материалы 6 Международной. научной конференции (г. Москва, ноябрь 2016 г.). Москва : Буки-Веди, 2016. С. 65-68.

4. Anakhov S.V, Perminov E.A, Dzyubich D.K, et al. Principles of integrative modelling at studying of plasma and welding processes // International Journal of Environmental & Science Edu-cation. 2016. V.11. Issue 15. p. 8303-8310.

5. Anakhov S.V., Pykin Yu.A., Matushkin A.V. Narrow Jet Plasma as the Energy Efficient and Safe Technology for Metal Cutting // Solid State Phenomena (Material Science Forum). 2016. V. 870. p. 523-527.

6. Мухаметова Л.Р., Ахметова И.Г., Михин A.A. Оценка экономической эффективности работы конденсационного утилизатора тепловой установки // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2020. Т. 12. № 3(47). С. 101.

7. Rojas-Perez F., Castillo-Benavides J. A., Richmond-Navarro G ., et al. CFD Modeling of Plasma Gasification Reactor for Municipal Solid Waste, in IEEE Transactions on Plasma Science. V. 46. N. 7. pp. 2435-2444, July 2018, doi: 10.1109/TPS.2018.2844867.

8. Зверева Э.Р., Плотникова В.П., Бурганова Ф.И., Зверев Л.О., Латыпова Д.М. Извлечение ценных компонентов из золошлаковых отходов тепловых электрических станций // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2020. Т. 12. № 2(46). С. 3-12.

9. Meshcheryakov V.N., Pikalov V.V., Evseev A.M., et al. Electric Arc Plasma Installation with Control Information-Measuring System. 2019 1st International Conference on Control Systems, Mathematical Modelling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA), 2019, pp. 669672, doi: 10.1109/SUMMA48161.2019.8947588.

10. Моссэ А.Л. Плазменные технологии и устройства для переработки отходов. Беларуская навука, 2015. 411 с.

11. Сон Э.Е., Гаджиев М.Х., Куликов Ю. М. Плазменная утилизация в проблемах экологии (обзор) // Теплофизика высоких температур. 2020. Т. 58. №4 С. 536-562.

12. Mazzoni L.and Janajreh I. Plasma gasification of municipal solid waste with variable content of plastic solid waste for enhanced energy recovery, 2016 International Renewable and Sustainable Energy Conference (IRSEC). 2016. pp. 907-912, doi: 10.1109/IRSEC.2016.7984049.

13. Мещеряков В.Н., Конев В.А., Евсеев A.M., и др. Электродуговой плазмотрон. Патент на изобретение №2715054. 25.02.2020. Бюл. №6. Доступно по: https://patents.s3.yandex.net/RU2715054C1_20200225.pdf. Ссылка активна на 29 июня 2021.

14. Мещеряков В.Н., Евсеев А.М., Пикалов В.В., и др. Электродуговой плазмотрон для обработки плоских поверхностей деталей. Патент на изобретение № 2713746. 18.04.2019. Бюл. №11. Доступно по: https://patents.s3.yandex.net/RU2713746C1_20200207.pdf. Ссылка активна на 29 июня 2021.

15. Мещеряков В.Н., Евсеев А.М., Пикалов В.В., и др. Электродуговой плазмотрон. Патент на полезную модель № 188618. 18.04.2019. Бюл. №11. Доступно по: https://patentimages.storage.googleapis.com/27/62/bb/9db808fbf0d091/RU188618U1.pdf. Ссылка активна на 29 июня 2021.

16. Мещеряков В.Н., Евсеев А.М., Пикалов В.В., и др. Электродуговой плазмотрон для сжигания твердых отходов. Патент на изобретение №2713736. 07.02.2020. Бюл. №4. Доступно по: https://patents.s3.yandex.net/RU2713736C1_20200207.pdf. Ссылка активна на 29 июня 2021.

17. Доманов В.И., Доманов А.В., Карпухин К.Е. и др. Разработка и исследование систем управления током электрической дуги // УлГТУ. 2018. 242 с.

18. . Mesherayakov V., Voekov V., Ivashkin V ., et al. Designing the universal vector control system with relay current regulator principle for general purpose industrial AC motor drive control. 2016 IEEE International Power Electronics and Motion Control Conference (PEMC), 2016, pp. 680-685, doi: 10.1109/EPEPEMC.2016.7752076.

19. Meshcheryakov V.N., Danilov V.V., Khasanov Sh.R., et al. Minimization of the stator current in induction motor with defined load on the shaft by maintaining optimum absolute slip. E3S Web Conf. 124 01036 (2019). DOI: 10.1051/e3sconf201912401036.

20. Ахунов Д.Д., Давлетшин Р.Ф., Корнилов В.Ю. Построение нормализованных моделей измерительных контуров системы «Преобразователь частоты - асинхронный двигатель» // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2011. № 2(9). С. 36-40.

Авторы публикации

Мещеряков Виктор Николаевич - д-р. техн. наук, профессор. Заслуженный работник высшей школы, заведующий кафедрой «Электропривод», Липецкий государственный технический университет.

Пикалов Владимир Владимирович - ассистент, Липецкий государственный технический университет.

Валтчев Станимир - д-р. техн. наук, профессор, Новый университет Лиссабона, Португалия.

Грачева Елена Ивановна - д-р. техн. наук, профессор кафедры «Электроснабжения промышленных предприятий», Казанский государственный энергетический университет.

References

1. Anahov SV. Principy i metody proektirovaniyaplazmotronov. Ekaterinburg: Izd-vo Ros. gos. prof.-ped. un-ta; 2018

2. Hasanshin IYA. Chislennoe modelirovanie tleyushchego razryada s polym katodom. VestnikKazanskogo gosudarstvennogo ehnergeticheskogo universiteta. 2011;2(9):74-80.

