pomiar strat nietechnicznych energii elektrycznej z...

1/12 Uniwersytet Zielonogórski Instytut Inżynierii Elektrycznej e-mail: [email protected]

Wskaźnik strat energii elektrycznej

wynika ze strat:

technicznych związanych z przepływem energii

nietechnicznych (związanych z niekontrolowanym przepływem energii):

nielegalny pobór energii

błędne wyniki pomiaru:

błędy systemów pomiarowych (klasa liczników i przekładników, klasa testerów)

błędy odczytów (klasa testerów, kwalifikacje pracowników)

niedoskonałością tradycyjnej koncepcji pomiaru energii

stosowanej dla potrzeb rozliczeń

Andrzej OLENCKI

Pomiar strat nietechnicznych energii elektrycznej

z wykorzystaniem

nowoczesnych technik diagnostycznych

nnsieci

SNsieci

WNsieci

E

@%7,5

@%0,3

@%5,1

%


Współczesny Prostopadłościan mocy (równanie mocy pozornej)

jako podstawa pomiaru strat

S

D

H

Q1 S1

P1

P1 – moc czynna pierwszej harmonicznej („Robocza Moc Czynna” L. Czarnecki)

moc o niekwestionowanej wartości użytkowej, która powinna być podstawą rozliczeń za energię

A.Firlit AGH

Q1 – moc bierna pierwszej harmonicznej

jest mierzona przez liczniki energii biernej wg PN-EN 62053-24

H – moc odkształcenia

wynika z niesinusoidalnych napięć i prądów

nie jest mierzona a jest błędnie rozliczana

Każde wydłużenie wektora S w stosunku do wektora P1 stanowi stratę

Strata może być reprezentowana przez moc dystorsji D, który uwzględnia moce bierną i odkształcenia

Prostopadłościan mocy zmienia się w czasie – dla rozliczeń przydałby się prostopadłościan energii


Teoria mocy odbitej jako podstawa pomiaru strat

Procentowy udział odbitej mocy czynnej

Eksperymentalne potwierdzenie elementów teorii mocy odbitej

2015 USA Troups potwierdza w warunkach laboratoryjnych dla rzeczywistych obciążeń

2017 Polska Bartman i Sobczyński potwierdza w warunkach rzeczywistych dla obrabiarki CNC

Z teorii mocy odbitej (prof. L. Czarnecki)

Moc harmonicznych Ph<0 dla odbiorników nieliniowych

P1=Pw moc czynna pierwszej harmonicznej jest mocą roboczą

-Ph=Rr harmoniczne mocy są mocą odbitą

Pw working active power / robocza moc czynna

Pr reflected active powe / odbita moc czynna

Strata może być reprezentowana przez odbitą moc czynną Pr , która uwzględnia odkształcenia i asymetrie

Odbita moc czynna zmienia się w czasie – dla rozliczeń przydałaby się odbita energia czynna

Obciążenie

rezystancyjne

mikrofala

lampa fluorescencyjna

konsola gry

prostownik z filtrem


Funkcja pomiaru widma mocy pomiar pierwszej harmonicznej mocy czynnej i składowych harmonicznych mocy czynnej

Szybka orientacyjna ocena mocy odbitej (ujemne słupki) z podziałem na fazy i harmoniczne

Obraz zmienny w czasie


Funkcja pomiaru odbitej mocy czynnej jako pomiar różnicy mocy czynnej i mocy czynnej pierwszej harmonicznej

Szybkie wyliczenie bieżącej wartości mocy odbitej z podziałem na fazy


Procentowy udział odbitej mocy czynnej w fazie L1 o godzinie 16:47:30

n/a=(P1H1-P1)/P1= [(101,300-100,064)/100,064]x100)=1,24%


Funkcja pomiaru mocy dystorsji

Szybkie wyliczenie bieżącej wartości mocy dystorsji z podziałem na fazy


Moc dystorsji w fazie L1 o godzinie 16:47:30

D=√[(135,271)2-(100,064)2]=91,024


Funkcja pomiaru mocy odkształcenia

Szybkie wyliczenie bieżącej wartości mocy odkształcenia z podziałem na fazy


Moc odkształcenia w fazie L1 o godzinie 16:47:30

H=√[(135,271)2-(100,064)2-(75,929)2]=50,201


Funkcja licznika kontrolnego roboczej mocy czynnej

Pomiar odbitej energii czynnej oraz błędu licznika użytkowego (lub układu pomiarowo rozliczeniowego)

Uśrednianie wyniku w deklarowanym czasie (szybkie pomiary z funkcją dryftu lub długoczasowe uśrednianie)

Różnica E=-0,277%-(-4,217%)=3,94% oznacza,

że robocza moc czynna przepływająca przez licznik jest 3,94% większa niż moc czynna odbiornika.

