Влияние качества эл.энергии на погрешность счетчиков
advertisement
Влияние качества электроэнергии на погрешность электросчетчиков Валентин Тубинис, председатель технического совета ПТ «Группа компаний Российские системы»,г. Москва Журнал Новости электротехники № 5 2005 г. Метрологические требования к точности в различных климатических условиях и при воздействии влияющих величин Электроэнергия – это товар. Товар особенный, качество которого зависит как от продавца, так и от покупателя. Стоимость этого товара фактически зависит не только от узаконенного тарифа, но и частично от того, на каких весах производилось взвешивание товара, т.е. от типа счетчика. В последние годы качественно изменились технические характеристики электрооборудования покупателей электроэнергии. Существенно увеличилась доля потребителей, представляющих собой нелинейную нагрузку. Это многочисленная вычислительная техника с импульсными источниками питания, различные электроприводы с тиристорным управлением и т.п. устройства. В то же время подавляющее большинство используемых счетчиков не вполне приспособлено для работы в условиях несинусоидальных напряжений и токов, да и существующие нормативные документы не в полной мере требуют от них этого. Исследуя работу четырех типов отечественных электронных электросчетчиков в условиях пониженного качества электроэнергии (повышенное содержание гармоник и низкий коэффициент мощности), моделируемого специальной установкой, специалисты НПФ «Солис» [4] выявили интересные тенденции в поведении однотипных по сути счетчиков и различную их реакцию на одинаковые для всех условия работы. Полученные результаты показаны на итоговых графиках этих испытаний (рис. 1, 2, 3). По понятным причинам типы испытуемых счетчиков не указываются. Влияние несимметрии токов и напряжений на работу тех же типов счетчиков иллюстрирует рис. 2, где добавлен еще один фактор – четные, некратные трем гармонические составляющие фазных напряжений и токов (12%). Зависимость погрешности счетчиков от коэффициента искажения синусоидальности токов и напряжений при наличии в спектре нечетных, некратных трем гармоник иллюстрирует рис. 3. Конечно, таких сильных отклонений качества электроэнергии от стандартизованного в реальной жизни не встретишь, но результаты исследований показывают, что при выборе счетчиков для нелинейных нагрузок (тяговых подстанций электрифицированного транспорта, дуговых сталеплавильных электропечей, установок электролиза алюминия и т.п.) полезно посмотреть на результаты их предварительных испытаний при работе в условиях пониженного качества электроэнергии. Сильное влияние на точность счетчиков оказывают магнитные поля промышленной частоты. Метрологические испытания с влияющими величинами, в частности с внешним магнитным полем промышленной частоты с магнитной индукцией 0,5 мТл, регламентируются разделом 4.6.2, табл.11 ГОСТ 30206-94 (допустима дополнительная погрешность 0,5% для счетчиков класса точности 0,2S и 1,0% – для класса 0,5S) и разделом 4.6.2, табл.14 ГОСТ 30207-94 (допустима дополнительная погрешность 2,0% для счетчиков класса точности 1 и 3,0% – для класса 2). Согласно условиям испытаний, раздел 5.6.2 «Испытания на воздействие влияющих величин», «магнитная индукция может быть создана путем установления счетчика в центре круглой катушки диаметром D, равным 1 м, прямоугольного поперечного сечения, небольшой радиальной толщиной по сравнению с диаметром и имеющей 400 ампер-витков». Величина магнитной индукции 0,5 мТл некритично «перекочевала» в стандарты на электронные счетчики из стандарта на индукционные счетчики (см. ГОСТ 6570-75 «Счетчики электрические активной и реактивной энергии индукционные»). Это малая величина индукции. Для сравнения: небольшой ферритовый магнит дает индукцию в 10 мТл, а аналогичный магнит системы элементов «Nd-Fe-B» – 200 мТл и выше. Поэтому в испытаниях [1] было принято решение проверить работу счетчиков в более сильных магнитных полях – до 6 мТл, для чего была использована нестандартная катушка. Такой подход оказался плодотворным, так как разделил все испытанные счетчики на две группы: те, которые никак не реагировали на увеличение магнитной индукции, и те, которые при ее увеличении сверх 0,5 мТл значительно выходили за допустимую величину погрешности (более 14%). Очевидно, что энергетикам нужны счетчики первой группы, а не второй, несмотря на то, что последние формально и соответствуют требованиям ГОСТа. Рис. 1 Зависимость погрешности измерения активной мощности трехфазными счетчиками при изменении коэффициента мощности и наличии 12% нечетных, кратных трем гармоник в спектре напряжений и токов Рис. 2 Зависимость погрешности счетчиков от несимметрии напряжений и токов при наличии четных, некратных трем гармоник Рис. 3 Зависимость погрешности счетчиков от коэффициента искажения синусоидальности токов и напряжений при наличии в спектре нечетных, некратных трем гармоник
