Застосовано відому модель похибки високовольтного вимірювального трансформатора напруги для побудови методики визначення режиму роботи з мінімальною похибкою такого трансформатора. Режим роботи з мінімальною
похибкою може бути визначений при відхиленні від номінальної напруги експлуатації.There has been implemented a known model of high voltage measuring transformer tolerance to build up a technique to define its work mode with maximum tolerance. The work mode can be defined with a maximum tolerance at deviation from nominal work voltage

Куземко, Н.

Євтух, П.

Застосовано відому модель похибки високовольтного вимірювального трансформатора напруги для побудови методики визначення режиму роботи з мінімальною похибкою такого трансформатора. Режим роботи з мінімальною
похибкою може бути визначений при відхиленні від номінальної напруги експлуатації.There has been implemented a known model of high voltage measuring transformer tolerance to build up a technique to define its work mode with maximum tolerance. The work mode can be defined with a maximum tolerance at deviation from nominal work voltage

Куземко, Наталія Анатоліївна

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University

ІІ міжнародна науково-технічна конференція  22УДК 621.314.213.08 П.Євтух, докт. техн. наук; Н.Куземко, канд. техн. наук  Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя, Україна  ЗАСТОСУВАННЯ ЛІНІЙНОЇ МОДЕЛІ ПОХИБКИ ДЛЯ ВИБОРУ ОПТИМАЛЬНОГО РЕЖИМУ РОБОТИ ВИМІРЮВАЛЬНОГО ТРАНСФОРМАТОРА НАПРУГИ   Застосовано відому модель похибки високовольтного вимірювального трансформатора напруги для побудови методики визначення режиму роботи з мінімальною похибкою такого трансформатора. Режим роботи з мінімальною похибкою може бути визначений при відхиленні від номінальної напруги експлуатації.  Підвищення точності високовольтних вимірювальних трансформаторів напруги (ТН) дає змогу підвищити до рівня сучасних вимог точність оцінювання споживаної потужності та обліку електроенергії у високовольтних колах електромереж. Для розв’язання завдання підвищення точності застосовується лінійна модель характеристик похибок по напрузі для цих трансформаторів, які мають систематичні складові, що за величиною перевищують їх випадкові складові, тому їх вплив на точність вимірювання є більш суттєвим. Запропоновано методику настроювання режиму роботи ТН таким чином, щоб мінімізувати його похибку по напрузі. Для цього використовуються отримані з паспортних даних або результатів повірки ТН залежності похибки по напрузі Uδ  від зміни напруги високовольтної обмотки в межах від нU18.0  до нU12.1  при певних значеннях опору навантаження низьковольтної обмотки. За цими даними будуємо залежності похибки Uδ  від зміни опору навантаження низьковольтної обмотки в межах від нZ 225.0  до нZ 2  при певних значеннях напруги високовольтної обмотки (рис.1). В результаті отримуємо таке оптимальне значення опору навантаження optZ 2 , при якому похибка мінімальна ( 0=Uδ ) для номінального значення напруги високовольтної обмотки. Користуючись цією ж методикою можна визначити поле значень похибок Uδ  для різних значень навантаження 2Z  у низьковольтній обмотці при зміні напруги високовольтної обмотки. Оскільки ця похибка має систематичний характер, то її можна скомпенсувати.  Саме для вирішення задачі підвищення точності у працях [1,2,3] була побудована лінійна модель характеристик похибок по напрузі та по куту втрат для таких трансформаторів. Встановлено, що ці похибки "СВІТЛОТЕХНІКА Й ЕЛЕКТРОТЕХНІКА: ІСТОРІЯ, ПРОБЛЕМИ Й ПЕРСПЕКТИВИ"  23мають складову систематичного характеру, яка за величиною значно перевищує їх випадкові складові, тому саме вона суттєво впливає на точність вимірювальних ТН . Постає задача практичного застосування лінійних моделей високовольтних вимірювальних ТН. Варіант вирішення цієї задачі поданий у даній статті.   