Описывается устройство измерения средних значений электрических нагрузок потребителей с помощью фотореле, выполненного в виде приставки к электросчетчику и реагирующего на перемещение красной метки диска в окне счетчика. Величина нагрузки определяется по числу оборотов диска электросчетчика за интервал времени осреднения. В зависимости от требований устройство показывает либо средневзвешенный за 15 или 30 мин. максимум (минимум) нагрузки за длительный период времени, либо измеряет среднее значение нагрузки в желаемом интервале времени

Литвак, Валерий Владимирович

Макаров, В. М.

Прокопчик, В. В.

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

И З В Е С Т И ЯТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВАТом 265 1973УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНИХ ЗНАЧЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОКВ. В. Л И Т В А К , В. В. ПРО К О П ЧИ К, В. М. МАКАРОВ(Представлена научным семинаром кафедры электрических систем и сетей)В с в я з и  с в в е д е н и е м  в 1967 г. н о в о г о  т а р и ф а  н а  э л е к т р и ч е с к у ю  э н е р г и ю  о с н о в н а я  с т а в к а  д в у х е т а в о ч н о г о  т а р и ф а  з а  э л е к т р и ч е с к у ю  э н е р г и ю  п р о м ы ш л е н н ы х  п о т р е б и т е л е й  с г о д о в ы м  м а к с и м у м о м  н а г р у з к и  не н и ж е  500 кет и с ч и с л я е т с я  по в е л и ч и н е  з а я в л е н н о й  п о т р е б и т е л е м  м о щ ­ности , у ч а с т в у ю щ е й  в м а к с и м у м е  н а г р у з к и  э н е р г о с и с т е м ы .О д н а к о  в в е д е н и е  э т о й  э к о н о м и ч е с к и  э ф ф е к т и в н о й  с и с т е м ы  о п л а т ы  з а  э л е к т р о э н е р г и ю ,  н а п р а в л е н н о й  н а  в ы р а в н и в а н и е  г р а ф и к а  н а г р у з к и  э н е р г о с и с т е м ы ,  не  д а е т  о ж и д а е м о г о  э ф ф е к т а ,  т а к  к а к  у  э н е р г о с н а б ж а ­ю щ и х  о р г а н и з а ц и й  п р а к т и ч е с к и  о т с у т с т в у ю т  п р и б о р ы  к о н т р о л я  з а я в л е н ­ной  м о щ н о с т и .С л е д у е т  о т м е т и т ь ,  что, н а ч и н а я  с 1969 г., д л я  п е р и о д и ч е с к о г о  к о н ­т р о л я  з а я в л е н н о й  м о щ н о с т и  п р е д п р и я т и й  с т а л и  п р и м е н я т ь  с п е ц и а л ь н ы е  э л е к т р о с ч е т ч и к и  а к т и в н о й  э н е р г и и ,  с н а б ж е н н ы е  у к а з а т е л е м  м а к с и м а л ь ­ной  м о щ н о с т и ,  у с р е д н е н н о й  з а  15 и л и  30 мин. [1].О д н а к о  р я д  н е д о с т а т к о в  э т и х  с ч е т ч и к о в  с т а в и т  п о д  с о м н е н и е  н е о б ­х о д и м о с т ь  их  ш и р о к о г о  в н е д р е н и я  н а  п р е д п р и я т и я х .  В ч а с т н о с т и ,  у к а ­з а т е л ь  м а к с и м у м а  э т и х  с ч е т ч и к о в  и м е е т  в р е м я  в о з в р а т а  в и с х о д н о е  с о с ­т о я н и е  о к о л о  9 сек. В о з в р а т  т р е б у е т с я  п р и  п е р е х о д е  о т  о д н о г о  и н т е р в а ­л а  и з м е р е н и я  к  д р у г о м у .  Э то  п р и в о д и т  к  з н а ч и т е л ь н ы м  п о г р е ш н о с т я м  и з м е р е н и я ,  о с о б е н н о  п р и  в к л ю ч е н и и  э л е к т р о с ч е т ч и к а  ч е р е з  т р а н с ф о р м а ­т о р ы  т о к а  и н а п р я ж е н и я  с б о л ь ш и м и  к о э ф ф и ц и е н т а м и  т р а н с ф о р м а ц и и .  