Как проверить правильность подключения счетчика к проводу под напряжением - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

Таким образом, проверка правильности подключения счетчика состоит из двух этапов: проверка цепей напряжения и цепей тока (составление векторной диаграммы). Проверка вторичных цепей трансформатора напряжения. Эта проверка заключается в проверке правильности обозначения фаз и правильности цепей напряжения.

Содержание

Как проверить правильность подключения счетчика в фидере под напряжением

Правильное подключение счетчика можно определить, если векторная диаграмма, выполненная на клеммах счетчика, совпадает с нормальной диаграммой подключения. Необходимым условием является, во-первых, правильное изготовление вторичных цепей трансформатора напряжения и подключение к ним параллельных обмоток счетчика, а во-вторых, правильное изготовление вторичных цепей трансформатора тока и подключение к ним последовательных обмоток счетчика.

Векторная диаграмма трехфазного двухэлементного счетчика с индуктивной нагрузкой

Процесс проверки счетчика состоит из двух этапов: проверка напряжения и проверка тока (векторная диаграмма). Проверка вторичных цепей трансформатора напряжения. Эта проверка заключается в проверке правильности обозначения фаз и правильности цепей напряжения.

Проверка проводится при рабочем напряжении. Измеряются все линейные напряжения и напряжения каждой фазы на землю. Понятно, что в исправных цепях все напряжения в сети равны и находятся в пределах от 100 до 110 В.

Значения напряжений между фазой и землей зависят от расположения трансформатора напряжения и конструкции вторичных цепей. Если два однофазных трансформатора напряжения соединены в открытый треугольник, или если используется трехфазный трансформатор напряжения с заземленной фазой, напряжение этой фазы относительно земли равно 0, а на других фазах оно линейно.

Если в трехфазном трансформаторе напряжения нейтральная вторичная обмотка заземлена, то напряжения всех фаз относительно земли составляют около 58 В.

Проверка правильности наименований фаз начинается с поиска фазы B, которая должна быть подключена к центральной клемме измерительного прибора. В первом случае это легко обнаружить, измерив напряжение на земле. Во втором случае его можно найти следующим образом.

Трансформатор напряжения отключен с обоих концов. После проверки отсутствия напряжения и принятия всех необходимых мер предосторожности на стороне высокого напряжения вынимается предохранитель центральной фазы.

Трансформатор напряжения снова вводится в эксплуатацию. Измеряются напряжения вторичных линий. Напряжение в сети на отключенной фазе снизится (примерно наполовину), в то время как напряжение между отключенными фазами не изменится. Найденная фаза подключается к средней клемме цепей напряжения измерителя, а две другие – к крайним клеммам, как обозначено.

Когда трансформатор напряжения снова отключен и приняты меры безопасности, предохранитель ставится на место, и трансформатор напряжения запускается.

Для проверки подключите маркированные выводы индикатора фаз, в том же порядке, что и измерительный прибор, к клеммам обмотки напряжения измерительного прибора и наблюдайте за направлением вращения диска, нажимая на кнопку. Вращение диска в направлении стрелки указывает на правильность маркировки и, следовательно, на правильность подключения обмоток напряжения. Если это не так, необходимо определить одну из возможных причин перекоса фаз: неправильная маркировка (окраска фаз) первичных цепей или ошибка в конструкции вторичных цепей трансформатора напряжения.

Для выявления причины инверсии последовательности фаз необходимо проверить последовательность фаз на клеммной колодке, ближайшей к трансформатору напряжения, и повторить испытание цепи напряжения. После устранения ошибки (переподключение “крайних” фаз в первичных цепях или в цепях трансформатора напряжения) проверка чередования фаз повторяется.

Определение правильности маркировки значительно облегчается, если от данного трансформатора напряжения питаются другие счетчики или устройства релейной защиты с заведомо правильным подключением. Затем достаточно сравнить с ними тестируемый измерительный прибор.

Давайте рассмотрим некоторые ошибки и неисправности, которые могут возникнуть при испытании цепей напряжения. Перегорание предохранителя или срабатывание автоматического выключателя из-за короткого замыкания во вторичных цепях чаще всего вызвано неправильным подключением цепей напряжения к клеммам последовательной обмотки.

Падение или отсутствие напряжения в сети может быть вызвано различными причинами: обрыв провода или перегоревший предохранитель, повреждение трансформатора напряжения, подключение к двум клеммам одной фазы. Конкретная причина выявляется в ходе дальнейших проверок после отключения трансформатора напряжения.

