100
АНАЛИТИКА
СЕТИ РОССИИ
100
о
б
о
р
у
д
о
в
а
н
и
е
оборудование
Д
ля
полного
мониторинга
электросетей
и
энер
-
госистем
необходимы
малогабаритные
пре
-
цизионные
,
высоконадёжные
и
недорогие
средства
измерений
широкого
диапазона
измеряе
-
мых
токов
и
напряжений
,
легко
монтируемые
и
демонтируемые
даже
в
труднодоступных
местах
объектов
энергосистем
напря
-
жением
0,4—35
кВ
.
Приборы
такого
типа
выде
-
лены
из
ряда
известных
изме
-
рительных
преобразователей
в
отдельную
группу
приборов
,
получивших
название
«
электрон
-
ные
трансформаторы
тока
(
ЭТТ
)
и
напряжения
» (
ЭТН
).
Это
поло
-
жение
закреплено
созданием
в
2010
году
отечественных
стан
-
дартов
ГОСТ
Р
МЭК
60044-7-
2010
Электронные
трансформа
-
торы
напряжения
и
ГОСТ
Р
МЭК
60044-8-2010
Электронные
трансформаторы
тока
,
отличи
-
тельным
признаком
которых
яв
-
ляется
наличие
промежуточного
преобразования
измеряемых
токов
и
напряжений
с
помощью
электронных
средств
.
Электромагнитные
измери
-
тельные
трансформаторы
(
не
-
смотря
на
их
известные
недо
-
статки
—
большие
габариты
,
вес
,
высокую
стоимость
,
наличие
ги
-
стерезиса
,
резонанса
,
насыще
-
ния
,
остаточного
намагничива
-
ния
,
нелинейность
амплитудных
,
частотных
и
фазовых
характери
-
стик
и
т
.
д
.)
до
сих
пор
использу
-
ются
как
основные
масштабные
преобразователи
токов
и
напря
-
жений
.
Именно
эти
существенные
недостатки
явились
побудитель
-
ным
мотивом
для
разработки
нами
прецизионных
приборов
ЭТТ
и
ЭТН
,
в
которых
полностью
устранены
или
сведены
к
допу
-
стимому
минимуму
недостатки
их
предшественников
.
Для
реализации
таких
ЭТТ
и
ЭТН
были
разработаны
и
за
-
патентованы
принципиально
новые
технические
решения
и
проведены
успешные
метро
-
логические
испытания
ЭТТ
во
ВНИИМС
(
Свидетельство
об
ут
-
верждении
типа
RU.C.34.004. A
№
54539).
Ряд
ЭТТ
типа
ИНТ
-50/5,
ИНТ
-
100/5,
ИНТ
-250/5,
ИНТ
-500/5
и
ИНТ
-1000/5
является
эффектив
-
ным
средством
для
создания
но
-
вой
технологической
платформы
для
мониторинга
электросетей
и
энергосистем
,
а
планируемый
перевод
ЭТТ
на
цифровые
тех
-
нологии
обеспечит
лёгкость
их
интеграции
в
Smart Grid
энерго
-
системы
.
Отличительной
особенностью
ЭТТ
и
ЭТН
является
значительное
снижение
их
массы
,
габаритов
и
Электронные
трансформаторы тока и
напряжения для полного
мониторинга электросетей
Евгений Рожнов,
генеральный
конструктор
Денис Карпов,
генеральный
директор
ООО «Инновационные
измерительные технологии»,
Группа ЭНТЕР
101
№
3 (24),
май
–
июнь
, 2014
101
стоимости
,
что
стало
возможным
благодаря
значительной
миниатю
-
ризации
применяемых
в
них
изме
-
рительных
трансформаторов
тока
(
ИТТ
).
Основу
ЭТН
составляют
ЭТТ
,
по
-
этому
сначала
рассмотрим
устрой
-
ство
и
принцип
действия
ЭТТ
.
ЭТТ
содержит
токопровод
(
от
-
резок
шины
)
измеряемого
тока
,
ИТТ
с
первичной
,
измерительной
и
обратной
связи
обмотками
и
элек
-
тронный
блок
,
обеспечивающий
необходимое
усиление
и
обработку
сигналов
.
Для
миниатюризации
ИТТ
и
ЭТТ
в
целом
первичная
обмотка
ИТТ
подсоединяется
параллельно
участ
-
ку
цепи
токопровода
вдоль
оси
про
-
текания
измеряемого
тока
.
ЭТН
выполняется
на
базе
ЭТТ
и
отличается
только
тем
,
что
вместо
токопровода
измеряемого
тока
ис
-
пользуется
прецизионный
высо
-
ковольтный
токоограничительный
резистор
.
Фактически
ЭТН
измеря
-
ет
ток
,
протекающий
через
токоог
-
раничительный
резистор
,
который
строго
пропорционален
измеряе
-
мому
напряжению
сети
.
