Ключові слова
оптичний трансформатор напруги
індикатор параметрів енергоспоживання
вимірювальна підсистема
інформаційна підсистема
інтерфейс
Як цитувати
Анотація
У статті розглянуті питання підвищення точності та достовірності вимірів електричних величин в галузі електроенергетики. Високовольтний вимірювальний тракт складається з трансформаторів струму, напруги та вимірювальних приладів. Запропоновано, в якості вимірювальних трансформаторів використовувати оптичні трансформатори струму та напруги. Розглянуті переваги використання оптичних трансформаторів, та їх основні принципи функціонування. Суттєвими перевагами цих пристроїв є те що вони працюють з миттєвими значеннями струмів та напруг. Розглянуто питання модернізації вимірювального пристрою індикатора параметрів енергоспоживання, що розробляється на кафедрі передачі електричної енергії Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут»з 2005 року. Показано, що індикатор параметрів енергоспоживання являє собою інтелектуальну систему, що складається з двох підсистем інформаційної та вимірювальної. Основні вимоги до вимірювальної частини передбачають реалізацію функцій контролю та обліку електроенергії у трифазних мережах змінного струму. Крім того, вимірювальний модуль повинен забезпечувати індикацію контрольованих параметрів, підтримувати функції задання параметрів, приймання інформації через інтерфейс EIA-485, а також зберігання отриманих даних. Інформаційна частина вимірювального приладу реалізується з підтримкою стандарту ITU-T G.984 (включаючи FXS), при цьому міжмережеве з’єднання між WAN та LAN інтерфейсами має функціонувати як у режимі комутатора, так і маршрутизатора. Представлено вимоги до технічної продуктивності індикатора параметрів енергоспоживання. Керування вимірювальним пристроєм здійснюється відповідно до стандартного протоколу управління OMCI згідно з рекомендацією ITU-T G.984, з урахуванням положень G.988. В індикатор параметрів енергоспоживання повинен бути вмонтований блок обмеження потужності. Приведено вимоги до надійного використання вимірювального пристрою.
Посилання
Ukraine, Cabinet of Ministers of Ukraine. (2023, Apr. 21). Decree of the Cabinet of Ministers of Ukraine no. 373-r, Pro skhvalennia Enerhetychnoi stratehii Ukrainy na period do 2050 roku [On approval of the Energy Strategy of Ukraine until 2050]. [Online]. Available: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/373-2023-р#Text (in Ukrainian)
Ukraine, Verkhovna Rada of Ukraine. (2016, Sep. 22). Law of Ukraine no. 1540-VIII, Pro Natsionalnu komisiiu, shcho zdiisniuie derzhavne rehuliuvannia u sferakh enerhetyky ta komunalnykh posluh [About the National Commission for State Regulation in the Spheres of Energy and Public Utilities]. [Online]. Available: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1540-19#Text (in Ukrainian)
O. V. Kyrylenko, V. V. Pavlovsky, and I. V. Blinov, “Scientific and technical support for organizing the work of the IPS of Ukraine in synchronous mode with the Continental European Power System ENTSO-E”, Tekhnichna Elektrodynamika, vol. 2022, no. 5, pp. 59–66, Aug. 2022, doi: https://doi.org/10.15407/techned2022.05.059 (in Ukrainian)
Voltage Characteristics of Electricity Supplied by Public Electricity Networks, DSTU EN 50160:2023, State Enterprise “Ukrainian Scientific Research and Training Center for Standardization, Certification and Quality Problems” (SE “UkrNDNC”), 2023.
A. Zharkin and S. Palachov, “Implementation of the European principles of measuring the quality of electric energy into the regulatory base of Ukraine”, Proceedings of the Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine, no. 65, pp. 15–20, Aug. 2023, doi: https://doi.org/10.15407/publishing2023.65.015 (in Ukrainian)
A. V. Prakhovnyk, “Kontseptualni polozhennia pobudovy ASKOE v umovakh zaprovadzhennia perspektyvnykh modelei enerhorynku Ukrainy [Conceptual provisions for the development of an ACEMS in the context of the introduction of promising energy market models in Ukraine]”, Enerhetyka ta elektryfikatsiia [Energy and electrification], no. 2, pp. 45–50, 2009. (in Ukrainian)
O. V. Kyrylenko, S. P. Denysiuk, and I. V. Blinov, “Digital transformation of the energy industry: Current trends and task”, Proceedings of the Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine, no. 65, pp. 5–14, Aug. 2023, doi: https://doi.org/10.15407/publishing2023.65.005 (in Ukrainian)
Siemens, “Digital Substation. Connecting to the digital world with the future built in”, Siemens Industry Inc., 2019. [Online]. Available: https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:6d8d8d9b-d5db-4540-9b5f-6fd6e9ecefac/di-pa-ci-digital-substation-ipdf-en.pdf
Electric Energy. Electromagnetic Compatibility of Technical Equipment. Power Quality Limits in Public Electrical Systems, GOST 13109-97, Technical Committee for Standardisation in the Field of Electromagnetic Compatibility of Technical Means (TC 30). (in Russian)
P. Neyezhmakov, O. Vasylieva, Y. Pavlenko, and V. Ogar, “Digital instrument construction – “new” metrology”, Ukrainian Metrological Journal, no. 3, pp. 3–8, Oct. 2023, doi: https://doi.org/10.24027/2306-7039.3.2023.291854 (in Ukrainian)
I. V. Khomenko, “Development and implementation indicator power consumption in the electrical distribution network”, Bulleten of NTU “KPI” Series “Problems of Electrical Machines and Apparatus Perfection. The Theory and Practice”, no. 42 (1151), pp. 67–70, Dec. 2015. (in Ukrainian)
Electromagnetic Compatibility (EMC) - Part 4-7: Testing and Measurement Techniques - General Guide on Harmonics and Interharmonics Measurements and Instrumentation, for Power Supply Systems and Equipment Connected Thereto, DSTU IEC 61000-4-7:2024.