Если при измерении линейных напряжений одно из них, обычно между крайними клеммами, составляет около 173 В, это означает, что вторичная обмотка одного трансформатора напряжения перевернута по отношению к вторичной обмотке другого трансформатора.

После исправления ошибок в схеме и устранения неисправностей все измерения повторяются.

Проверка вторичных цепей трансформаторов тока

Затем отсоединяется центральный фазный провод цепи напряжения и снова подсчитывается количество оборотов диска за тот же промежуток времени. Если счетчик включен правильно, количество оборотов уменьшится вдвое.

Проверьте правильность включения счетчиков в установках ниже 1 000 В

При правильном включении счетчика в каждом случае обеспечиваются одинаковые фазы тока и напряжения в каждом вращающемся элементе.

При проверке правильности включения счетчика измеряются фазные и линейные напряжения и определяется чередование фаз. Если чередование обратное, переключите любые два вращающихся элемента и питающие их трансформаторы тока.

Затем последовательно проверьте правильность направления вращения диска при индивидуальном запуске каждого элемента на подвижной системе. Проверка производится путем поочередного снятия перемычек на клеммной коробке, при этом один вращающийся элемент остается в работе, а два других – нет. Перемычки отсоединяются и вновь подсоединяются только при снятии напряжения.

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею с нами в своих социальных сетях. Это очень поможет в развитии нашего сайта!

Рис. 18. Схема подключения аддитивных конденсаторов к VAF-85

Проверка правильности подключения счетчика на рабочем соединении

О правильности подключения счетчика можно судить, если векторная диаграмма на его клеммах совпадает с нормальной (см. рис. 8). Условием для этого является, во-первых, правильность вторичных цепей трансформатора напряжения и параллельного соединения обмоток счетчика и, во-вторых, правильность вторичных цепей трансформатора тока и последовательного соединения обмоток счетчика.

Исключением из этого правила являются случаи, когда трансформаторы тока и напряжения подключены с обратной полярностью, но при этом измерительный прибор может быть подключен правильно. Однако такие случаи маловероятны, и мы не принимаем их во внимание. Таким образом, проверка правильности подключения счетчика состоит из двух этапов: проверка цепей напряжения и цепей тока (составление векторной диаграммы).

Проверка вторичных цепей трансформаторов напряжения. Эта проверка заключается в проверке правильности маркировки фаз и правильности заданных значений напряжения. Проверка проводится при рабочем напряжении. Измеряются все линейные напряжения, а также напряжения каждой фазы относительно “земли”. Конечно, в хороших цепях все напряжения в сети равны и находятся в пределах от 100 до 110 В. Напряжение между фазой и землей зависит от способа подключения трансформатора напряжения и конструкции вторичных цепей. Если два однофазных трансформатора напряжения используются в соединении “открытый треугольник” или если используется трехфазный трансформатор напряжения с заземленной фазой, напряжение между фазами равно 0, а на остальных фазах присутствует линейное напряжение. Если в трехфазном трансформаторе напряжения нейтральная вторичная обмотка заземлена, то напряжения всех фаз относительно земли составляют около 58 В (100/3).

Чтобы проверить правильность подключения фаз, начните с определения фазы, которая должна быть подключена к центральной клемме измерительного прибора. В первом случае это легко определить, измерив напряжение на земле. Во втором случае вы можете действовать следующим образом. Трансформатор напряжения отключен с обеих сторон. После проверки отсутствия напряжения и принятия всех необходимых мер предосторожности на стороне высокого напряжения вынимается предохранитель среднего напряжения. Запускается трансформатор напряжения. Измеряются напряжения вторичных линий. Напряжение в сети на отключенной фазе снизится (примерно наполовину), в то время как напряжение между отключенными фазами не изменится. Найденная фаза подключается к средней клемме цепей напряжения измерителя, а две другие – к крайним клеммам, как обозначено. После повторного отключения трансформатора напряжения и принятия мер безопасности предохранитель устанавливается на место, и трансформатор напряжения снова запускается.