3. Bafaev DH. Plazmennaya naplavka, uprochnenie i vybor sposoba vosstanovleniya detalej mashin. Tekhnicheskie nauki v Rossii i za rubezhom : VI Mezhdunar. nauch. Konf, Buki-Vedi, 2016.

4. Anakhov SV, Perminov EA, Dzyubich DK, et al. Principles of integrative modelling at studying of plasma and welding processes. International Journal of Environmental & Science Education. 2016;11(15):8303-8310.

5. Anakhov SV, Pykin YuA, Matushkin AV. Narrow Jet Plasma as the Energy Efficient and Safe Technology for Metal Cutting. Solid State Phenomena (Material Science Forum). 2016;870:523-527.

6. Muhametova LR, Ahmetova IG, Mihin AA. Ocenka ekonomicheskoj effektivnosti raboty kondensacionnogo utilizatora teplovoj ustanovki. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo ehnergeticheskogo universiteta. 2020;3(47):101.

7. Rojas-Perez F, Castillo-Benavides JA, Richmond-Navarro G. CFD Modeling of Plasma Gasification Reactor for Municipal Solid Waste. in IEEE Transactions on Plasma Science. 2018;46:7:2435-2444. doi: 10.1109/TPS.2018.2844867.

8. Zvereva ER, Plotnikova VP, Burganova FI., et al. Izvlechenie cennyh komponentov iz zoloshlakovyh othodov teplovyh elektricheskih stancij. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo ehnergeticheskogo universiteta. 2020;2(46):3-12.

9. Meshcheryakov VN., Pikalov VV, Evseev AM, et al. Electric Arc Plasma Installation with Control Information-Measuring System. 2019 1st International Conference on Control Systems, Mathematical Modelling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA), 2019, pp. 669672, doi: 10.1109/SUMMA48161.2019.8947588.

10. Mosse AL. Plazmennye tekhnologii i ustrojstva dlya pererabotki othodov. Belaruskaya navuka. 2015.

11. Son EE, Gadzhiev MH, Kulikov YuM. Plazmennaya utilizaciya v problemah ekologii (obzor). Teplofizika vysokih temperatur. 2020;4:536-562.

12. Mazzoni L.and Janajreh I. Plasma gasification of municipal solid waste with variable content of plastic solid waste for enhanced energy recovery. 2016 International Renewable and Sustainable Energy Conference (IRSEC), 2016, pp. 907-912, doi: 10.1109/IRSEC.2016.7984049.

13. Meshcheryakov VN, Konev VA, Evseev AM, et al. Elektrodugovojplazmotron. Patent RUS №2715054. 25.02.2020. Byul. №6. Available at: https://patents.s3.yandex.net/RU2715054C1_20200225.pdf. Accessed: 29 June 2021.

14. Meshcheryakov VN, Evseev AM, Pikalov VV, et al. Elektrodugovoj plazmotron dlya obrabotki ploskih poverhnostej detalej. Patent RUS № 2713746. 18.04.2019. Byul. №11. Available at: https://patents.s3.yandex.net/RU2713746C1_20200207.pdf. Accessed: 29 June 2021.

15. Meshcheryakov VN, Evseev AM, Pikalov VV, et al. Elektrodugovoj plazmotron. Patent RUS № 188618. 18.04.2019. Byul. №11. Available at: https://patentimages.storage.googleapis.com/27/62/bb/9db808fbf0d091/RU188618U1 .pdf. Accessed: 29 June 2021.

16. Meshcheryakov VN, Evseev AM, Pikalov VV, et al. Elektrodugovoj plazmotron dlya szhiganiya tverdyh othodov. Patent RUS №2713736. 07.02.2020. Byul. №4. Available at: https://patents.s3.yandex.net/RU2713736C1_20200207.pdf. Accessed: 29 June 2021.

17. Domanov VI, Domanov V, Karpuhin K.E, et al. Razrabotka i issledovanie sistem upravleniya tokom elektricheskoj dugi. UlGTU; 2018.

18. Mesherayakov V, Voekov V, Ivashkin V, et al. Designing the universal vector control system with relay current regulator principle for general purpose industrial AC motor drive

control. 2016 IEEE International Power Electronics and Motion Control Conference (PEMC), 2016, pp. 680-685, doi: 10.1109/EPEPEMC.2016.7752076.

19. Meshcheryakov VN, Danilov VV, Khasanov ShR, Valtchev S. Minimization of the stator current in induction motor with defined load on the shaft by maintaining optimum absolute slip. E3S Web Conf. 124 01036 (2019). doi: 10.1051/e3sconf/201912401036.

20. Ahunov DD, Davletshin RF, Kornilov VYU. Postroenie normalizovannyh modelej izmeritel'nyh konturov sistemy «Preobrazovatel» chastoty - asinhronnyj dvigatel. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo ehnergeticheskogo universiteta. 2011;2(9):36-40.

Authors of the publication

Viktor N. Meshcheryakov - Lipetsk State Technical University. Vladimir V. Pikalov - Lipetsk State Technical University. Stanimir S. Valtchev - University NOVA of Lisbon, Portugal. Elena I. Grachieva - Kazan State Power Engineering University.

Получено 17 июля 2021г.

Отредактировано 24 июля 2021г.

Принято 28 июля 2021г.

