Transcript презентация - Научно-производственное предприятие

Тенденции развития международной нормативной базы в области качества
электроэнергии и разработка новых средств измерения типа «Прорыв»
Генеральный директор научно-производственного предприятия "ПРОРЫВ"
д.т.н., Тухас Вячеслав Анатольевич
СПб., 14-16 мая 2014 г.
2
3
1.Состояние
вопроса
2. Задачи
3. СИ ПКЭ
4. АИИС БЭЭ
Указанные тенденции в полной мере отражены в
требованиях Федерального закона № 382-ФЗ от 03.12.2011 г.
«О государственной информационной системе топливноэнергетического комплекса»,
статья 10: «Виды информации, подлежащей включению в
государственную информационную систему топливноэнергетического комплекса (ТЭК):
- информация о характеристиках энергетических ресурсов, в
том числе об их качестве, (п.7);
- информация в области энергосбережения и повышения
энергетической эффективности, (п.15);
- информация о ЧС природного и техногенного характера, об
инцидентах или авариях, создающих угрозу безопасности
на объектах ТЭК (п.20)».
4
ВЫВОД:
1.Состояние
вопроса
2. Задачи
3. СИ ПКЭ
4. АИИС БЭЭ
В мировой практике вопросы качества электроэнергии
встраиваются в задачу обеспечения ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ
БЕЗОПАСНОСТИ, которая включает в себя:
- непрерывное снабжение достаточным количеством
электроэнергии надлежащего качества,
- энергосбережение и энергоэффективность,
- противодействие техногенным и природным воздействиям и
минимизация потерь при их возникновении.
Современные информационно-измерительные системы в
электроэнергетике разрабатываются для целей прогноза,
обеспечения превентивных мер и самовосстановления при
событиях в электросети.
5
Таким образом, нужно решать как измерительные задачи, так и
задачи разработки технологий получения новых знаний.
1.Состояние
вопроса
2. Задачи
3. СИ ПКЭ
4. АИИС БЭЭ
1. К измерительным задачам относятся:
1.1. Измерение, оценка, анализ качества электроэнергии и индексов
энергоэффективности электросетевых объектов.
1.2. Измерение электроэнергетических величин для поиска источников искажения
показателей качества электроэнергии (ПКЭ) и определения вклада в искажения
показателей качества электроэнергии участников рынка электрической энергии.
1.3. Измерение электроэнергетических величин для решения вопросов диагностики
и прогноза остаточного ресурса электросетевого оборудования.
1.4. Измерение электроэнергетических величин для раннего обнаружения
источников помех.
2. К задачам разработки технологий получения новых знаний относятся:
2.1. Разработка алгоритмов прогноза режимной надежности энергосистем,
2.2. Разработка критериев энергоэффективности электросетевых объектов и
методов их измерения в режиме реального времени,
2.3. Разработка методов поиска источников помех в электрических сетях.
6
Получение информации о надежности и энергоэффективности
(показатели SAIDI, SAIFI) энергосистемы.
Регистрация провалов и пропадания напряжения системой АИИС БЭЭ.
К расчёту показателей SAIDI и SAIFI
1.Состояние
вопроса
2. Задачи
3. СИ ПКЭ
4. АИИС БЭЭ
7
1.Состояние
вопроса
В соответствии со стратегией развития электросетевого комплекса РФ,
утвержденной распоряжением Правительства РФ от 03.04.2013 № 551-р, к 2017
году все электросетевые организации будут обеспечивать сбор данных о надежности
и качестве электроснабжения, а также осуществлять расчет соответствующих
показателей по международным методикам.
2. Задачи
3. СИ ПКЭ
4. АИИС БЭЭ
Для распределительных сетевых организаций будут использованы индексы
средней частоты прерываний электроснабжения конечных потребителей в
электроэнергетической системе (SAIFI) и средней длительности прерываний
электроснабжения конечных потребителей в электроэнергетической системе (SAIDI).
АИИС БЭЭ дает расчет показателей SAIFI и SAIDI, позволяет осуществлять постоянный
мониторинг за данными показателями и проводить анализ их изменений в зависимости от
времени года, погоды, состояния энергосистемы и других сопутствующих факторов.
