DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2023.8(39).2.64-69
The influence of the operation of voltage transformers of 35/10 kV substations on the errors of the electricity consumption accounting system
About the Authors
А.І. Котиш, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: akotysh@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-4938-5234
В.В. Зінзура, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: vasiliyzinzura@gmail.com, ORCID ID: 0000-0001-6357-064X
Н.Ю. Гарасьова, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: ngarasova@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-3609-4681
І.В. Савеленко, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: ivan.savelenko@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-0078-5755
О.Ф. Котиш, Holder of the third (educational and scientific) , Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна
Abstract
The work is devoted to the issue of the optimal functioning of electricity consumption accounting systems in the conditions of market relations and the related problem of reliable and rational use of the operating modes of voltage transformers. The possibility of organizing the electricity consumption accounting system in the absence of voltage transformers on the high side of the substation was analyzed and the possible under-accounting of electricity in this case was calculated.
The influence of the parameters of power transformers on the operation of the commercial electricity accounting system when current and voltage transformers are installed at different voltage levels is studied. It was determined that the loading of the power transformer and the switching scheme of its windings affects the error value of the measuring channels in the automated systems of control and accounting of electricity.
If you use the classic T-shaped transformer replacement scheme, you can get the equation for its full power. After making some mathematical transformations, we get a formula that calculates the underaccounting of electrical energy. As we can see, the shortfall is proportional to the voltage drop in the transformer, which depends on the load power.
According to the constructed dependences of electric energy underaccounting on the load for several types of power transformers (ТМН-4000/35, TМН-6300/35, TДН-10000/35), it was found that the underaccounting of electricity increases in proportion to the load. For reactive power, it is about an order of magnitude more than for active power.
Thus, the formation of the accounting system at substations according to the scheme (Fig. 1) is unacceptable, due to the underaccounting of active and reactive electricity. For the optimal functioning of the accounting systems at the "upper" level, it is necessary to install a voltage transformer on the high side of the substation.
Keywords
power consumption system, voltage transformer, active and reactive electricity
Full Text:
PDF
References
1. Prakhovnyk, A.V. et al. (2002) Kontseptsiia pobudovy avtomatyzovanykh system obliku elektroenerhii v umovakh enerhorynku [Concept of building an automated energy metering system in the market conditions]. Informatsiinyi biuleten NKRE – Information Bulletin of NERC, 11, 230-261 [in Ukrainian].
2. Pischak, Y., Hablovska, N. & Kononenko, M. (2021) Analiz metodiv ta zakhodiv iz zabezpechennia tochnosti pry provedenni vymiriuvan ta obliku avtomatyzovanoiu systemoiu komertsiinoho obliku (ASKOE) v umovakh enerhorynku Ukrainy [Analysis of methods and measures to ensure accuracy in measurements and accounting by the automated commercial accounting system (ASCOE) in the conditions of the energy market of Ukraine]. Scientific Collection «InterConf»: Theory and Practice of Science: key aspects, 58, 235-249 [in Ukrainian].
3. Zaiets', A. A. & Kasatkina, I. V. (2022). Suchasni prystroi obliku elektrychnoi enerhii [Modern electrical energy metering devices]. Youth: science and innovation: 10-a Vseukrains'ka naukovo-tekhnichna konferentsiia studentiv, aspirantiv i molodykh uchenykh (23–25 lystopada 2022 r.) – 10th All-Ukrainian scientific and technical conference of students, postgraduates and young scientists (рр. 310-311). Dnipro : NTU DP [in Ukrainian].
4. Liubčuk, V., Radziukynas, V., Kairaitis, G. & Naujokaitis, D. (2023) Power Quality Monitors Displacement Based on Voltage Sags Propagation Mechanism and Grid Reliability Indexes. Applied Sciences, No.13(21), P. 11778. https://doi.org/10.3390/app132111778 [in English].
5. Bohdanov, O.M. & Pleskach, B.M. (2019). Informatsiina tekhnolohiia monitorynhu efektyvnosti enerhospozhyvannia tekhnolohichnykh system [Information technology for monitoring the efficiency of energy consumption of technological systems]. Shtuchnyi intelekt – Artificial Intelligence, Vol. 1-2, 34-42 [in Ukrainian].
6. Kalinchyk, V. et al. (2021). Pokhybky kanaliv vymiriuvannia v systemakh obliku elektroenerhii [Use of Statistical Analysis Methods in Processing Population Survey Data] Visnyk NTU «KhPI». Seriia: Problemy udoskonaliuvannia elektrychnykh mashyn i aparativ. Teoriia i praktyka – Bulletin of NTU "KhPI". Series: Problems of improvement of electric machines and devices. Theory and practice, 1 (5), 58–60 [in Ukrainian].