УДК 621.313

ВВОД В РАБОТУ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОММЕРЧЕСКОГО УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА КЕРЧЕНСКОМ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ ЗАВОДЕ

А.Е. Савенко, П.С. Савенко

Керченский государственный морской технологический университет,

г. Керчь, Россия

Savenko-70@mail. ru

Резюме: ЦЕЛЬ. Проанализировать работу автоматизированной системы коммерческого и технологического учета электроэнергии позволяющей снизить затраты на энергоресурсы, а также исследовать систему на примере внедрения её на Керченском металлургическом заводе. МЕТОДЫ. В состав информационно-измерительного комплекса (ИИК) входят: микропроцессорные счетчики электрической энергии, измерительные трансформаторы тока и напряжения, вторичные измерительные цепи. Связь по IP каналу и каналу CSD обеспечивает автоматический сбор информации по учету электроэнергии от ИИК. Сечение и длина проводов и кабелей в цепях напряжения расчетных счетчиков должны выбираться такими, чтобы потери напряжения в этих цепях составляли не более 0,25 % номинального напряжения. РЕЗУЛЬТАТЫ. Значения погрешностей для каждого ИИК и значения предела допускаемых относительных погрешностей измерительного комплекса рассчитаны для диапазонов 1+5%, 5+20%, 20+100% от I¡ном- Приведены результаты расчетов максимальных значений погрешностей ИИК. При внедрении АСКУЭ и стоимостью около 4 млн. рублей в три этапа, система окупает себя за один два месяца на крупном промышленном предприятии. Введение технического учета (АСТУЭ) для внутренних потребителей предприятия формирует дополнительные возможности по снижению потерь на электроэнергию за счет оптимизации режима работы производства. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Благодаря оптимизации системы АСКУЭ стало возможным наблюдение за работой одних из самых энергоёмких потребителей завода - сталеплавильных печей, мощностями 2500 кВт и 5000 кВт. Это позволяет регулировать работу печей, видеть их расходы, производить производственные расчеты (экономические и плановые). АСКУЭ является одним из самых актуальных (малозатратных) инструментов по решению проблем энергосбережения и улучшению технико-экономических показателей, влияющих на конкурентоспособность предприятия.

Ключевые слова: электрические сети; генерация; электроэнергия; энергосистема; мощность; рассредоточенные источники энергии.

COMMISSIONING OF AN AUTOMATED SYSTEM OF COMMERCIAL ELECTRICITY MEASUREMENT AT THE KERCH METALLURGICAL PLANT

AE. Savenko, PS. Savenko

Kerch State Maritime Technological University, Kerch, Russia

savenko-70@mail.ru

Abstract: THE PURPOSE. Analyze the operation of an automated system for commercial and technological metering of electricity, which allows to reduce the cost of energy resources, as well as study the system by the example of its implementation at the Kerch Metallurgical Plant. METHODS. The information-measuring complex (IMC) includes: microprocessor-based electric energy meters, measuring current and voltage transformers, secondary measuring circuits. Communication via IP channel and CSD channel provides automatic collection of information on electricity metering from IMC. The cross-section and length of wires and cables in voltage circuits of settlement meters should be selected so that voltage losses in these circuits are not more than 0.25% of the rated voltage. RESULTS. The error values for each IMC and the values of the limit ofpermissible relative errors of the measuring complex are calculated for the ranges 1 + 5%, 5 + 20%, 20 + 100% of I1NOM. The results of calculations of the maximum values

of the IMC errors are presented. With the introduction of ASCEM and costing about 4 million rubles in three stages, the system pays for itself in one or two months at a large industrial enterprise. The introduction of technical accounting (ASTEM) for internal consumers of the enterprise creates additional opportunities to reduce energy losses by optimizing the production mode. CONCLUSION. Thanks to the optimization of the AMR system, it became possible to monitor the operation of one of the most energy-intensive consumers of the plant - steel-making furnaces with a capacity of2500 kW and 5000 kW. This allows you to regulate the operation of furnaces, see their costs, make production calculations (economic and planned). ASKUE is one of the most relevant (low-cost) tools for solving energy conservation problems and improving technical and economic indicators that affect the competitiveness of an enterprise.

Keywords: electric networks; generation; electric power; power system; power; dispersed energy sources.

Введение

История создания Керченского металлургического завода берет свое начало с конца 19 века. В 1900 году завод был введен в эксплуатацию. К 1940 г. объем производства чугуна составил 492 тыс. тонн в год, стали - 316,6 тыс. тонн, проката - 185 тыс. тонн. Численность персонала составляла 9300 человек. Фасонно-литейный и механо-кузнечный цеха, цех стальной эмалированной посуды, цех стрелочных переводов, цех керамической декалькомании были запущенны в работу в период с 1954 по 1983 года. В 2017 году на базе «Керченского металлургического завода им. Войкова» создано ГУП РК «Керченский металлургический завод». Сегодня Керченский металлургический завод является системообразующим предприятием для Керчи и Крыма, на котором трудится более 1,6 тыс. человек.

На заводе имеется развитая логистическая инфраструктура, включающая склады, погрузочные терминалы, собственные железнодорожные и автомобильные подъездные пути.

Завод специализируется на производстве стального и чугунного литья, продукции для верхнего строения пути железных дорог (стрелочных переводов), стальной эмалированной посуды, трафаретной декалькомании, а также пластмассовых и резинотехнических изделий для нужд железнодорожного транспорта. Мощности завода позволяют производить в год до 4300 комплектов стрелочных переводов, 30 000 тонн чугунного и стального литья, 25 000 тонн посуды и 3,6 миллиона листов декалькомании.

Производственный процесс Керченского металлургического завода обеспечивают производственные и вспомогательные подразделения, расположенные на одной территориальной площадке, на близком расстоянии друг от друга, а именно: цех стрелочных переводов; литейный цех; цех деколи; цех пластмассовых изделий; механо-кузнечный цех; цех стальной эмалированной посуды; механоремонтный цех; автотранспортный цех, а также цех энергообеспечения завода.

ПС 110 кВ Эмаль - заводская подстанция, питающая как само предприятие, так и подключенных к ней субпотребителей, согласно договору с КРЭС. Подстанция 110/10/6 кВ, состоящая из двух трансформаторов по 25 МВА, получает питание от подстанции «Керченская» одной двухцепной ВЛ-110 кВ (ВЛ110 «Эмаль-левая» и ВЛ-110 «Эмаль-правая») с проводами АСК0-300 протяженностью 11,8 км, построенной в габаритах 220 кВ. От этих же ВЛ отпайками питаются подстанции 110 кВ «Центральная» и «Стекло».