Рисунок 1. Похибка по напрузі ТН0.2,%Uδ10 нUU 11/)25.0,( 21 нZUUδ0.3-0.1-0.20.1-0.30.8 1.2AB),( 21 нZUUδδU0.2,%Uδ0.500.3-0.1-0.20.1-0.30 1а)8.0,( 12 нUZUδнZZ 22/optZ2b)2.1,( 12 нUZUδa) б)  Рис.1. Похибка по напрузі ТН  Моделі характеристики похибки високовольтних ТН подані у працях [1,2]  і на основі експериментальних даних підтверджено, що вони мають лінійний характер в  залежності від факторів впливу. Відповідний вираз для похибки як функції параметрів режиму роботи трансформатора має вигляд: gcUaSU ++= 12δ ,   (1) де Uδ  - похибка трансформатора по напрузі, gca ,,  - коефіцієнти, що визначаються за формулами:   )(34122UUSaнδδ −= ,  )(5.2 131UUUснδδ −= ,                      321 233.033.3 UUUg δδδ −−= ,                                     (2) де 321 ,, UUU δδδ - позначення похибок для нормованих режимів експлуатації ТН, що взяті з паспортних даних чи результатів повірки трансформатора: )25.0,8.0( 211 нн SUUU δδ = , ),8.0( 212 нн SUUU δδ = , )25.0,2.1( 213 нн SUUU δδ = .  Вираз для Uδ  свідчить, що залежності похибки від напруги у високовольтній обмотці при зміні опору навантаження вторинної обмотки можна подати у вигляді паралельних прямих, які будуються для різних значень опору навантаження 2Z . Експериментальні дані з високим ступенем точності підтверджують такий характер залежності. ІІ міжнародна науково-технічна конференція  24Ця властивість дає змогу використати модель характеристики похибки для настроювання режимів роботи ТН таким чином, щоб похибка була мінімальною.  Застосування моделі похибки ТН для знаходження режиму роботи з мінімальною похибкою  Методику настроювання режиму ТН на роботу з мінімальною похибкою розглянемо на прикладі високовольтного трансформатора напруги НКФ110, для якого ставиться вимога забезпечити мінімальне значення систематичної складової похибки по напрузі, наблизивши її до нуля. На рис 1а приведені залежності похибки Uδ  від відношення напруги високовольтної обмотки до номінального значення цієї напруги нUU 11 /  при двох різних  значеннях опору навантаження вторинної обмотки нZZ 22 25.0=  та нZZ 22 =  ( нZ2  - номінальне значення опору вторинної обмотки), що отримані з паспортних даних трансформатора.   Побудуємо аналогічні залежності похибки Uδ  від зміни опору навантаження трансформатора – від відношення опору навантаження вторинної обмотки до номінального значення цього опору нZZ 22 /  при двох різних значеннях напруги у високовольтній обмотці  нUU 11 8.0=  та нUU 11 2.1=  (рис.1б). З побудованих залежностей видно, що при номінальному навантаженні вторинної обмотки ( 1/ 22 =нZZ )  похибка Uδ  не є мінімальною і становить відповідно -0.18 для нUU 11 8.0=  та -0.28 для нUU 11 2.1= . Тому необхідно знайти таке значення опору навантаження optZ 2 , при якому похибка Uδ  буде мінімальною.  Застосування лінійної моделі похибки вимірювального ТН дає змогу запропонувати просту методику визначення optZ 2 , при якому похибка вимірювання буде мінімальною. Суть цієї методики полягає у наступному. На рис.1а будуємо пряму паралельну )25.0,( 21 нZUUδ  та ),( 21 нZUUδ , що перетинає вісь абсцис в точці для якої напруга високовольтної обмотки номінальна ( 1/ 11 =нUU ), при цьому похибка  0=Uδ . З графіку видно, що при нUU 11 8.0=  %05.0=Uδ  (точка А, рис.1а), а при  нUU 11 2.1=  %05.0−=Uδ  (точка В, рис.1а). Спроектуємо ці точки на рис.1б, тобто знайдемо значення опору навантаження 2Z , при якому для напруг високовольтної обмотки, що складають нU18.0  та нU12.1  похибки становитимуть відповідно %05.0  (точка а, рис.1б) та %05.0−  (точка b, рис.1б).  