Величина
этого
тока
выбирается
в
пределах
0,5—1
мА
,
что
значительно
облегча
-
ет
минимизацию
ИТТ
.
Нелинейность
магнитных
харак
-
теристик
и
нестабильность
параме
-
тров
малогабаритных
ИТТ
,
приме
-
няемых
в
ЭТТ
и
ЭТН
,
устраняется
или
компенсируется
до
приемле
-
мого
значения
благодаря
действию
жёсткой
отрицательной
обратной
связи
(
ООС
),
создаваемой
электрон
-
ным
блоком
ЭТТ
и
ЭТН
.
В
качестве
примера
на
рис
. 1
и
2
приведены
метрологические
характеристики
(
токовая
и
угловая
погрешности
)
малогабаритного
ЭТТ
класса
0,5
на
номинальный
вход
-
ной
ток
1000
А
,
выходной
номи
-
нальный
ток
5
А
и
рабочее
напря
-
жение
10
кВ
.
Измерительные
ЭТТ
и
ЭТН
осуществляют
прецизионное
из
-
мерение
и
регистрацию
токов
,
напряжений
и
их
параметров
в
информационно
-
измерительных
системах
(
ИИС
)
электроэнергетики
для
улучшения
их
технических
,
экс
-
плуатационных
,
экономических
и
экологических
характеристик
,
а
также
значительного
расширения
их
функциональных
возможно
-
стей
.
По
критерию
цена
/
качество
ЭТТ
оптимизирован
по
следующим
ха
-
рактеристикам
и
функциональным
возможностям
:
•
параллельное
подключение
(
отключение
)
к
токопроводящей
шине
без
нарушения
монтажа
токонесущих
частей
;
•
расширение
диапазона
измеря
-
емых
токов
;
•
повышенная
устойчивость
к
перегрузкам
и
токам
КЗ
;
•
высокая
линейность
вольтам
-
перной
характеристики
;
•
значительное
снижение
токовой
и
угловой
погрешности
ЭТТ
;
•
измерение
переменных
токов
несинусоидальной
(
произволь
-
ной
)
формы
;
•
практическое
отсутствие
полей
рассеяния
;
•
минимизация
массогабаритных
характеристик
;
•
простота
эксплуатации
и
сниже
-
ние
эксплуатационных
расходов
;
•
повышенная
надёжность
.
Ниже
приведены
несколько
при
-
меров
применения
ЭТТ
в
измери
-
тельных
приборах
полного
монито
-
ринга
энергосистем
.
Структурная
схема
электрон
-
ного
счётчика
для
измерения
по
-
терь
электроэнергии
приведена
на
рис
. 3.
Отличительной
особенностью
таких
счётчиков
является
то
,
что
ин
-
формация
о
величине
напряжения
в
контрольной
точке
(
участке
цепи
),
в
которой
измеряется
ток
,
снимает
-
ся
именно
с
этой
контрольной
точки
,
а
не
поступает
с
ИТН
,
который
нахо
-
дится
на
значительном
расстоянии
Рис
. 1.
Токовая
погрешность
ЭТТ
Рис
. 2.
Угловая
погрешность
ЭТТ
Погрешность
, %
Ток
,
А
•100
Погрешность
,
мин
Ток
,
А
•100
102
СЕТИ РОССИИ
(
в
удобном
для
установки
месте
)
и
фактически
подключён
к
другому
(
удалённому
)
участку
цепи
.
Разность
напряжений
между
этими
точками
создаёт
достаточно
большую
погрешность
измерения
,
пропорциональную
величине
этой
разности
.
Дополнительную
погреш
-
ность
вносит
линия
связи
ИТТ
со
счётчиком
электроэнергии
.
В
счётчиках
,
выполненных
на
базе
ЭТТ
и
ЭТН
,
такие
погрешности
исключены
,
так
как
они
снимают
информацию
с
одной
контрольной
точки
.
Сравнение
показаний
ряда
таких
счётчиков
,
расположенных
в
задан
-
ных
контрольных
точках
измерения
,
дадут
полную
и
точную
картину
рас
-
пределения
потерь
электроэнергии
в
контролируемой
энергосистеме
,
поэтому
такие
счётчики
незамени
-
мы
при
измерении
технологических
потерь
при
транспортировке
и
рас
-
пределении
электроэнергии
.
В
автоматизированных
инфор
-
мационно
-
измерительных
системах
(
АИИС
)
зачастую
применение
счёт
-
чиков
нецелесообразно
(
их
функ
-
цию
выполняют
вычислительные
средства
АИИС
),
поэтому
можно
обойтись
применением
только
ЭТТ
и
ЭТН
с
встроенными
в
них
АЦП
для
согласования
с
вычислительными
средствами
АИИС
.
Информации
,
снимаемой
с
выходов
ЭТТ
и
ЭТН
,
вполне
достаточно
для
решения
лю
-
бых
задач
,
для
которых
создавалась
АИИС
.