Источником питания заводских потребителей в настоящее время является подстанция ПС 110 кВ Эмаль с двумя трансформаторами ТДТН-25000/110/10/6 кВ. От неё по радиальным и магистральным схемам питаются потребители всего завода. Распределительным напряжением на заводе является напряжение 10 кВ, которым питаются все трансформаторные и печные подстанции. Напряжение 6 кВ предусмотрено только для двигательной нагрузки, не изготавливающейся на напряжении 10 кВ. Потребители 10 кВ литейного цеха (ЛЦ) получают питание от РУ-10 кВ подстанции РУ 1В-3, расположенной вблизи ЛЦ. От подстанции РУ 1В-3 также получают питание близлежащие потребители.

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

От двух секций 6 кВ подстанции ПС 110 кВ Эмаль получают питание двигатели существующей компрессорной станции 2х320 кВт, 1х315 кВт, 2х630 кВт. Также компрессорная станция получает питание и от подстанции РУ 1В-3 напряжением 6 кВ для двух компрессоров мощностью по 800 кВт, и напряжением 10 кВ на собственные нужды.

Потребителями 10 кВ подстанции ПС 110 кВ Эмаль являются цех стальной эмалированной посуды, цех стрелочных переводов и цех деколи.

В цехе стальной эмалированной посуды установлены пять печей обжига мощностью 2500 кВА с тиристорными преобразователями, которые являются одними из самых мощных потребителей завода. Так же мощными потребителями являются сталеплавильные печи: ДСП-5 МТ мощностью 5000 кВт, и ДСП-3 мощностью 2500 кВт.

В 2017 году на подстанции ПС 110 кВ Эмаль началась первая стадия внедрения Автоматизированной информационно-измерительной системы коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ) согласно предписанию ГУП РК «Крымэнерго». АИИС КУЭ внедряемое на предприятии осуществлялось на базе программного обеспечения (ПО) ООО «ЭНФОРС». Целями данной ПО являются:

- Обеспечение точной, достоверной и оперативной информации об электропотреблении, привязанной к единому календарному времени;

- Повышение точности и надежности учета электроэнергии и мощности;

- Межмашинный обмен информацией (повышение оперативности и достоверности расчетов за электроэнергию).

Назначением системы АИИС КУЭ ГУП РК «КМЗ» является:

- Автоматизированный контроль и учет потребления и транзита электроэнергии и мощности согласно РД 34.09.101-94 (Типовая инструкция по учету электроэнергии при её производстве, передаче и распределении);

- Выполнение коммерческих расчетов по закупке электроэнергии;

- Контроль над соблюдением лимитов поставки (потребления) электроэнергии и мощности в соответствии с контрактными обязательствами с ГУП РК «Крымэнерго».

Функциями системы АИИС КУЭ ГУП РК «КМЗ» являются:

- Измерение физических величин коммерческого учета электроэнергии и мощности;

- Автоматический сбор привязанных к единому календарному времени измеренных данных об приращениях электроэнергии с заданной по времени дискретностью учета (30 мин);

- Хранение данных об измеренных величинах на счетчике, отвечающее требованию защищенности от потери информации и от несанкционированного доступа;

- Передача результатов измерений данных о состоянии объектов и средств измерений;

- Обеспечение защиты оборудования, программного обеспечения и данных от несанкционированного доступа на физическом и программном уровне (установка паролей и т.п.);

- Ведение системы единого календарного времени в АИИС (коррекция времени).

АИИС КУЭ ГУП РК «КМЗ» представляет информационно-измерительную систему,

состоящую из:

- Первичных измерительных преобразователей - измерительных трансформаторов тока и трансформаторов напряжения;

- Счетчика электроэнергии;

- Средств связи;

- Рабочего места оператора.

Основанием для создания системы учета являются следующие документы:

- Постановление Правительства Российской Федерации от 04 мая 2012г. №442 «Основные положения функционирования розничных рынков электроэнергии»;

- Федеральный закон «Об обеспечении единства измерений» от 26.06.2008 № 102-ФЗ;

- Правила устройства электроустановок (ПУЭ).

АИИС учета электроэнергии (мощности) состоит из первичных измерительных преобразователей - измерительных трансформаторов тока и напряжения, счетчиков электроэнергии и технических средств, собирающих и передающих информацию.

Счетчик электрической энергии с цифровым выходом (интерфейс RS-485) производит измерения и вычисления потребленной активной и реактивной электроэнергии и мощности. Интервал времени усреднения мощности для коммерческого учета установлен равным 30 минутам согласно утвержденной министерством типовой инструкции по учету электроэнергии. Счетчики автоматически записывают в память измеренные величины (активной и реактивной энергии, интегрированной реактивной мощности) на глубину до 113 суток. Счетчики отображают на встроенном дисплее основную и вспомогательную информацию. Основные и вспомогательные величины, выбранные для отображения на жидкокристаллическом индикаторе, и их последовательность определяется при программировании счетчика [1, 2].

Передача данных из счетчиков осуществляется с помощью GSM-модемов по каналу CSD и через преобразователь интерфейса по запросу с верхнего уровня в цифровом виде

(периодичность опроса определяет пользователь). С счетчика доступно считывание информации как визуально, так и автономно с помощью оптического преобразователя непосредственно на компьютер.

В состав сведений, предоставляемых на верхний уровень с точки учета, входит:

- коммерческая информация (получасовые приращения и интегрированные показания активной и реактивной электроэнергии),

- технологическая информация (данные о состоянии средств измерений).

Структурная схема АИИС КУЭ ГУП РК «КМЗ» (рис. 1) включает в себя:

- счетчики,

- средства связи (преобразователь интерфейса, ОБМ-модемы),

- рабочее место оператора.

Счетчики, входящие в состав проектируемой системы, имеют энергонезависимые часы, обеспечивающие ведение даты и времени (точность хода ±0,5 секунды в сутки при температуре 20±5оС и ±5,0 секунд в сутки при температуре -40...+55оС) с внешней автоматической коррекцией в составе системы обеспечения единого времени (СОЕВ).