Показатели отражают, в том числе, и степень изношенности оборудования.
Частота отключений (SAIFI) определяет количество аварийных отключений оборудования:
чем больше его изношенность, тем чаще происходят отключения (индекс SAIFI нормирует
техническое состояние).
Длительность отключений (SAIDI) включает в себя организационные вопросы, то есть
насколько быстро восстанавливается отключенное или поврежденное оборудование (индекс
SAIDI учитывает организацию бизнес-процессов).
8
Контроль режимов работы систем гарантированного (дизель-генераторы) и
бесперебойного (UPS) энергоснабжения.
1.Состояние
вопроса
2. Задачи
3. СИ ПКЭ
4. АИИС БЭЭ
9
Приборы типа «Прорыв» с аксессуарами
1.Состояние
вопроса
2. Задачи
3. СИ ПКЭ
4. АИИС БЭЭ
10
Синхронизатор Времени СВ-1
1.Состояние
вопроса
2. Задачи
3. СИ ПКЭ
4. АИИС БЭЭ
СВ-1 обеспечивает синхронизацию текущего времени
приборов типа «Прорыв» с временем «Национальной
шкалы координированного времени Российской
Федерации UTC (SU)» в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.302008 класс А.
СВ-1 также может использоваться в составе
автоматизированной информационно-измерительной
системы безопасности электроэнергии (АИИС БЭЭ).
Общие технические характеристики прибора:
1. Электропитание прибора осуществляется напряжением переменного тока в диапазоне от
100 В до 240 В.
2. Средний срок службы: не менее 10 лет.
3. Прибор имеет наработку на отказ: не менее 10000 часов.
4. Габаритные размеры:
- длина 150 мм
- ширина 73 мм
- высота 32 мм
5. Масса прибора: не более 0,2 кг
6. Рабочие условия применения:
- температура окружающего воздуха, 0С: от -40 до +55;
- атмосферное давление, кПа: от 84 до 106,7;
- относительная влажность воздуха, %: не более 90 при 30 0С
Источник бесперебойного питания ИБП-1
1.Состояние
вопроса
2. Задачи
3. СИ ПКЭ
4. АИИС БЭЭ
Источник бесперебойного питания ИБП-1
обеспечивает непрерывность измерений
показателей качества электрической энергии в
случае пропадания напряжения в фазе, к которой
подключены приборы типа «Прорыв».
ИБП-1 обеспечивает непрерывную работу
прибора типа «Прорыв» не менее трех часов, в
случае отключения питающей фазы сети
переменного тока.
Преимущества ИБП-1:
- Расширенный температурный диапазон от -40 до +55;
- Ударопрочный влагозащищенный корпус;
- Малый вес и габариты;
- Возможность работы в жесткой электромагнитной обстановке;
- Питание прибора типа «Прорыв» осуществляется постоянным током, что исключает помехи
при проведении измерений.
Общие технические характеристики прибора:
1. Электропитание прибора осуществляется напряжением переменного тока в диапазоне от 85 В
до 265 В и частотой
в диапазоне от 45 Гц до 55 Гц.
2. Средний срок службы: не менее 10 лет.
3. Время работы от встроенного аккумулятора: не менее 1 часа.
4. Прибор имеет наработку на отказ: не менее 10000 часов.
5. Габаритные размеры:
- длина 200 мм
- ширина 108 мм
- высота 42 мм
6. Масса прибора: не более 1 кг
7. Рабочие условия применения:
- температура окружающего воздуха, 0С: от -40 до +55;
- атмосферное давление, кПа: от 84 до 106,7;
- относительная влажность воздуха, %: не более 90 при 30 0С
Модуль передачи данных МПД-1
Опция! Визуализация данных от приборов типа «Прорыв» в
режиме реального времени.
1.Состояние
вопроса
2. Задачи
3. СИ ПКЭ
4. АИИС БЭЭ
Модуль передачи данных МПД-1 предназначен для отображения
данных с приборов типа «Прорыв» на экране мобильных устройств
под управлением ОС Android (версия 2.2 и выше) через радиоканал
стандарта Bluetooth.