O. I. Hanus and K. O. Starkov, “Povrezhdaemost transformatorov napriazheniia v oblastnykh elektricheskikh setiakh AK «Kharkovoblenergo» i meropriiatiia po ee snizheniiu [Damage to voltage transformers in the regional electrical networks of the JSC "Kharkivoblenergo" and measures to reduce it]”, Lighting Engineering & Power Engineering, no. 1, pp. 75–81, 2003. (in Russian)
Yu. I. Tugai and I. Yu. Tugai, “A combined method for study of ferroresonance processes in voltage transformer”, in 2014 IEEE International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS), Kyiv, Ukraine, Jun. 2–6, 2014. IEEE, 2014, pp. 71–73, doi: https://doi.org/10.1109/ieps.2014.6874205
O. L. Karasinskiy and Y. F. Tesyk, “Correction of errors in instruments for measuring electric power parameters”, Tekhnichna Elektrodynamika, no. 2, pp. 84–90, Feb. 2021, doi: https://doi.org/10.15407/techned2021.02.084 (in Ukrainian)
Y. I. Tugay, O. I. Ganus, and K. O. Starkov, “The switching in voltage transformer”, Tekhnichna Elektrodynamika, no. 5, pp. 73–75, Sep. 2016, doi: https://doi.org/10.15407/techned2016.05.073 (in Ukrainian)
“Combined current and voltage transformers from 110 to 330 kV type VAU Supply, sale in Ukraine, Russia, Belarus, Kazakhstan, Georgia.” "Autoformula Center" LLC. [Online]. Available: https://afc.net.ua/en/kombinirovannye-transformatory-toka-i-napryazheniya/
M. N. Gonçalves and M. M. Werneck, “Optical voltage transformer based on FBG-PZT for power quality measurement”, Sensors, vol. 21, no. 8, Apr. 2021, Art. no. 2699, doi: https://doi.org/10.3390/s21082699
A. Loboda, “Optical measurement system under current power line high voltage”, Scientific Bulletin of the Tavria State Agrotechnological University, vol. 8, no. 2, 2018, Art. no. 32, doi: https://doi.org/10.31388/2220-8674-2018-2-31 (in Ukrainian)
A. A. Sokolovskii, “Optoelectronic measuring systems for high-voltage installations based on photovoltaic converters”, Measurement Techniques, vol. 62, no. 8, pp. 702–707, Nov. 2019, doi: https://doi.org/10.1007/s11018-019-01682-2
Z.-h. Li and S. Zhao, “High accuracy optical voltage transformer with digital output based on coaxial capacitor voltage divider”, Transactions of the Institute of Measurement and Control, vol. 40, no. 13, pp. 3824–3833, Oct. 2017, doi: https://doi.org/10.1177/0142331217732828
Y.-X. Chen, J. Sun, and B.-Q. Meng, Recent Development of Optical Electric Current Transformer and Its Obstacles. To be published. doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2412.06282
L. P. C. d. Silva, J. C. Santos, A. L. Côrtes, and K. Hidaka, “Optical high voltage measurement transformer using white light interferometry”, in XXV Encontro Nacional de Física da Matéria Condensada, Caxambu, MG, Brazil, May 7–11, 2002, pp. 204–207. [Online]. Available: https://sec.sbfisica.org.br/procs/2002/res_pdf/res66.pdf
G. Ma et al., “Optical sensors for power transformer monitoring: A review”, High Voltage, vol. 6, no. 3, pp. 367–386, Oct. 2020, doi: https://doi.org/10.1049/hve2.12021
E. So, R. Arseneau, D. Bennett, T. L. Nelson, and B. C. Waltrip, “NRC-NIST intercomparison of calibration systems for current transducers with a voltage output at power frequencies”, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 52, no. 2, pp. 424–428, Apr. 2003, doi: https://doi.org/10.1109/tim.2003.809909
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Авторське право (c) 2025 Ігор Васильович Хоменко, Віктор Сергійович Орлов, Михайло Володимирович Карпушин, Святослав Олександрович Рябінін