Информационно-измерительный комплекс (ИИК) обеспечивает автоматическое проведение измерений в данной точке учета, а также предоставляет интерфейс доступа по данной точке учета [3].

ИИК обеспечивает выполнение следующих функций [4]:

- автоматическое выполнение измерений физических величин коммерческого учета электроэнергии по расчетным присоединениям,

- автоматическое выполнение синхронизации времени,

- хранение результатов измерений, информации о состоянии средств измерений в специализированной базе данных,

- конфигурирование и параметрирование технических средств и ПО,

- запись данных графика нагрузки.

Коммуникационное оборудование (преобразователь интерфейса, вызывной ОБМ-модем) устанавливается в отдельных шкафах связи, монтируемых непосредственно рядом с установленными счетчиками электроэнергии.

Среда передачи данных GSM

Осясен»! канал связи- TCP (Com port)

Рис.1. Структурная схема АИИС КУЭ ГУП Р «КМЗ» Fig. 1. Block diagram of AIISKUE GUP «KMZ»

Вызывающий модем располагается рядом с рабочим местом оператора опроса. Комплект обеспечивает функционирование опросных механизмов от сервера опроса до счетчиков электрической энергии по IP и по каналу CSD.

© А.Е. Савенко, П. С. Савенко Методы

Система функционирует в непрерывном автоматическом режиме. При автоматическом режиме производятся измерения в ИИК. В его состав входят:

- счетчики электрической энергии,

- измерительные трансформаторы тока и напряжения,

- вторичные измерительные цепи.

Связь по IP каналу и каналу CSD обеспечивает автоматический сбор информации по учету электроэнергии от ИИК. Возможен автоматический и ручной режим опроса счетчиков. Смена режима осуществляется квалифицированным персоналом, эксплуатирующим АИИС КУЭ.

Перед началом установки АИИС КУЭ разрабатывался проект. Объёмы проектирования по электрической части определялись объёмами по установке нового электрооборудования для осуществления учета.

В объём разработки документации по электрической части входит:

- разработка схемы организации учета 110 кВ,

- разработка схемы организации учета 10 кВ,

- разработка схемы организации учета 0,4 кВ,

- разработка схем принципиальных и схем подключения для устанавливаемого оборудования ИИК,

- разработка спецификаций на оборудование и материалы,

- разработка по установке и монтажу электрооборудования,

- расчет погрешностей измерительного комплекса,

- расчет надежности измерительного комплекса.

При установке и монтаже электрооборудования проведение работ начиналось с главной понизительной подстанции (ГПП) на ПС 110кВ Эмаль. Производилась установка счетчиков электроэнергии «СЭТ- 4ТМ.03М.01» имеющих два интерфейса RS-485 на два вводных присоединения: «Ввод 110кВ Т1» и «Ввод 110кВ Т2». Далее производилась установка «СЭТ- 4ТМ.03М.01» на вводных ячейках 10 кВ № 13, 33 и 6 кВ № 50,64.

Так как данная подстанция кроме основного потребителя ГУП РК «КМЗ» имеет также сторонних потребителей, главными из которых являются «Город» и «ЦРДС», на трех ячейках питающих данных субпотребителей установлены СЭТ- 4ТМ.03М.01 (РУ 6 кВ).

На ТП, принадлежащих ГУП РК «КМЗ», к которым подключены сторонние потребители электроэнергии, необходимо заменить существующие счетчики электроэнергии на счетчики «ПСЧ-4ТМ.05МК.04» (с интерфейсом RS- 485), если счётчики не удовлетворяют требованиям АИИС КУЭ (показание на начало суток, профиль мощности, наличие внутренних часов), произвести подключение счетчиков к трансформаторам тока и напряжения. При отсутствии коммуникационного оборудования устанавливаются шкафы связи с преобразователем интерфейса или GSM модемом рядом с местом установки счётчиков. Шкаф связи для счётчиков РУ 10 кВ смонтирован в помещении щитовой ПС 110/10/6 кВ Эмаль. Прокладывается интерфейсный кабель (КИПЭВ 1х2х0,6) от счётчиков к шкафам связи (для информационных цепей счётчиков РУ 6 кВ и РУ 10 кВ), интерфейсный кабель к модему или преобразователю интерфейса в ШС, организовывается канал связи со счётчиками (GSM, TCP, IP).

Счетчик СЭТ-4ТМ.03М имеет два независимых интерфейса RS- 485. Это позволяет использовать два канала связи, один используется в данной системе, а второй может быть использован либо как резервный канал связи, либо как точка учёта сторонней (смежной) АИИС КУЭ. Счётчик ПСЧ-4ТМ.05МК имеет один интерфейс RS- 485.

На ОРУ 110 кВ установлены две группы однофазных трансформаторов напряжения наружной установки типа НКФ-110-57УХЛ1,1 и II секции шин 110 кВ. Класс точности измерительной обмотки - 0,5. Условия проверки трансформаторов напряжения: -по номинальному напряжению установки ином > исети .

-по максимальному рабочему напряжению установки UMAK0 > UM^CPAE' -по номинальному напряжению вторичной обмотки UH0Mr > UCETMr ' -по классу точности (по мощности нагрузки вторичной обмотки $ном > S2 )• К измерительным обмоткам трансформаторов напряжения (ТН) подключаются счетчики СЭТ- 4ТМ.03М.01 с помощью кабеля КВВГЭнг 4x2,5.

Мощность, потребляемая счётчиком по цепям напряжения составляет 2,4 Вт (3 ВА). Таким образом, нагрузка ТН в обычном режиме работы составит 3,0 ВА. Номинальная мощность обмотки для АСКУЭ трансформаторов напряжения НКФ-110-57 в классе точности 0,5 составляет 200 ВА.