К р о м е  того ,  и с п о л ь з у е м ы е  д л я  у п р а в л е н и я  э л е к т р о с ч е т ч и к о м  к о н т а к т ­н ы е  ч а с ы  и м е ю т  н и з к у ю  т о ч н о с т ь  х о д а  и н и з к у ю  т о ч н о с т ь  с р а б а т ы в а н и я  по  ш к а л е  у с т а в о к .  Н е м а л о в а ж н ы м  я в л я е т с я  т а к ж е  и то  о б с т о я т е л ь с т в о ,  что  з а м е н а  о б ы ч н ы х  с ч е т ч и к о в  н а  с ч е т ч и к и  с ф и к с а ц и е й  м а к с и м у м а ,  з а ­к у п а е м ы е  в ВНР и не в ы п у с к а е м ы е  о т е ч е с т в е н н о й  п р о м ы ш л е н н о с т ь ю ,  в л е ч е т  з а  с о б о й  з н а ч и т е л ь н ы е  з а т р а т ы .Д л я  п е р и о д и ч е с к и х  и з м е р е н и й  в е л и ч и н ы  з а я в л е н н о й  м о щ н о с т и  ц е л е ­с о о б р а з н о  и с п о л ь з о в а т ь  и м е ю щ и е с я  у  п о т р е б и т е л е й  р а с ч е т н ы е  с ч е т ч и к и  э л е к т р и ч е с к о й  э н е р г и и .  Д л я  э т о й  ц е л и  р а з р а б о т а н о  у с т р о й с т в о ,  с р е д н е е  з н а ч е н и е  н а г р у з к и ,  с п о м о щ ь ю  к о т о р о г о  о п р е д е л я е т с я  к а к  о т н о ш е н и е  и з м е р е н н о г о  з а  ж е л а е м ы й  и н т е р в а л  в р е м е н и  ч и с л а  о б о р о т о в  д и с к а  с ч е т ­ч и ка  э л е к т р и ч е с к о й  э н е р г и и  к  д л и т е л ь н о с т и  э т о г о  и н т е р в а л а .  Д л я  с ч е т ­ч и к о в  п р я м о г о  в к л ю ч е н и я  э т о  з а п и ш е т с я  с л е д у ю щ и м  о б р а з о м :о NР ср к  • t ’ ^ ^  ’г д е  N  —  ч и с л о  о б о р о т о в  д и с к а  з а  и н т е р в а л  в р е м е н и  t;К  —  п о с т о я н н а я  с ч е т ч и к а ,  об/кет ч.170Число оборотов диска счетчика определяется с помощью фотореле, что не требует отключения счетчика от сети или внедрения в его корпус. Фотореле (рис. 1) выполнено в виде приставки к расчетному счетчику и реагирует на перемещение красной метки диска.Рис. 1. П ринципиальная схем а датчика им пульсов. Ti и T 2 — транзисторы  типа М П 26; Ri — ф отосопротивление типа Ф СК-Ш  или Ф С-ЗА; R2/ - R 7 —  резисторы  соответственно 100; 1,2; 0 .2 7 ; 1; 0 ,0 5 6 ;  1 ,8  ком; P i — р еле типаР Э С Ч 0 , паспорт Р С 4 .5 2 4 .3 0 2Устройство состоит из нескольких функциональных блоков (рис. 2). Датчик импульсов (фотореле) 1 имеет электрическую связь с блоками памяти 3 и 5 І-го и П-го каналов. Блок памяти каждого канала выполнен на трех шаговых искателях типа ШИ-11, что позволяет запомнить 999 импульсов без сброса показаний. Каждой сотне импульсов в блоках памяти соответствует 5 вольт, а 10 импульсам — 0,5 вольта.Рис. 2. Б лок-схем а устройства: 1 —  датчик импульсов; 2 —  сх е ­ма сравнения двух перем енны х величин; 3 и 5 — блоки памяти  соответственно 1-го и ІІ-го каналов; 4  и 6 — блоки регистраиии  соответственно І-го и ІІ-го каналов; 7 — программный блок171Блоки регистрации 4 и 6 соответственно І-го и ІІ-го каналов пред­ставляют собой многоразрядные электроимпульсные счетчики, количе­ство разрядов которых соответствует количеству разрядов в блоках па­мяти 3 и 5. Схема сравнения 2 двух переменных величин имеет прямую и обратную связь с блоками памяти 3 и 5, блоками регистрации 4 и 6, выполнена на равновесие напряжений с применением двух диодных вы­прямительных мостов [2].