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ:
Визуализация измеряемых данных в режиме реального времени (с усреднением 1 мин. и 10 сек.) на экране
устройства под управлением ОС Android.
Отображение векторов напряжения и тока для контроля правильности подключения фаз.
Отображение и качественное сравнение с нормами усреднённых измеряемых значений на интервале 10 сек. и
1 мин.
Установка даты и времени, например при смене часового пояса
ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
1. Электропитание прибора осуществляется от адаптера постоянного тока +5 В (входит в комплект поставки)
или
от встроенного аккумулятора.
2. Средний срок службы: не менее 10 лет.
3. Время работы от аккумулятора: не менее 24 часов.
4. Наработка на отказ: не менее 10000 часов.
5. Габаритные размеры:
- длина 95 мм
- ширина 50 мм
- высота 24 мм
6. Масса прибора: не более 0,1 кг
7. РАБОЧИЕ УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ:
- температура окружающего воздуха, 0С: от -40 до +55;
- атмосферное давление, кПа: от 84 до 106,7;
- относительная влажность воздуха, %: не более 90 при 300 С
Схема взаимодействия модуля передачи данных с внешними устройствами
1.Состояние
вопроса
2. Задачи
3. СИ ПКЭ
4. АИИС БЭЭ
Визуализация измеренных данных в режиме реального времени
1.Состояние
вопроса
2. Задачи
3. СИ ПКЭ
4. АИИС БЭЭ
Тенденции развития нормативной базы
61000-4-30/Ed3/CD2 © IEC (E) 28.03.2014
1.Состояние
вопроса
2. Задачи
3. СИ ПКЭ
4. АИИС БЭЭ
The main changes from Edition 2 are:
• A measurement method for current, previously informative, is now
normative with some changes;
• A measurement method for RVC (Rapid Voltage Change) has been added;
• A measurement method for Conducted emissions in the 2kHz ~ 150kHz
range has been added in an Informative Annex;
• Underdeviation and Overdeviation parameters are moved to an Informative
Annex;
• Class A and Class S measurement methods are defined and clarified, while
Class B is moved to an Informative Annex and considered for future removal;
• Measurement methods continue in this Standard, but responsibility for
influence quantitites, performance, and test procedures are transferred to
IEC 62586 (Draft).
16
Тенденции развития нормативной базы
62586-1/Ed1/CDV © IEC (E)
1.Состояние
вопроса
2. Задачи
3. СИ ПКЭ
4. АИИС БЭЭ
6.2 General architecture
Organisation of the measurement chain: the electrical quantity to be
measured may be either directly accessible, as it is generally the case in lowvoltage systems, or accessible via measurement sensor like Voltage Sensors
(VS) or Current Sensors (CS).
It shall be possible to download data stored in the instrument, e.g. wit h a
communication network, or through a removable memory.
Figure 1 below specifies the general architecture of the instrument, the
dotted lines show optional units of the instrument.
17
Тенденции развития нормативной базы
62586-1/Ed1/CDV © IEC (E)
1.Состояние
вопроса
2. Задачи
3. СИ ПКЭ
4. АИИС БЭЭ
6.3.1 PQI-A minimum functions definition
Any PQI-A shall include all the mandatory functions specified in Table 6.
Table 6 – PQI-A functions Function
Requirement a)
Measurement method, measuring
uncertainty and measuring range
Power Frequency
M
class A
Magnitude of the Supply Voltage
M
class A
Flicker
M
class A
Supply voltage dips and Swells
M
class A
Supply voltage interruptions
M
class A
Supply voltage unbalance
M
class A
Voltage Harmonics
M
class A
Voltage Inter-harmonics
M
class A
Mains Signalling Voltage
M
class A
Under/over deviation
M
class A
a) M = Mandatory; O = Optional; NR = Not Recommended
NOTE: “additional data such as waveform capture may be beneficial for the analysis of dips/swells/interruptions
18
НОВОЕ ОТ 2014
Таблица 1. Метрологические характеристики приборов «ПрорывКЭ» и «Прорыв-Т» по требованиям ГОСТ 13109-97 и ГОСТ Р 51317.4.30-2008, класс А.