Мощности вторичных нагрузок для каждого трансформатора напряжения находятся в диапазоне номинальной мощности в классе точности 0,5, т.е. выполняется условие по нагрузочной способности трансформаторов [5, 6].

В РУ-10 кВ установлены две группы трансформаторов напряжения НТМИ-10 и 3*Н0М-10, которые будут использованы для учёта электроэнергии на вводах 10 кВ трансформаторов Т-1 и Т-2 (ТДТН-25000/110/10/6). Класс точности измерительной обмотки - 0,5. К измерительным обмоткам трансформаторов напряжения подключаются счетчики СЭТ- 4ТМ.03М.01 и ПСЧ-4ТМ.05МК.01 (технический учёт) с помощью кабеля сечением 4 мм2.

Мощность, потребляемая счётчиком СЭТ-4ТМ.03М.01 по цепям напряжения составляет 2,4 Вт (3 ВА) и 0,5 Вт (2,4 ВА) счётчиком ПСЧ-4ТМ.05МК. Таким образом, нагрузка ТН I с.ш. 10 кВ составит 15 ВА и 10,2 ВА для трансформатора II с.ш. 10 кВ. Номинальная мощность обмотки для АСКУЭ трансформаторов напряжения НТМИ-10 в классе точности 0,5 составляет 200 В А, Н0М-10 - 90 ВА.

Мощности вторичных нагрузок для каждого трансформатора напряжения находятся в диапазоне номинальной мощности в классе точности 0,5. Условие по нагрузочной способности трансформаторов выполняется.

В РУ-6 кВ установлены две группы трансформаторов напряжения НТМИ-6-66 (яч. №51 и яч. №63) и 3хНОМ-6-66 (яч. №57 и яч. №60), которые использовались для учета электроэнергии на вводах 6 кВ трансформаторов Т-1 и Т-2 (ТДТН-25000/110/10/6) и на отходящих фидерах яч. №№ 52, 55 и 70.

Класс точности измерительной обмотки - 0,5.

К измерительным обмоткам трансформаторов напряжения подключаются цепи учёта счетчиков ПСЧ-4ТМ.05МК.01 с помощью кабеля сечением 4 мм2.

Мощность, потребляемая счётчиком ПСЧ-4ТМ.05МК по цепям напряжения составляет 0,5 Вт (2,4 ВА). Таким образом, нагрузка ТН I с.ш. 6 кВ составит 7,2 ВА и 4,8 ВА для трансформатора II с.ш. 6 кВ. Номинальная мощность обмотки для АСКУЭ трансформаторов напряжения НТМИ-6-66 в классе точности 0,5 составляет 120 ВА, НОМ-6-66 - 50 ВА.

Мощности вторичных нагрузок для каждого трансформатора напряжения находятся в диапазоне номинальной мощности в классе точности 0,5. Условие по нагрузочной способности трансформаторов выполняется.

Проведена проверка кабелей для цепей учёта 110 кВ. На основании требований счётчик должен быть подключён к ТН отдельным кабелем для цепей учета. Сечение и длина проводов и кабелей в цепях напряжения расчетных счетчиков должны выбираться такими, чтобы потери напряжения в этих цепях составляли не более 0,25 % номинального напряжения. По условию механической прочности жилы контрольных кабелей напряжения для присоединения под винт к зажимам панелей и аппаратов должны иметь сечения не менее 1,5 мм (а при применении специальных зажимов не менее 1,0 мм) для меди и 2,5 мм2 для алюминия.

Расчет сечения кабеля в цепях напряжения расчетных счетчиков производится по следующим формулам [7, 8]:

1. Допустимое падение напряжения, %

А идо||огн = 0,25

2. Минимальное сечение жилы кабеля, мм2

„ _5СЧ ■ п■ Ц„ ■ р-100%

Лд°и д и ■ и 2

^^ ДОИ О1 Н НОМ

где - потребляемая мощность цепи напряжения одного счетчика, ВА; п - количество счетчиков, ^р - длина кабеля до счетчика, м; р = 0,0175 - удельное сопротивление меди, Ом*мм2/м; ином- номинальное вторичное напряжение, В.

„ 3-1-50 ■ 0,0175-100%

аЛоп =--2-= 0,315 мм

Проложенный для цепей учёта 110 кВ кабель - КВВГЭнг 4x2,5 удовлетворяет условиям выбора кабеля.

Расчет фактических потерь напряжения в измерительных цепях ТН производится по формуле:

AU = S4- П' p-Litp ,100%

UНОМ - q

где S - потребляемая мощность цепи напряжения одного счетчика, кВА; n - количество счетчиков, Lnp - длина кабеля до счетчика, м; p = 0,0175 - удельное сопротивление меди,

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

Ом*мм2/м; UH0M - номинальное вторичное напряжение, В; q - выбранное сечение кабеля, мм2.

AU = 3-Ь».»175-50-100% = 0,032%

Ч£

Проверка кабелей для цепей учёта 10 кВ. Допустимое падение напряжения, %

иДОП ОТН = 0,25

Минимальное сечение жилы кабеля в измерительных цепях ТН-1, мм2

^ДОП

SC4 - n - Lnp - p -100%;

A иДОП ОТН - UНОМ

(3-1 + 5 ■ 2,4)-25 ■ 0,0175-100 ,

£ЧОш = ----2-~ 0,788 мм2

Д

Минимальное сечение жилы кабеля в измерительных цепях ТН-2, мм2

(3-1 + 3-2,4)-25 ■ 0,0175-100 , 5„пп, =---2-~ 0,535 мм2;

Д 2 »-25 (I

Расчет потерь напряжения в измерительных цепях ТН-1

ди=-5сч - п - Р - ¿„Р

(3-1 + 2,4 - 5)-0,0175-25 Ди, ---'——,--100% = 0,079%

"( I

Расчет потерь напряжения в измерительных цепях ТН-2

(3-1 + 2,4 - 3)-0,0175 - 25 Ди -:-Ц;--100% = 0,054%

2,5 { Ц )

Проверка кабелей для цепей учёта 6 кВ. Допустимое падение напряжения, % - д идопо-л, =0,25

Минимальное сечение жилы кабеля в измерительных цепях ТН-1, мм2.