Остальные фазы в любом случае могут быть идентифицированы с помощью идентификатора фаз, который предназначен для определения последовательности фаз в трехфазной сети. Устройство представляет собой миниатюрный трехфазный асинхронный двигатель с кнопочным выключателем. В качестве ротора в нем используется легкий металлический диск с контрастными секторами. Устройство рассчитано на кратковременную работу (до 5 с). Для проверки отмеченных выходов указателя фаз в том же порядке, что и для измерительного прибора, подключите измерительный прибор к клеммам обмотки напряжения и, нажимая на кнопку, наблюдайте за направлением вращения циферблата. Вращение диска в направлении стрелки указывает на правильность маркировки и, следовательно, на правильность подключения обмоток напряжения. Если это не так, необходимо определить одну из возможных причин перекоса фаз: неправильная маркировка (окраска фаз) первичных цепей или ошибка в конструкции вторичных цепей трансформатора напряжения. Проверьте чередование фаз на клеммной колодке, ближайшей к трансформатору напряжения, и повторите испытание цепи напряжения, чтобы определить причину чередования фаз. После устранения ошибки (переподключение “крайних” фаз в первичных цепях или в цепях трансформатора напряжения) проверка последовательности фаз повторяется.

Установить правильность маркировки гораздо проще, если от данного трансформатора напряжения питаются другие счетчики или реле защиты с заведомо правильным подключением. Затем достаточно сравнить с ними тестируемый измерительный прибор.

Давайте рассмотрим некоторые ошибки и неисправности, которые могут возникнуть при испытании цепей напряжения.

Перегорание предохранителей или срабатывание автоматических выключателей из-за короткого замыкания во вторичных цепях чаще всего вызвано неправильным подключением цепей напряжения к клеммам последовательной обмотки.

После исправления ошибок в схеме и устранения неисправностей все измерения повторяются.

Проверьте вторичные цепи трансформаторов тока. Для этого сначала строится векторная диаграмма тока, т.е. определяются значения и положения векторов тока через последовательные обмотки счетчика по отношению к векторам напряжения.

Затем они сравниваются с ожидаемым положением векторов вторичного тока, определенным на основании характера первичной нагрузки, направления и величины активной и реактивной мощности. Разделите круг, который является областью положения вектора тока данной фазы относительно одноименного фазного напряжения, на четыре квадранта (рис. 16). Если направление активной мощности постоянно в данном источнике питания (распределительные сети, линии питания), то на измеритель активной мощности всегда поступает положительная активная мощность. Реактивная мощность может быть положительной или отрицательной. В первом случае (индуктивная нагрузка) вектор тока находится в первом квадранте, т.е. запаздывает по отношению к одноименному вектору фазного напряжения на 0°<<90o. Во втором случае (емкостная нагрузка) он находится во втором квадранте, т.е. перед фазным напряжением.

В разветвленных сетях направления активной и реактивной мощности могут быть обратными. В таких случаях устанавливаются два блокировочных счетчика для каждого вида энергии.

Токовые обмотки каждой пары соединены в противоположных направлениях, т.е. векторы их токов находятся в противофазе. Поэтому на два измерительных прибора всегда подается положительная мощность (активная и реактивная соответственно), и их циферблаты вращаются.

К двум другим приложена отрицательная мощность. Их диски не вращаются, потому что обратный ход заблокирован. Векторы тока могут быть расположены в квадрантах III и IV. Поэтому для анализа векторной диаграммы, построенной на таком выводе, необходимо получить информацию от диспетчера энергосистемы о том, куда направлены активная и реактивная мощности: от шин или к шинам.

Для построения векторных диаграмм можно использовать следующие приборы: ваттметр, вольтметр VAF-85, фазометр, векторметр Ts-50 и другие.

WAF-85 является наиболее удобным, использование других приборов усложняет работу.

Рисунок 17. Схема внутренних соединений VAF-85

VAF-85 предназначен для измерения значений и фаз переменного напряжения и тока, а также для обнаружения чередования фаз. Значение тока может быть измерено без разрыва цепи. Принципиальная схема ВАФ-85 показана на рис. 17. Он оснащен счетчиком магнитоэлектрической системы. Если переключатель B1 установлен в положение “mA”, измеряемый ток подается на прибор с соответствующих клемм через согласующий трансформатор T1 и диодные выпрямители D1 и D2. Если переключатель B1 установлен в положение “U, I”, B2 в положение “Величина” и BZ в соответствующий предел измерения, то можно измерять значения тока в диапазоне 0,2-10А, охватывая токопровод клещами измерительного прибора. Клеммный измеритель представляет собой трансформатор тока с расщепленным магнитопроводом, первичной обмоткой которого является токоведущий провод. Нагрузкой вторичной обмотки является сопротивление R3-R6, напряжение с которого подается на измерительный прибор через диодный выпрямитель DZ. При измерении напряжения и значения фазы подаются на IP-метр с клемм * и U через резисторы R7-R11. Переключатель B4, рукоятка которого совпадает с VZ, выбирает предел измерения.