З’єднавши точки а та b , отримаємо пряму, що перетинає вісь абсцис в точці optZ 2  з мінімальною похибкою "СВІТЛОТЕХНІКА Й ЕЛЕКТРОТЕХНІКА: ІСТОРІЯ, ПРОБЛЕМИ Й ПЕРСПЕКТИВИ"  25( 0=Uδ ). Отже, мінімальне значення похибки Uδ  при номінальній напрузі високовольтної обмотки буде при значенні опору навантаження  нopt ZZ 22 7.0= . Тому вибравши саме такий режим роботи ТН ми мінімізуємо похибку трансформатора по напрузі. Аналогічно можна знайти optZ 2  при інших напругах експлуатації ТН, відмінних від номінальної.   Застосування моделі похибки ТН для оцінювання змін похибки у діапазоні можливих режимів експлуатації Користуючись тією ж методикою можна визначити поле значень похибок Uδ  для різних значень навантаження 2Z  у низьковольтній обмотці при зміні напруги високовольтної обмотки в межах від нU18.0  до нU12.1  .  Рисунок 2. Похибка по напрузі ТН0.2,%Uδ10нUU 11/)25.0,( 21 нZUUδ0.3-0.1-0.20.1-0.30.8 1.2AB),( 21 нZUUδδU0.2,%Uδ0.500.3-0.10.1-0.30 1a)8.0,( 12 нUZUδнZZ 22 /0.9b)2.1,( 12 нUZUδa) б)-0.2  Рис.2. Похибка по напрузі ТН  Наприклад, при опорі навантаження  нZZ 22 9.0=  та напрузі нUU 11 8.0=  %11.0−=Uδ  (точка а, рис.2б), а при напрузі нUU 11 2.1=  і тому ж опорі навантаження  %21.0−=Uδ  (точка b, рис.2б). Спроектуємо ці точки на рис.2а, отримаємо відповідно точку А, для якої при нUU 11 8.0=  похибка по напрузі  становить %11.0−  та точку B, для якої при нUU 11 2.1=  похибка по напрузі становить %21.0− . З’єднавши точки A та B отримаємо пряму )9.0,( 21 нZUUδ  – поле значень похибок по напрузі при опорі навантаження нZ 29.0 . З рис.2а видно, що при номінальній напрузі високовольтної обмотки значення похибки становить %15.0− , оскільки вона має систематичний характер, то її можна скомпенсувати.   ІІ міжнародна науково-технічна конференція  26 Висновки  В статті наведено приклад практичного застосування моделі похибки  високовольтних вимірювальних (ТН) для знаходження поля похибок при будь-якому значенні навантаження низьковольтної обмотки шляхом використання їх паспортних даних або даних останньої повірки. Подана методика дає змогу скомпенсувати систематичну складову цієї похибки та підвищити точність вимірювань за рахунок визначення оптимального значення опору навантаження, при якому ця похибка вимірювання є мінімальною.  There has been implemented a known model of high voltage measuring transformer tolerance to build up a technique to define its work mode with maximum tolerance. The work mode can be defined with a maximum tolerance at deviation from nominal work voltage.   Література 1. П.Євтух, Н.Куземко. Модель характеристики похибки високовольтних вимірювальних трансформаторів напруги. //Вісник ТДТУ.- 2004.- Т.9. – №1-С.107-111. 2. П.Євтух, Н.Куземко. Використання паспортних даних високовольтних вимірювальних трансформаторів напруги для підвищення їх точності. //Вісник ТДТУ.- 2004.- Т.9. – №2-С.89-93. 3. П.Євтух, Н.Куземко. Модель характеристики кутової похибки вимірювального трансформатора напруги та визначення її систематичної складової. //Вісник Національного університету „Львівська політехніка”.- 2004.– №500-С.19-24.  

Застосування лінійної моделі похибки для вибору оптимального режиму роботи вимірювального трансформатора напруги

http://elartu.tntu.edu.ua/bitstream/123456789/16736/2/Conf_2005_Yevtukh_P-Zastosuvannia_liniinoi_modeli_22-26.pdf

Застосування лінійної моделі похибки для вибору оптимального режиму роботи вимірювального трансформатора напруги

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University