_ 5СЧ - п - ¿„р - р -100%

Лдо" Ди ■ и2 '

^^ДОПОТН НОМ

(1-3 + 2 - 2,4)-20 - 0,0175-100 2 5до„, = ^-'—--2-« 0,328 мм2;

0,25-Г100 '

мер

(3-1 + 3 - 2,4)-20 - 0,0175-100

Минимальное сечение жилы кабеля в измерительных цепях ТН-2, мм2.

Snnm = --2-~ 0,227 мм2;

Д 2 0,25

Расчет потерь напряжения в измерительных цепях ТН-1

AU = -

5СЧ - n - p - Ln

иНОМ - qРАСЧ

(3-1 + 2,4 - 2)-0,0175-20 AU, =i-'--2--100% = 0,033%

2,5 { f

Расчет потерь напряжения в измерительных цепях ТН-2

3)-0, 1100

(3-1 + 2,4 - 3)-0,0175 - 20 AU, ---'——„--100% = 0,023%

2,5-,

Проведена проверка трансформаторов тока и кабелей для вторичных цепей. Для обеспечения работы трансформаторов тока в соответствии с номинальным классом точности необходимо, чтобы нагрузки на вторичных обмотках не превышали номинальных значений для трансформаторов. К измерительным обмоткам трансформаторов тока подключаются счетчики электроэнергии СЭТ-4ТМ.03М и ПСЧ-4ТМ.05МК Нагрузки измерительной обмотки трансформаторов тока симметричны, поэтому расчет проводится для одной фазы.

Минимальное сечение жил кабеля в цепи трансформатора тока выбирается по условию z2ШM > 7тив +г||РОВ + гконт, исходя из нагрузочной способности трансформатора тока.

Учёт 110 кВ: номинальная вторичная нагрузка измерительной обмотки трансформатора тока ТФЗМ-110 составляет 30 ВА или 1,2 Ом при номинальном вторичном токе 5 А. Потребляемая по цепям тока мощность для счетчиков СЭТ-4ТМ.03М составляет 0,1 ВА. Сопротивление одного контакта согласно ПТЭЭП не должно превышать 0,05 Ом. В цепях измерительных обмоток трансформаторов тока 4 контакта, таким образом, сопротивление контактов составит 0,2 Ом. Длина токовых цепей ПУ РУ-10 кВ составляет 50 м, сечение 2,5 мм2.

Допустимое сопротивление провода

г = Z - Z - г .

'11РОВДО11 2НОМ ^ИРИБ 'КОНТ '

где —ПРИБ = "Сч / -Н

^ПРИБ "СЧ ' -'НОМСЧ '

Гпровдоп = 1,2 - 0,2 - 0,02 = 0,98 Ом.

Минимальное допустимое сечение жил кабеля по нагрузочной способности трансформатора тока определяется следующим образом:

Р • 1р;

п _ У РАСЧ

Ч = ,

ГПРОВДОП

где 1расч = 1стр • ксх;

ксх - коэффициент, учитывающий схему включения счетчика, при четырехпроводной схеме соединения в звезду кСХ =1, при трёхпроводной схеме соединения ксх = >/з .

Для токовых цепей ИИК точек учета Ввод 110 кВ Т-1 и Т2:

0,0175 • 4 „„,„ 2

^вв мин = 0 98 = 0,714 мм

По условиям механической прочности медные жилы контрольных кабелей токовых цепей должны иметь сечение не менее 2,5 мм2.

Учёт 6 кВ и 10 кВ. Номинальная вторичная нагрузка измерительной обмотки трансформаторов тока ТПЛ-10 составляет 5 В А или 0,2 Ом при номинальном вторичном токе 5 А, ТПОЛ-Ю - 10 В А или 0,4 Ом, Номинальная вторичная нагрузка обмотки трансформатора тока ТПШЛ-10 составляет 20 ВА или 0,8 Ом при номинальном вторичном токе 5 А.

Потребляемая по цепям тока мощность для счетчиков СЭТ-4ТМ.03М и ПСЧ-4ТМ.05МК составляет 0,1 В А.

Сопротивление одного контакта согласно ПТЭЭП не должно превышать 0,05 Ом. В цепях измерительных обмоток трансформаторов тока 2 контакта, таким образом, сопротивление контактов составит 0,1 Ом. Длина токовых цепей ПУ РУ-10 кВ составляет 4 м, сечение 2,5 мм2.

Допустимое сопротивление провода составит:

'провдоп = —2ном — ^^приб — 'онт ,

где -приб = "сч / -ном сч ,

—приб = 0,1/5,0 = 0,02 ОМ;

г^овдоп = 0,2 - 0,02 - 0,1 = 0,08 Ом для ТУ с трансформаторами ТПЛ-10;

Г^овдоп = 0,4 - 0,02 - 0,1 = 0,28 Ом для ТУ с трансформаторами ТП0Л-10;

гПровдоп = 0,8 - 0,02 - 0,1 = 0,68 Ом для ТУ с трансформаторами ТПШЛ-10.

Минимальное допустимое сечение жил кабеля по нагрузочной способности трансформатора тока определяется следующим образом:

Р • 1РАСЧ

ч ~ ,

2,1,™ = 0,1/5,0 = 0,02;

ГПРОВ ДОП

где 1ЪАГ~и • к

ксх - коэффициент учитывающий схему включения счетчика, при четырехпроводной схеме соединения в звезду кСХ = 1, при трёхпроводной схеме соединения ксх = .