7. Pravyla ulashtuvannia elektroustanovok [Rules for arranging electrical installations] (2017). X. : Vydavnytstvo «Fort» [in Ukrainian].
8. Taryfy na elektroenerhiiu dlia pidpryiemstv [Electricity tariff for enterprises]. (n.d.). index.minfin.com.ua. Retrived from https://index.minfin.com.ua/ua/tariff/electric/prom/ [in Ukrainian].
9. Zahirniak, M.V. & Nevzlin, B. I. (2009). Elektrychni mashyny [Electric machines]. Kyiv : Znannia [in Ukrainian].
10. Andriienko, V.M. & Kuievda, V.P. (2010). Elektrychni mashyny [Electric machines]. K. : NUKhT [in Ukrainian].
Citations
1. Концепція побудови автоматизованих систем обліку електроенергії в умовах енергоринку / А.В. Праховник та ін. Інформаційний бюлетень НКРЕ. 2002. № 11. С. 230-261.
2. Піщак Ю., Габльовська Н., Кононенко М. Аналіз методів та заходів із забезпечення точності при проведенні вимірювань та обліку автоматизованою системою комерційного обліку (АСКОЕ) в умовах енергоринку України. Scientific Collection «InterConf»: Theory and Practice of Science: key aspects. 2021. № 58. С. 235-249.
3. Заєць А. А., Касаткіна І. В. Сучасні пристрої обліку електричної енергії. Молодь: наука та інновації : матеріали 10-ої всеукр. наук.-техн. конф. студентів, аспірантів і молодих учених, 23–25 листопада 2022 р. Дніпро : НТУ ДП, 2022. С. 310-311.
4. Liubčuk, V.; Radziukynas, V.; Kairaitis, G.; Naujokaitis, D. Power Quality Monitors Displacement Based on Voltage Sags Propagation Mechanism and Grid Reliability Indexes. Applied Sciences. 2023. №13(21). Р. 11778. https://doi.org/10.3390/app132111778
5. Богданов О.М., Плескач Б.М. Інформаційна технологія моніторингу ефективності енергоспоживання технологічних систем. Штучний інтелект. 2019. Вип. 1-2. С. 34-42.
6. Похибки каналів вимірювання в системах обліку електроенергії / Калінчик В. та ін. Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Проблеми удосконалювання електричних машин i апаратiв. Теорiя i практика. 2021. № 1 (5). С. 58-60.
7. Правила улаштування електроустановок. Видання офіційне. Міненерговугілля України. X. : Видавництво «Форт», 2017. 760 с.
8. Тарифи на електроенергію для підприємств. URL:https://index.minfin.com.ua/ua/tariff/electric/prom/.
9. Загірняк М.В., Невзлін Б. І. Електричні машини: підручник. Київ : Знання, 2009. 399 с.
10. Андрієнко В.М., Куєвда В.П. Електричні машини: навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл., які навч. за напрямом підгот. «Електротехніка та електротехнології». К. : НУХТ, 2010. 366 с.
Copyright (c) 2023 Andrii Kotysh, Vasyl Zinzura, Nataliia Harasova, Ivan Savelenko, Olena Kotysh
The influence of the operation of voltage transformers of 35/10 kV substations on the errors of the electricity consumption accounting system
About the Authors
А.І. Котиш, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: akotysh@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-4938-5234
В.В. Зінзура, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: vasiliyzinzura@gmail.com, ORCID ID: 0000-0001-6357-064X
Н.Ю. Гарасьова, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: ngarasova@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-3609-4681
І.В. Савеленко, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: ivan.savelenko@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-0078-5755
О.Ф. Котиш, Holder of the third (educational and scientific) , Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна
Abstract
Keywords
Full Text:
PDFReferences
1. Prakhovnyk, A.V. et al. (2002) Kontseptsiia pobudovy avtomatyzovanykh system obliku elektroenerhii v umovakh enerhorynku [Concept of building an automated energy metering system in the market conditions]. Informatsiinyi biuleten NKRE – Information Bulletin of NERC, 11, 230-261 [in Ukrainian].
2. Pischak, Y., Hablovska, N. & Kononenko, M. (2021) Analiz metodiv ta zakhodiv iz zabezpechennia tochnosti pry provedenni vymiriuvan ta obliku avtomatyzovanoiu systemoiu komertsiinoho obliku (ASKOE) v umovakh enerhorynku Ukrainy [Analysis of methods and measures to ensure accuracy in measurements and accounting by the automated commercial accounting system (ASCOE) in the conditions of the energy market of Ukraine]. Scientific Collection «InterConf»: Theory and Practice of Science: key aspects, 58, 235-249 [in Ukrainian].
