Визначення статичної характеристики вимірювального трансформатора струму при зниженому навантаженні вузла обліку

Автор(и)

  • Катерина Сергіївна Василець Національний авіаційний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-7590-0754
  • Володимир Павлович Квасніков Національний авіаційний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-6525-9721
  • Святослав Володимирович Василець Національний університет водного господарства та природокористування, Україна https://orcid.org/0000-0003-1299-8026

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265068

Ключові слова:

трансформатор струму, статична характеристика, струмова похибка, знижене навантаження, лінія регресії

Анотація

Об'єктом дослідження є вимірювальний трансформатор струму електромагнітного типу, який використовується у складі вузла обліку електроенергії. Функціонування трансформаторів струму в режимі зниженого первинного струму супроводжується суттєвими похибками. Існування такого режиму протягом тривалого часу через простої виробничого обладнання призводить до суттєвого недообліку електроенергії. В умовах значного підвищення вартості електроенергії в багатьох країнах це призводить до невиправданих фінансових витрат енергопостачальних компаній.  Статична характеристика вимірювального трансформатора струму при зниженому навантаженні вузла обліку описана лінійною статистичною моделюю. Параметри моделі оцінені на основі емпіричних даних з використанням методів коваріаційного аналізу. Адекватність моделі підтверджена шляхом аналізу регресійних залишків. Отримана статистична модель статичної характеристики, на відміну від відомих, характеризується універсальністю, оскільки описує трансформатори струму з довільним коефіцієнтом трансформації в межах досліджуваного класу точності 0,5S. З використанням інтервалів прогнозування для вторинних струмів трансформаторів в функції первинних струмів, що обчислені на основі одержаної моделі, оцінено невизначеність струмової похибки. Застосування запропонованого підходу до оцінювання невизначеності струмової похибки при зниженому навантаженні вузла обліку дало можливість одержати інтервали прогнозування для вибіркових величин такої похибки. Встановлено, що струмова похибка може досягати −20 %. Врахування вказаних інтервалів для вимірювальних трансформаторів струму при зниженому навантаженні вузла обліку під час формування рахунків дозволить енергопостачальним компаніям підвищити точність комерційного обліку електроенергії

Біографії авторів

Катерина Сергіївна Василець, Національний авіаційний університет

Аспірантка

Кафедра комп'ютеризованих електротехнічних систем та технологій

Володимир Павлович Квасніков, Національний авіаційний університет

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри, заслужений метролог України

Кафедра комп'ютеризованих електротехнічних систем та технологій

Святослав Володимирович Василець, Національний університет водного господарства та природокористування