Передача
информации
от
ЭТТ
и
ЭТН
в
АИИС
осуществляется
по
лю
-
бой
физической
линии
связи
(
ФЛС
),
применение
которой
допустимо
в
данной
системе
.
Структурная
схема
подключения
ЭТТ
и
ЭТН
к
контрольным
точкам
энергосистемы
показана
на
рис
. 4.
Такая
конфигурация
подклю
-
чения
ЭТТ
и
ЭТН
и
обмен
инфор
-
мацией
с
АИИС
позволяют
не
только
измерять
и
регистрировать
параметры
тока
и
напряжения
в
Рис
. 3.
Структурная
схема
электронного
счётчика
для
измерения
потерь
электроэнергии
Рис
. 4.
Структурная
схема
системы
измерений
и
расчёта
технологических
потерь
при
транспортировке
и
распределении
электроэнергии
103
№
3 (24),
май
–
июнь
, 2014
контрольных
точках
электросети
,
но
и
обеспечивать
оперативный
мони
-
торинг
режимов
работы
составных
частей
энергосистемы
.
Способность
ЭТТ
и
ЭТН
без
ис
-
кажений
работать
с
сигналами
произвольной
формы
и
в
широком
диапазоне
частот
делает
их
при
-
влекательными
для
работы
в
при
-
борах
анализа
и
контроля
качества
электроэнергии
,
тем
более
что
в
настоящее
время
анализ
качества
электроэнергии
становится
одной
из
составных
частей
мониторинга
энергосистем
.
Поверка
ИТТ
на
месте
их
уста
-
новки
в
энергосистему
при
помощи
существующего
оборудования
—
до
-
статочно
сложная
задача
,
а
для
тяжё
-
лых
и
крупногабаритных
ИТТ
может
представлять
трудноразрешимую
проблему
.
Отличные
метрологические
и
массогабаритные
характеристики
ЭТТ
и
ЭТН
являются
достаточным
условием
для
использования
их
в
стационарных
и
переносных
прибо
-
рах
для
поверки
ИТТ
и
ИТН
без
их
демонтажа
.
Структурная
схема
такого
прибо
-
ра
поверки
ИТТ
показана
на
рис
. 5.
Прибор
поверки
(
ПП
)
ИТТ
(
техни
-
ческое
решение
запатентовано
)
со
-
держит
три
измерительных
модуля
(
на
основе
ЭТТ
с
встроенными
в
них
АЦП
),
формирователь
тестовых
сиг
-
налов
(
ФТС
),
микропроцессорный
контроллер
(
МПК
)
сбора
,
регистра
-
ции
и
обработки
данных
и
ФЛС
.
ПП
служит
не
только
для
перио
-
дической
поверки
ИТТ
,
но
и
для
посто
-
янного
мониторин
-
га
метрологиче
-
ских
характеристик
ИТТ
,
измерения
и
регистрации
пара
-
метров
тока
сети
(
необходимых
для
анализа
качества
электроэнергии
)
и
контроля
за
ре
-
жимом
работы
данного
участка
энергосистемы
с
последующей
пе
-
редачей
данных
по
ФЛС
на
пункт
сбо
-
ра
информации
в
АИИС
.
Подобно
этому
осуществляется
по
-
верка
ИТН
без
их
демонтажа
.
Приведённые
примеры
не
ис
-
черпывают
все
возможные
вариан
-
ты
применения
ЭТТ
и
ЭТН
.
Недорогие
малогабаритные
пре
-
цизионные
ЭТТ
и
ЭТН
с
их
широки
-
ми
функциональными
возможностя
-
ми
могут
стать
хорошей
основой
для
реализации
современных
АИИС
и
в
решении
других
задач
электроэнер
-
гетики
в
техническом
и
коммерче
-
ском
учёте
электроэнергии
.
Тел
. +7 (495) 797-92-74
www.energetikam.ru
Рис
. 5.
Структурная
схема
поверки
измерительных
ТТ
без
их
демонтажа
Для
поверки
обесточенных
ИТТ
(
без
их
демонтажа
)
входящий
в
со
-
став
ПП
ФТС
формирует
токовый
тестовый
сигнал
,
реакцию
ИТТ
на
который
измеряют
второй
и
третий
измерительные
модули
,
а
МПК
обе
-
спечивает
обработку
и
регистрацию
полученных
данных
.
Дистанционно
управляемый
МПК
согласно
заданному
алгоритму
работы
обеспечивает
измерение
метрологических
характеристик
ИТТ
,
параметров
измеряемого
тока
и
отклонение
режима
работы
дан
-
ного
участка
сети
от
оптимального
.
Оригинал статьи: Электронные трансформаторы тока и напряжения для полного мониторинга электросетей
Для полного мониторинга электросетей и энергосистем необходимы малогабаритные прецизионные, высоконадёжные и недорогие средства измерений широкого диапазона измеряемых токов и напряжений, легко монтируемые и демонтируемые даже в труднодоступных местах объектов энергосистем напряжением 0,4–35 кВ.