Różnica ta nie jest uwzględniana w rozliczeniach – jest stratą dostawcy (lub bonusem dla odbiorcy)

Oscylogram napięcia i prądu oraz widmo mocy czynnej

dla sprawdzenia błędu dodatkowego spowodowanego obecnością harmonicznych w napięciu i prądzie

wg PN-EN 50470-3 ale z uwzględnieniem teorii mocy odbitej

Wyniki pomiaru błędu licznika użytkowego energii czynnej:

-0,277% w przypadku stosowania licznika kontrolnego mocy czynnej

-4,217% w przypadku stosowania licznika kontrolnego roboczej mocy czynnej


Funkcja pomiaru prostopadłościanu energii Pomiar P, P1, Q, Q1, S faz L1, L2, L3 i sumy L123

Pomiar odbitej energii czynnej, energii dystorsji i energii odkształcenia

Uśrednianie wyniku w deklarowanym czasie (szybkie pomiary z funkcją dryftu lub długoczasowe uśrednianie)

Jest to odpowiednik licznika kontrolnego

o 20-tu liczydłach,

który umożliwia

pomiar prostopadłościanów energii

faz L1, L2, L3 i L123

ES

ED

EH

EQ1 ES1

EP1


Sprzęt diagnostyczny do pomiaru strat - historia

1999r Calport100

pierwszy europejski tester liczników z funkcją pomiaru widma mocy czynnej i biernej

opracowanie i produkcja Calmet Polska,

sprzedaż HEG Niemcy jako produkt niemiecki

umożliwiał diagnostykę kierunków przepływów energii zgodnie z późniejszą teorią mocy odbitej

2001 Płock – prezentacja tej funkcjonalności


Sprzęt diagnostyczny do pomiaru strat - dzisiaj

2014r – kalibrator C300B

trójfazowy kalibrator mocy i energii

wzorzec odniesienia klasy 0,02

służy do wzorcowania testrów stosowanych jako wzorce robocze

2014r – tester TE30

trójfazowy tester układów pomiarowo-rozliczeniowych

wzorzec roboczy klasy 0,05 i 0,1

analizator parametrów sieci

tester liczników i przekładników

analizator jakości energii

funkcje pomiaru strat energii (wszystkie prezentowane)

2018r – system TS33

trójfazowy system z licznikiem kontrolnym i źródłem

wzorzec roboczy klasy 0,05 i 0,1

funkcjonalność licznika kontrolnego jak TE30

funkcjonalność źródła jak C300B w niższej klasie

funkcje pomiaru strat energii (wszystkie prezentowane)


Dziękuję za uwagę.

Proszę o pytania i komentarze

Niesinusoidalne napięcia i prądy oraz asymetrie powodują przepływy energii w

różnych kierunkach (teoria mocy odbitej). Procentowy udział energii odbitej może dochodzić do kilku procent.

Część przepływu energii nie jest mierzona i jest stratą (prostopadłościan mocy).

Nie można zarządzać przepływem energii, którego się nie mierzy. Jeżeli się nie

mierzy strat, to nie można ich ograniczać (maksyma Menadżera Energii).

Dysponujemy krajowym sprzętem umożliwiającym wszechstronne opomiarowanie strat związanych z niekontrolowanymi dotychczas przepływami energii.

Zaproponowane i zaimplementowane funkcje nie mają znanego odniesienia w

literaturze i technice – mogą wywołać dyskusję z nieoczekiwanej strony.

Andrzej Olencki

Pomiar strat nietechnicznych energii elektrycznej

z wykorzystaniem nowoczesnych technik diagnostycznych

pomiar strat nietechnicznych energii elektrycznej z...

Documents