Контрол на режимите на работа на електрическото оборудване на трансформаторни подстанции

За да се осигури безпроблемна работа трансформаторни подстанции необходимо е да се контролират режимите на работа на електрическото оборудване: натоварването на отделните връзки, напрежението и честотата в контролните точки на електропреносните мрежи, стойността и посоката на потоците от активна и реактивна мощност, количеството на доставената енергия.

Контролът върху спазването на фабричните параметри и други технически показатели за работата на електрическото оборудване се осъществява главно с помощта на панелна апаратура, и в някои случаи, ако е необходимо, се прилага преносими измервателни уреди.

Електрическите табло, използвани в подстанции, имат клас на точност 2,5-4,0. В контролните точки на електроенергийната система се използват панелни волтметри с клас на точност 1.0. Клас на точност означава най -голямата намалена грешка β на уреда като процент от максималното отчитане на данъка, позволено от скалата на инструмента, т.е.

където щъркелът е измерената стойност на щъркела е истинската стойност, определена от примерното устройство; atax — максимални показания на скалата на инструмента.

За управление на режимите на работа на електрическото оборудване на подстанции се използват различни видове електрически измервателни устройства: магнито-електрически, електромагнитни, електродинамични, индукционни, цифрови и самозаписващи, както и автоматични осцилоскопи. За да се контролира номиналната стойност на измерената стойност, на везната на уреда се чертае червена линия, което улеснява дежурния персонал да следи режима на работа на електрическото оборудване и помага за предотвратяване на неоторизирани претоварвания.

Магнитоелектрически устройства използва се за измервания в DC вериги. Те имат еднаква скала, позволяват ви да правите измервания с голяма точност, не се влияят от магнитни полета и колебания в температурата на околния въздух. За измерване в AC вериги, тези устройства се използват заедно с токоизправители.

Електромагнитни устройства се използват главно за измерване в схеми на променлив ток и се използват широко като разпределителни табла. Тяхната точност е по -ниска от тази на магнитоелектрическите устройства.

Електродинамични устройства имат две намотки, разположени една в друга, противоположният момент се създава от пружина. Тези устройства са удобни за измерване на електрически параметри, които са продукт на две величини (например мощност). Електродинамичните ватметри измерват мощността в AC и DC вериги. Устройствата на тази система имат слабо вътрешно магнитно поле, по време на работа те са подложени на влиянието на външни магнитни полета и консумират значителна мощност.

Индукционни устройства действат на принципа на въртящо се магнитно поле и могат да работят само в вериги с променлив ток. Те се използват като ватметри и електромери.

Електронни цифрови устройства имат, като правило, висок клас на точност (0,1 — 1,0), висока скорост, което ви позволява да наблюдавате бързи промени в измерената стойност, възможност за четене на показанията директно в цифри. Такива устройства се използват като честотомери (F-205), както и DC и AC волтметри (F-200, F-220 и др.).

Рекордери се използват за непрекъснат запис на ток, напрежение, честота, мощност и позволяват документално регистриране на най -важните показатели за ефективност на електрическото оборудване, което улеснява анализа на нормалните режими и аварийни ситуации в електроенергийната система.

Автоматични осцилоскопи със светлинен лъч се отнасят до устройства, проектирани специално за запис и анализ на аварийни процеси в електроенергийните системи.

Натоварването се следи с помощта на амперметри, свързани последователно към измервателната верига. Устройствата за високи токове са трудни за изпълнение, следователно при измерване на постоянен ток амперметрите се свързват чрез шунти (фиг. 1, а), а при променлив ток — чрез токови трансформатори (фиг. 1, б, в).

Свързването и изключването на устройства към шунтове и вторични намотки на токови трансформатори може да се извърши под напрежение и без изключване на товара в първи контур, в съответствие със съответните правила за безопасност.

Променливотоковите амперметри се монтират там, където се изисква систематичен контрол на процеса; във всички вериги над 1 kV, ако има токови трансформатори, използвани за други цели, и във вериги с напрежение до 1 kV, измерване на общия ток на всички свързани електрически консуматори (а понякога и за отделни електрически консуматори).

Ориз. 1. Схеми за свързване на амперметри за измерване на променлив и постоянен ток

Амперметрите с постоянен ток се монтират в токоизправителни вериги, във възбуждащи вериги на синхронни компенсатори, в вериги на батерии.

За управление на товара в променливотокови вериги с напрежение 0,4-0,6-10 kV се използват преносими устройства- електрическа скоба (типове Ts90 за 15-600 A, 10 kV, Ts91 за 10-500 A, 600 V). На фиг. 2 показва общ изглед и диаграма на електрическата скоба Ts90.

Скобомерът се състои от токов трансформатор с разделена магнитна верига 1, оборудван с дръжки 4 и амперметър 3. При измерване магнитната верига на скобата трябва да покрива токопроводящия проводник 2, така че да не го докосва или съседни фази. Челюстите на разглобяемата магнитна верига трябва да бъдат плътно притиснати.