Для токовых цепей ИИК точек учета Ввод 6 кВ Т-1 и Т2 (ТТ ТПШЛ):

0,0175 - 4 2

Зввмин = 0 68 =0,103 мм

Для токовых цепей ИИК точек учета Ввод 10 кВ Т-1 и Т2 (ТТ ТПОЛ):

0,0175 -4 „ 2

4вв МИН = 0 28 = 0250 мм

Для токовых цепей расчётных точек учета 6 кВ и 10 кВ (ТТ ТПОЛ):

0,0175 - 4-У3 0433 2 9ф МИН =-—-= 0,433 мм

Для токовых цепей расчётных точек учета 6 кВ и 10 кВ (ТТ ТПЛ):

0,0175 - 4-л/3 2

?ФМИН = -0"08- = 1,516 мм

По условиям механической прочности медные жилы контрольных кабелей токовых цепей должны иметь сечение не менее 2,5 мм2.

Результаты и обсуждение

Существенное искажение достоверности информации может быть получено вследствие погрешностей [9, 10]:

- трансформаторов напряжения,

- трансформаторов тока,

- счетчиков,

- из-за потери (падения) напряжения в линии присоединения счетчика к цепям напряжения.

Суммарная погрешность измерительного канала АИИС учета электроэнергии складывается из погрешностей, вносимых его отдельными элементами ИИК (трансформаторами тока, счетчиками, линиями связи цепей напряжения) [11,12]. Предел допускаемой относительной погрешности измерительного комплекса при измерении электрической энергии вычисляют по формулам:

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

8ж = V5? +5и +52 +5Л +5С о +5С/;

для активной энергии

80 =(0,0291-J^T VV1!^

V ' cos ф

8o=(0,0291-J0T)- ■ C0Sф .

V ' - (cos ф)

для реактивной энергии

5,. =±1,1-75? +5Л +5СО +8ТР + 5Q + Е 2=1С

где 5, - предел допускаемой токовой погрешности трансформатора тока; 5Ь - предел допускаемой погрешности трансформатора напряжения,

5 - погрешность трансформаторной схемы подключения счетчика за счет угловых погрешностей трансформаторов тока 0,,

5Л - погрешность из-за потери напряжения в линии присоединения счетчика к цепям напряжения,

5со - основная относительная погрешность счетчика,

5C, - дополнительная погрешность счетчика от j-й влияющей величины,

cos ф - коэффициент мощности контролируемого присоединения,

5ТР - погрешность рассинхронизации при измерении текущего астрономического времени (пренебрегаем),

5Q - предел погрешности трансформаторной схемы включения счетчика за счет угловых погрешностей трансформатора тока, определен по формуле:

5Q =0,029-Q, ^1-(cosф)2 cos ф

2 ]. |5CJ = 5С| + 5С2 + С +5СС4

где 8С1 - предел изменения погрешности счетчика от влияния изменения напряжения в пределах 0,8 ^ 1,15 от номинального напряжения,

5 С2 - предел изменения погрешности счетчика от влияния изменения частоты в пределах ± 5%,

5 С3 - предел изменения погрешности счетчика от влияния изменения формы кривой тока, 5С4 - предел изменения погрешности счетчика от влияния внешнего магнитного поля индукции 0,5 мТл.

Погрешность синхронизации при измерении текущего времени обусловлена основной погрешностью счетчика и дополнительной погрешностью, вызванной влиянием внешних факторов (изменение температуры в пределах диапазона рабочих температур счетчика).

Величина основной погрешности синхронизации при измерении текущего времени составит:

5™т 0,5

5 = + СУТ

5ТС0 — гр

= —-

24•60•60

100% = 0,001%

Величина дополнительной погрешности синхронизации при измерении текущего времени составит:

= ± °>15 110 .100»% = 0,019%

Т

1 г

24•60•60

где - ширина рабочего диапазона температур,

Аг = +50° С - (-30° С) = 80° С Величина составляющей погрешности синхронизации при измерении текущего времени составит

5

TC

- 5TC1 + 5TC2

= 0,001 % + 0,014% = 0,015%

Расчеты максимальных значений погрешностей ИИК приведены в таблице 1.

Нормы относительной погрешности измерения по ИИК ТУ, для значений cos ф 0.8-1 не должны превышать:

- не регламентируются для области нагрузок до 2%,

- не меньше 2,9% для области малых нагрузок (2 - 20% включительно),

- не меньше 1,7% для диапазона нагрузок 20 - 120%.

Значения погрешностей для каждого ИИК и значения предела допускаемых относительных погрешностей измерительного комплекса [13, 14] рассчитаны для диапазонов 1-5%, 5-20%, 20-100% от 1шОМ . Расчет значений погрешностей производим при cos ф = 0,8 и cos ф = 1. Расчеты максимальных значений погрешностей ИИК приведены в таблице 2.

Питание всей частей системы, GSM-модемов и преобразователя интерфейсов, установленных в РУ-10 кВ и на ТП, осуществляется от шин собственных нужд с установкой отдельных автоматических выключателей и прокладок кабеля ВВГнг 3х2,5 мм2.

Таблица 1

5С предел изменения погрешности счетчика от влияния

а Изменение изменение изменение внешнего

к и л О X О п & Е cos ф 0,8 - 1,15 Uhom частоты ±5% /Ном формы кривой тока ±10% /ном магнитного поля индукции 0,5 мТл. 2 У 5C.

0,8 - - - - -

w а к pq 2% 1 - - - - -

0,8 0,2 0,2 0,5 - 0,574

к н и 20% 1 0,2 - 0,5 - 0,539

< 0,8 0,4 0,2 0,5 0,5 0,837

100% 1 0,2 0,2 0,5 0,5 0,762

0,8 - - - 1 1

§ 2% 1 0,7 - 1 1,221

д pq Е и а 0,8 - 1,5 - 1 1,803

20% 1 0,7 - 1 1,221

о> рч 0,8 1 1,5 - 1 2,062

100% 1 0,7 1,5 1 1,934

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.