Оцінювання точності вимірювання електричної енергії вузлом комерційного обліку

Abstract

Запропоновано метод оцінювання точності обліку електричної енергії трифазним вузлом комерційного обліку в режимі зниженого навантаження, що дає змогу встановити недооблік електроенергії за однією або декількома фазами в разі зниження рівня завантаження трансформаторів струму до значень, за яких для заданого класу точності не унормована допустима похибка, або у разі функціонування лічильника електричної енергії трансформаторного включення в режимі нечутливості, що є характерним для простоїв виробничого обладнання у нічний час, під час вихідних та святкових днів, коли функціонує лише освітлення території підприємства, відеонагляд, охоронна сигналізація тощо. Метод дозволяє оцінити за допомогою нечіткої функції залежність між вимірюваною величиною — відносним відхиленням показів лічильника трансформаторного включення від дійсних значень енергії, що оцінюються за показами лічильника прямого включення, — та струмами фаз. Для оцінювання параметрів апроксимуючих залежностей для граничних дійсних функцій, що визначають таку нечітку функцію, необхідно: 1) отримати вибірки значень вимірюваної величини по кожному з вимірюваних каналів при зміні струму відповідної фази в межах, що відповідають режиму зниженого навантаження; 2) для кожної з вибірок із застосуванням теорії нечітких множин оцінити межі фаззі-інтервалів, що характеризують результат вимірювання; 3) межі отриманих нечітких інтервалів для фіксованих значень струмів певної фази апроксимувати функціями, які є сумою двох експонент, в результаті чого отримують нечіткі функції, що характеризують невизначеність обліку по кожній фазі; 4) оціни-ти границі шуканої нечіткої функції, що визначає невизначеність вимірювання електроенергії за трьома фазами, як корінь із суми квадратів відповідних границь нечітких функцій невизначеностей обліку по кожній з фаз. Встановлено, що в режимі зниженого навантаження недооблік активної енергії за одним вимірювальним каналом лічильника трансформаторного включення класу точності 0,5 S може досягати 3 %. Застосування методу дасть можливість підвищити точність фінансових розрахунків між постачальниками та споживачами електроенергії.

The method for evaluation of the electricity metering accuracy by a three-phase commercial accounting unit in a reduced load mode is proposed. The method enables to determine the incomplete calculating of electricity by one or several phases in the case of a decrease in the load level of current transformers to values at which the permissible error is not standard-ized for a given accuracy class, or the operation of the electric energy meter of a transformer connection is in the dead mode. This is typical during downtime of production equipment at night, on weekends and holidays, when only the territory lighting of the enterprise, video surveillance, burglar alarms etc. are functioning. The method makes it possible to evaluate the relationship between the measured value and the phase currents using a fuzzy function. The measured value is the relative deviation of the readings of the transformer connection meter from the actual energy values, which are estimated from the readings of the direct connection meter. To estimate the parameters of the approximating dependences for the boundary real functions, which determine such a fuzzy function, it is necessary: to obtain samples of the measured value for each measuring channel when the current of the corresponding phase changes within the limits that correspond to the re-duced load mode; for each of the samples, using the theory of fuzzy sets, estimate the boundaries of fuzzy intervals charac-terizing the measurement result; the boundaries of the obtained fuzzy intervals for fixed values of currents of a certain phase are approximated by functions representing the sum of two exponentials, as a result of which fuzzy functions are obtained that characterize the accounting uncertainty for each phase; estimate the boundaries of the desired fuzzy function, which determines the uncertainty in the measurement of electricity in three phases, as the root of the sum of the corresponding boundaries squares of the fuzzy functions, which show the accounting uncertainties for each phase. It was found that in the reduced load mode the incomplete counting of active energy over one measuring channel of the transformer connection meter of accuracy class 0.5 S can reach 3 %. The use of the method will make it possible to improve the accuracy of finan-cial calculations between suppliers and consumers of electricity.