3. Zaiets', A. A. & Kasatkina, I. V. (2022). Suchasni prystroi obliku elektrychnoi enerhii [Modern electrical energy metering devices]. Youth: science and innovation: 10-a Vseukrains'ka naukovo-tekhnichna konferentsiia studentiv, aspirantiv i molodykh uchenykh (23–25 lystopada 2022 r.) – 10th All-Ukrainian scientific and technical conference of students, postgraduates and young scientists (рр. 310-311). Dnipro : NTU DP [in Ukrainian].
4. Liubčuk, V., Radziukynas, V., Kairaitis, G. & Naujokaitis, D. (2023) Power Quality Monitors Displacement Based on Voltage Sags Propagation Mechanism and Grid Reliability Indexes. Applied Sciences, No.13(21), P. 11778. https://doi.org/10.3390/app132111778 [in English].
5. Bohdanov, O.M. & Pleskach, B.M. (2019). Informatsiina tekhnolohiia monitorynhu efektyvnosti enerhospozhyvannia tekhnolohichnykh system [Information technology for monitoring the efficiency of energy consumption of technological systems]. Shtuchnyi intelekt – Artificial Intelligence, Vol. 1-2, 34-42 [in Ukrainian].
6. Kalinchyk, V. et al. (2021). Pokhybky kanaliv vymiriuvannia v systemakh obliku elektroenerhii [Use of Statistical Analysis Methods in Processing Population Survey Data] Visnyk NTU «KhPI». Seriia: Problemy udoskonaliuvannia elektrychnykh mashyn i aparativ. Teoriia i praktyka – Bulletin of NTU "KhPI". Series: Problems of improvement of electric machines and devices. Theory and practice, 1 (5), 58–60 [in Ukrainian].
7. Pravyla ulashtuvannia elektroustanovok [Rules for arranging electrical installations] (2017). X. : Vydavnytstvo «Fort» [in Ukrainian].
8. Taryfy na elektroenerhiiu dlia pidpryiemstv [Electricity tariff for enterprises]. (n.d.). index.minfin.com.ua. Retrived from https://index.minfin.com.ua/ua/tariff/electric/prom/ [in Ukrainian].
9. Zahirniak, M.V. & Nevzlin, B. I. (2009). Elektrychni mashyny [Electric machines]. Kyiv : Znannia [in Ukrainian].
10. Andriienko, V.M. & Kuievda, V.P. (2010). Elektrychni mashyny [Electric machines]. K. : NUKhT [in Ukrainian].
Citations
1. Концепція побудови автоматизованих систем обліку електроенергії в умовах енергоринку / А.В. Праховник та ін. Інформаційний бюлетень НКРЕ. 2002. № 11. С. 230-261.
2. Піщак Ю., Габльовська Н., Кононенко М. Аналіз методів та заходів із забезпечення точності при проведенні вимірювань та обліку автоматизованою системою комерційного обліку (АСКОЕ) в умовах енергоринку України. Scientific Collection «InterConf»: Theory and Practice of Science: key aspects. 2021. № 58. С. 235-249.
3. Заєць А. А., Касаткіна І. В. Сучасні пристрої обліку електричної енергії. Молодь: наука та інновації : матеріали 10-ої всеукр. наук.-техн. конф. студентів, аспірантів і молодих учених, 23–25 листопада 2022 р. Дніпро : НТУ ДП, 2022. С. 310-311.
4. Liubčuk, V.; Radziukynas, V.; Kairaitis, G.; Naujokaitis, D. Power Quality Monitors Displacement Based on Voltage Sags Propagation Mechanism and Grid Reliability Indexes. Applied Sciences. 2023. №13(21). Р. 11778. https://doi.org/10.3390/app132111778
5. Богданов О.М., Плескач Б.М. Інформаційна технологія моніторингу ефективності енергоспоживання технологічних систем. Штучний інтелект. 2019. Вип. 1-2. С. 34-42.
6. Похибки каналів вимірювання в системах обліку електроенергії / Калінчик В. та ін. Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Проблеми удосконалювання електричних машин i апаратiв. Теорiя i практика. 2021. № 1 (5). С. 58-60.
7. Правила улаштування електроустановок. Видання офіційне. Міненерговугілля України. X. : Видавництво «Форт», 2017. 760 с.
8. Тарифи на електроенергію для підприємств. URL:https://index.minfin.com.ua/ua/tariff/electric/prom/.
9. Загірняк М.В., Невзлін Б. І. Електричні машини: підручник. Київ : Знання, 2009. 399 с.
10. Андрієнко В.М., Куєвда В.П. Електричні машини: навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл., які навч. за напрямом підгот. «Електротехніка та електротехнології». К. : НУХТ, 2010. 366 с.