Программный блок выполнен на шаговых искателях с применением синхронного двигателя с прерывателем в качестве задатчика времен­ных импульсов. Работа устройства осуществляется следующим образом.Фотореле (датчик импульсов) после установки его на окно счетчика электрической энергии с помощью замков-захватов и включения в ра­боту реагирует на движение диска счетчика, вырабатывая последова­тельность импульсов напряжения, засылаемых в один из блоков памя­ти. Шаговые искатели блока памяти одного из каналов, получающие управляющие импульсы, своими подвижными контактами накапливают информацию (в виде напряжения переменного тока) для схемы срав­нения.По окончании заданного промежутка времени программный блок дает импульс на включение реле сравнения, которое информацию о числе импульсов в каждом из блоков памяти выдает в схему сравнения. В зависимости от программы схема сравнения сохраняет в памяти уст­ройства большее или меньшее значение числа импульсов из двух запи­санных в блоках памяти по I и II каналу, а информацию другого канала стирает, освобождая этот канал для приема информации в следующем интервале времени.Задавая уставку программного блока 15 или 30 мин. (или дру­гую) весь период времени обследования автоматически разбивается на заданные интервалы. При этом устройство само выбирает из всех полу­ченных значений максимальное или минимальное среднее значение мощности нагрузки в зависимости от программы, заданной схеме срав­нения, т. е. дает средневзвешенный максимум или минимум нагрузки за исследуемый период времени.Кроме того, программному блоку можно задавать программу вклю­чения устройства в работу в течение суток. Тогда устройство будет включаться только в заданные интервалы времени, например, в часы прохождения максимума нагрузки энергосистемы.Основные технические данные:1. Напряжение питания — 220 вольт переменного тока 50 гц.2. Потребляемая мощность — не более 40 ва.3. Время действия схемы сравнения — не более 0,6 сек.4. Погрешность работы программного блока по суточной программе зависит от частоты питающей сети и не превышает ± 2  мин.5. Вес — не более 17 кг.В ы в о д ы1. Разработано устройство, позволяющее измерять среднее значе­ние электрической нагрузки (активной или реактивной), использующее для этого имеющиеся у потребителей расчетные счетчики электрической энергии или счетчики технического учета без какого-либо изменения их конструкции. Погрешность измерения зависит только от класса точно­сти установленного электросчетчика.2. При наличии нескольких комплектов таких измерительных устройств энергоснабжающая организация может вести систематиче­ский контроль за величиной заявленной мощности на большом числе предприятий.Опытная эксплуатация устройства показала высокую точность его работы, простоту обслуживания и возможность его промышленной эк­сплуатации.Л И Т Е Р А Т У Р А1. А . В. М и х а л к о в .  Учет активной энергии счетчиками с указанием  максимума нагрузки. «П ромы ш ленная энергетика», 1 9 7 0 , №  7.2 . В. Л. Ф а б р и к а н т .  Основы теории построения измерительны х орга­нов релейной защ иты и автоматики. «Вы сш ая ш кола», 1 9 6 8 .

Устройство для измерения средних значений электрических нагрузок

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University