При измерване с електрическа скоба трябва да се спазват всички изисквания на правилата за безопасност (използването на диелектрични ръкавици, разположението на измервателното устройство спрямо частите под напрежение на електрическата инсталация и др.). Във веригата на скобния измервател (фиг. 2, б) измервателното устройство (амперметър) е свързано към вторичната намотка на токовия трансформатор на скобата с помощта на мост върху резистори и диоди. Допълнителните резистори R1 — R10 позволяват пет диапазона на измерване (15, 30, 75, 300, 600 A).

Нивото на напрежение се следи с помощта на волтметри във всички секции на шините с всички напрежения, както постоянен, така и променлив ток, които могат да работят отделно (разрешено е да се инсталира един волтметър с превключвател за няколко точки на измерване). За измерване на напрежението, волтметрите са свързани паралелно в измервателната верига. Ако е необходимо да се разширят границите на измерване, допълнителни резистори са свързани последователно с инструментите.

Схемите за включване на волтметри с допълнителни резистори и използване на ключове са показани на фиг. 3. Допълнителни резистори се използват за измервания в DC и AC вериги до 1 kV.

Ориз. 2. Електрически измервателни клещи: а — общ изглед; б — схема

При измерване на напрежение в променливотокови мрежи над 1 kV се използват трансформатори на напрежение. Схемите за свързване на волтметри чрез трансформатори на напрежение са показани на фиг. 5. Номиналното напрежение на вторичната намотка на трансформатора на напрежение във всички случаи е равно на 100 V независимо от номиналното напрежение на първичната намотка, а панелните волтметри се калибрират, като се вземе предвид съотношението на трансформация на трансформатора на напрежение в единици на първично напрежение.

Измерване на AC и DC мощност произведени с помощта на ватметри. В подстанциите се измерва основно променливотоковото захранване (активно и реактивно): на трансформатори, 110-1150 kV електропроводи и синхронни компенсатори.Освен това устройствата за измерване на реактивната мощност — варметрите не се различават по структура от ватметрите, които измерват активната мощност. Само схемите за свързване са различни. Схемата на ватметър (варметър) през токови и напрежени трансформатори (в електрически инсталации над 1 kV) е показана на фиг. 5.

Ориз. 3. Схеми за превключване на волтметър: а — с допълнителен резистор; b — с помощта на превключвателя

Ориз. 4. Схеми за включване на волтметри с трансформатори на напрежение: а — в еднофазни мрежи; б — диаграма на отворен триъгълник; в-чрез трифазен двунамотъчен трансформатор

Ориз. 5. Схема за включване на двуелементен ватметър (два еднофазни ватметра)

Когато ватметърът е включен, началото на намотката на напрежението (маркирано *) трябва да бъде свързано към клемата на вторичната намотка на трансформатора на напрежение на фазата, в която е свързан токовия трансформатор. И когато варметърът е включен, намотката на напрежението на устройството е свързана с намотките на трансформатора на напрежение на други фази (на фиг. 5 е необходимо да смените клемите а и от вторичната намотка на VT).

Ако посоката на измерената мощност на връзките (трансформатор, линия) може да промени посоката си в зависимост от режима, тогава в този случай ватметрите или варметрите трябва да имат двустранна скала с нулево деление в средата на скалата.

За измерване на енергия измервателите на активна и реактивна енергия се използват в вериги с променлив ток. Има изчислено и техническо измерване на електроенергия. Счетоводното счетоводство (измервателни уреди) се използва за парични разчети с потребители за доставената електроенергия, а техническото счетоводство (контролни измервателни уреди) се използва за контрол на потреблението на електроенергия в предприятия, електроцентрали, подстанции (например за собствени нужди: охлаждане на трансформатори, нагряване на ключове и техните задвижвания и др. и др.).

За електроенергията, регистрирана от контролните измервателни уреди, не се извършват парични разчети с електрозахранващата организация. В подстанциите, измервателните уреди за активна и реактивна енергия са инсталирани от страната на високото и средното напрежение, а при липса на токови трансформатори от страната на високо напрежение, измервателните уреди могат да бъдат инсталирани от страната на ниското напрежение.

Изчислените измервателни уреди за активна енергия са инсталирани на междусистемните линии за всяка линия, излизаща от подстанцията (с изключение на линии, принадлежащи на потребителите и имащи измервателни уреди в приемния край). Измервателите на реактивна енергия на кабелни и въздушни линии до 10 kV, тръгващи от подстанциите на електроенергийните системи, се монтират в случаите, когато изчислението с промишлени потребители се извършва с помощта на измервателите на активна енергия на тези линии.

По принцип веригите за превключване на измервателните уреди не се различават от схемите за превключване на ватметъра. Универсалните измервателни уреди са свързани чрез трансформатори на ток и напрежение с вторични стойности съответно 5 A и 100 V.

На тези линии и трансформатори, където енергийният поток може да се промени по посока, са монтирани измервателни уреди със запушалки, които измерват електричеството само в една посока.

Контрол на честотата в автобусите на електрически подстанции изнесен от честотомери… Понастоящем се използват електронни броячомери. Устройствата от този тип имат сложна схема, сглобена върху интегрирани елементи (микросхеми) и са устройства с повишена точност (те измерват честотата с точност от стотни от херца). Честотните измерватели са включени във вторичните вериги на трансформаторите на напрежение по същия начин като волтметрите.