1
Пределы
допускаемой
погрешности:
1.Состояние
вопроса
2. Задачи
3. СИ ПКЭ
4. АИИС БЭЭ
Измеряемый показатель качества
электрической энергии
Диапазон
- абсолютной Δ;
измерений
Примечание
1 Среднеквадратическое значение
напряжения переменного тока Uy, В
2 Установившееся отклонение
напряжения Uy, %
3 Положительное отклонение
напряжения U+, %
4 Отрицательное отклонение
напряжения U-, %
5 Частота переменного тока f, Гц
6 Отклонение частоты Δf, Гц
7 Коэффициент несимметрии
напряжения по обратной
последовательности K2U, %
8 Коэффициент несимметрии
напряжения по нулевой
последовательности K0U, %
9 Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения (суммарный
коэффициент гармонических составляющих
напряжения) KU, %
10 Коэффициент n-й (n- от 2 до 50)
гармонической составляющей
напряжения KU(n), %
11 Коэффициент m-й (m- от 1 до 49)
интергармонической составляющей
напряжения KUig(m), %
12 Угол фазового сдвига между
основными гармоническими
составляющими входных напряжений
ϕU
13 Кратковременная доза фликера Pst,
отн. ед.
2
4
± 0,1 (γ)
-
± 0,2 (Δ)
-
от 0 до 50
± 0,01 (Δ)
-
от 0 до 90
± 0,01 (Δ)
-
от 42,5 до
57,5
от -7,5 до
7,5
± 0,01 (Δ)
-
± 0,03 (Δ)
-
от 0 до 25
± 0,15 (Δ)
-
от 0 до 25
± 0,15 (Δ)
-
± 0,05 (Δ)
KU < 1,0 %
± 5 ()
KU ≥ 1,0 %
± 0,05 (Δ)
KU(n) < 1,0 %
± 5 ()
KU(n) ≥ 1,0 %
± 0,05 (Δ)
KUig(m) < 1,0 %
± 5 ()
KUig(m) ≥ 1,0 %
± 10 (Δ)
-
от 0 до 25
от 0 до 25
от 0 до 25
от -1800 до
1800
от 0,2 до
10
от 0,2 до
14 Длительная доза фликера Plt, отн. ед.
10
15 Длительность провалов напряжения от 0,01 до
Δtп, с
60
от 10 до
16 Глубина провала напряжения Uпр, %
100
4
от 0,01 до 60
± 0,01 (Δ)
-
18 Остаточное напряжение Ures, В
от 10 до 200
± 0,2 (γ)
- относительной , %
3
от 20 до
330
от -20 до
20
3
от Iмин до
1,2·Iном
- приведенной γ, %
1
2
17 Длительность временного
перенапряжения ΔtперU, с
19 Среднеквадратическое значение силы
переменного тока Iy, А
(до 2·Iном
при Iном = 5
А)
20 Коэффициент искажения синусоидальности
кривой тока (суммарный коэффициент
гармонических составляющих тока) KI, %
от 0 до 25
21 Коэффициент n-й (n- от 2 до 50)
гармонической составляющей тока KI(n), %
от 0 до 25
22 Коэффициент m-й (m- от 1 до 49)
интергармонической составляющей тока
KIig(m), %
23 Угол фазового сдвига между основными
гармоническими составляющими входных
токов ϕI
24 Фазовый угол между составляющими тока
и напряжения ϕUI, 0
25 Полная электрическая мощность S, ВА
26 Активная электрическая мощность P, Вт
27 Реактивная электрическая мощность Q,
вар
28 Амплитуда импульсного напряжения UA,
кВ
29 Длительность записи импульсного
напряжения, мс
30 Частота дискретизации, МГц
от 0 до 25
от -1800 до
1800
± 0,15 (Δ)
± 5 ()
KI < 3,0 %
± 0,15 (Δ)
KI(n) < 3,0 %
± 0,1 (γ)
± 5 ()
KI(n) < 3,0 %
± 0,15 (Δ)
KIig(m) < 3,0 %
± 5 ()
KIig(m) ≥ 3,0 %
± 10 (Δ)
-
от -1800 до
1800
-
± 10 (Δ)
-
± 1,0 (γ)
± 1,0 (γ)
-
± 1,0 (γ)
-
от 0,5 до 6
± 1 ()
Опция по заказу
3
-
Опция по заказу
20
-
Опция по заказу
± 0,02 (Δ)
± 5 ()
-
± 5 ()
-
± 0,01 (Δ)
-
± 0,2 (Δ)
-
31 Текущее время, с
Iмин = 0,01 А (Iном =
5 А)
Iмин = 10 А (Iном =
250 А)
Iмин = 50 А
(Iном = 800 А)
Iмин = 250 А (Iном =
3000 А)
KI < 3,0 %
-
± 0,5 (Δ)/сут
При
синхронизации с
Международной
шкалой
координированно
го времени (UTC).