Доктор технічних наук, професор

Кафедра автоматизації, електротехнічних та комп’ютерно-інтегрованих технологій

Посилання

  1. Global AC Current Transformers (CT) for Electrical Meters Market Research Report 2022 (2022). Market Reports World. Available at: https://www.marketreportsworld.com/global-ac-current-transformers-ct-for-electrical-meters-market-21024831
  2. IEC 61869-2:2012. Instrument transformers - Part 2: Additional requirements for current transformers. Available at: https://webstore.iec.ch/publication/6050
  3. Instrument transformers. Application guide (2015). 1HSM 9543 40-00en. ABB. Available at: https://library.e.abb.com/public/94c2ba5a2f381077c1257df000504e0c/1HSM%209543%2040-00en%20IT%20Application%20Guide%20Ed4.pdf
  4. Quarterly report on European electricity markets (2022). Market Observatory for Energy, 15 (1). Available at: https://ec.europa.eu/info/sites/default/files/energy_climate_change_environment/quarterly_report_on_european_electricity_markets_q1_2022.pdf
  5. Soinski, M., Pluta, W., Zurek, S., owski, A. K. (2014). Metrological attributes of current transformers in electrical energy meters. International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, 44 (3-4), 279–284. doi: https://doi.org/10.3233/jae-141790
  6. Kaczmarek, M. (2012). Method of current transformer metrological properties estimation for transformation of distorted currents. 2012 IEEE International Power Modulator and High Voltage Conference (IPMHVC). doi: https://doi.org/10.1109/ipmhvc.2012.6518847
  7. Mingotti, A., Peretto, L., Bartolomei, L., Cavaliere, D., Tinarelli, R. (2020). Are Inductive Current Transformers Performance Really Affected by Actual Distorted Network Conditions? An Experimental Case Study. Sensors, 20 (3), 927. doi: https://doi.org/10.3390/s20030927
  8. Ghaderi, A., Mingotti, A., Peretto, L., Tinarelli, R. (2019). Inductive current transformer core parameters behaviour vs. temperature under different working conditions. 23rd IMEKO TC4 International Symposium Electrical & Electronic Measurements Promote Industry 4.0. Xi’an, 107–112. Available at: https://www.imeko.org/publications/tc4-2019/IMEKO-TC4-2019-024.pdf
  9. Puzovic, S., Koprivica, B., Milovanovic, A., Djekic, M. (2014). Analysis of measurement error in direct and transformer-operated measurement systems for electric energy and maximum power measurement. Facta Universitatis - Series: Electronics and Energetics, 27 (3), 389–398. doi: https://doi.org/10.2298/fuee1403389p
  10. Lesniewska, E., Rajchert, R. (2019). Behaviour of measuring current transformers with cores composed from different magnetic materials at non‐rated loads and overcurrents. IET Science, Measurement & Technology, 13 (7), 944–948. doi: https://doi.org/10.1049/iet-smt.2018.5176
  11. Lee, S.-J., Jung, H.-K., Chung, T.-K., Lee, Y.-S., Ro, J.-S. (2019). Ratio Error Reduction of a Current Transformer Using Multiple Winding Technique. Journal of Electrical Engineering & Technology, 14 (2), 645–651. doi: https://doi.org/10.1007/s42835-018-00040-6
  12. Vasylets, K., Kvasnikov, V., Vasylets, S. (2022). Refinement of the mathematical model of electrical energy measurement uncertainty in reduced load mode. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (8 (118)), 6–16. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.262260
  13. Ballal, M. S., Wath, M. G., Suryawanshi, H. M. (2020). Measurement Current Transformer Error Compensation by ANN Methodology. Journal of The Institution of Engineers (India): Series B, 101 (3), 261–271. doi: https://doi.org/10.1007/s40031-020-00454-9
  14. Ballal, M. S., Wath, M. G., Venkatesh, B. (2018). Current Transformer Accuracy Improvement by Digital Compensation Technique. 2018 20th National Power Systems Conference (NPSC). doi: https://doi.org/10.1109/npsc.2018.8771706
  15. Wath, M. G., Raut, P., Ballal, M. S. (2016). Error compensation method for current transformer. 2016 IEEE 1st International Conference on Power Electronics, Intelligent Control and Energy Systems (ICPEICES). doi: https://doi.org/10.1109/icpeices.2016.7853244
  16. C57.13-2016 - IEEE Standard Requirements for Instrument Transformers. doi: https://doi.org/10.1109/ieeestd.2016.7501435
  17. Montgomery, D. C. (2020). Design and analysis of experiments. John Wiley & Sons, 752. Available at: https://www.wiley.com/en-ie/Design+and+Analysis+of+Experiments,+9th+Edition,+EMEA+Edition-p-9781119638421
Визначення статичної характеристики вимірювального трансформатора струму при зниженому навантаженні вузла обліку

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-10-30

Як цитувати

Василець, К. С., Квасніков, В. П., & Василець, С. В. (2022). Визначення статичної характеристики вимірювального трансформатора струму при зниженому навантаженні вузла обліку. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(8(119), 13–20. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265068

Номер

Том 5 № 8(119) (2022): Енергозберігаючі технології та обладнання

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Kateryna Vasylets, Volodymyr Kvasnikov, Sviatoslav Vasylets

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.