Опция по заказу
При отсутствии
синхронизации с
UTC
19
Новое в ОТ 2014 г. на СИ типа «Прорыв»:
1.Состояние
вопроса
2. Задачи
 Увеличена продолжительность записи: не менее 25 суток
(было не менее 10 суток).
 Добавлена опция по заказу: Ethernet.
3. СИ ПКЭ
4. АИИС БЭЭ
 Добавлена опция регистратор событий (10 периодов):
 Добавлена опция регистратора импульсного напряжения:
- измерение амплитуды импульсного напряжения UA (до 6000 В);
- длительность записи амплитуды импульсного напряжения (до 3 мс) при
частоте дискретизации импульсного напряжения 20 МГц.
20
1.Состояние
вопроса
2. Задачи
3. СИ ПКЭ
Реализацию функции вывода измеряемых значений:
напряжения, тока, мощности, углов напряжения и тока
с целью построения векторной диаграммы, а также вывода текущего времени
прибора.
Данные значения выводятся во время работы прибора в режиме измерений
каждые 10 секунд. Для отображения этих значений предоставляется программное
обеспечение «TERM», которое записано на CD диске и работает под операционной
системой Windows.
4. АИИС БЭЭ
Векторная
диаграмма
реальной сети
21
Преимущества приборов типа «Прорыв»
1.Состояние
вопроса
2. Задачи
3. СИ ПКЭ
4. АИИС БЭЭ
1. Отсутствие температурной погрешности во всем рабочем диапазоне температур:
от - 40 градусов до + 55 градусов (силиконовые провода: от -60 до + 60 градусов).
Таким образом, возможны круглогодичные непрерывные измерения,
соответствующие классу «А», в течение продолжительного периода времени на
всей территории РФ.
2. Герметичный (степень защиты корпуса IP 65) , металлический, вандалоустойчивый
корпус, возможно применение в промышленных зонах с жесткой электромагнитной
обстановкой.
3. Возможность объединения отдельных СИ в систему АИИС БЭЭ.
4. Измерение тока по классу А ( неопределенность (погрешность) измерения γI для
приборов класса А (ГОСТ Р 51317.4.30-2008, п.А.6.3.2), не должна превышать ± 0,1 %
от верхней границы диапазона. Указанная погрешность (± 0,1 %) измерительных
клещей из известных производителей дается лишь компанией FLUKE (США) на один
тип клещей FLUKE i 800 (для переменного тока 0,1А – 800А RMS). Именно эти
измерительные клещи заявлены в описании типа приборов «Прорыв-Т»).
5. Измерения по четырем токовым каналам (в том числе, в цепи нейтрали).
22
1.Состояние
вопроса
2. Задачи
3. СИ ПКЭ
4. АИИС БЭЭ
23
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
Ждем Ваших предложений по совместным проектам!
Научно-производственное предприятие "ПРОРЫВ"
Россия, 185035, г. Петрозаводск,
ул. Андропова, д.10
т. +7 8142 78 62 19
+7 8142 76 13 49
+7 8142 78 49 89
ф.+7 8142 76 88 52
mailto:E-mail: [email protected]
web page <http://proryv.karelia.ru>
24