VAF-85 имеет индикатор фазы, который представляет собой сельсин с трехфазным статором и заблокированным ротором. Ротор можно вращать вручную с помощью конечности. В зависимости от положения лимба фаза напряжения, наведенного в обмотке ротора, изменяется по отношению к напряжению питания статора сельсина. Другими словами, синхронизатор действует как фазовый регулятор. Напряжение с обмотки ротора подается на обмотку реле Р, которое работает как механический однополупериодный выпрямитель. Измеренный ток подается на источник питания через контакты реле. Когда напряжение и ток находятся в фазе, через источник питания протекает максимальный ток. Когда ток и напряжение подаются на выпрямитель под углом 90°, показания равны нулю. Поэтому фаза измеряемого тока может быть определена по положению конечности. Измеритель показывает угол между вектором напряжения Uab’ и вектором тока или напряжения, приложенным к клеммам * -I или * – U. Должно соблюдаться условие синхронизации трехфазной системы напряжения питания статора сельсина и измеряемого тока или напряжения (питание от той же сети). Обратите внимание, что в некоторых версиях устройства вместо механического выпрямителя используется фазозависимый твердотельный выпрямитель. Celsin работает так же, как и обычный фазозависимый выпрямитель, путем отпускания тормоза.

Панель WAF-85 имеет ручку, на которой отмечены деления в градусах, и кнопку тормоза, рядом с которой находится передняя сторона измерительного блока; имеет четыре переключателя: переключатель B1 в двух положениях – измерение токов до 250 мА с разрывом цепи и измерение токов до 10 А без разрыва цепи с помощью электрических зажимов; переключатель B2 также в двух положениях – измерение значений и идентификация фаз; двойной переключатель BZ-B4 – для изменения пределов измерения.

В верхней части расположены клеммы A, B, C для подключения к фазовому регулятору в трехфазной системе напряжения. Еще четыре клеммы используются для измерения малых токов при разомкнутой цепи. Клеммы U, * и I используются для измерения напряжения и тока до 10 А. Последние две клеммы подключаются к клеммному измерителю.

На практике часто необходимо расширить пределы измерений. Например, чтобы использовать VAF-85 в сети 0,4 кВ, его следует подключить следующим образом. Последовательно с конденсаторами C1, C2, CÇ подключены дополнительные конденсаторы C’1, C’2, C’Z емкостью 0,05 мкФ каждый. Они могут быть установлены в отдельной приставке или непосредственно в приборе и подключены к цепи, как показано на рис. 18. Если измеряемые токи очень малы, в измерительные зажимы или измерительный узел можно поместить гибкую перемычку и многократно пропускать ее через окно измерительного клеща. Тогда фактическое значение тока будет равно показанию измерительного прибора, деленному на количество проводов в зажимах.

Как вы знаете, трансформаторы тока с номинальным вторичным током 1 А иногда используются при напряжении 110 кВ и выше. Для проверки правильности подключения счетчиков с такими трансформаторами тока во многих случаях необходимо измерить значение и фазу тока 20-250 мА. Для частых измерений малых токов описанный выше метод неудобен, поэтому существует необходимость увеличения токовой чувствительности WAF-85.

Реконструкция, проведенная в Калининграде, выглядит следующим образом. Аналогичный усилитель размещен непосредственно в корпусе устройства. Усилитель имеет два источника питания. В корпусе устройства размещен стабилизированный источник питания, на вход которого подается 110 В от схемы selsyn. Если фазный ток не измеряется, в качестве источника можно использовать батарею 4,6 В. Миллиамперметр для измерения малых токов в разомкнутой цепи выключен, а зажимы используются для подключения клемм к батарее. Концевой выключатель был заменен. Это обеспечивает три дополнительных предела измерения тока разомкнутой цепи: 0-25, 0-100 и 0-500 мА. При измерении значения тока и фазы в этих дополнительных пределах, вилка клеммного измерителя подключается к гнезду мА, а переключатель B устанавливается в положение “мА” (рис. 19).

Перед построением векторной диаграммы необходимо проверить установку нуля прибора. Для этого на клеммы A, B, C подается трехфазное питание. Плоскогубцы, направленные в сторону устройства, охватывают провод, идущий к клемме C. Ток в этой проволоке составляет около 0,1 А, поэтому неплохо намотать несколько витков на плоскогубцы. Поверните лимб, чтобы установить указатель прибора на ноль, при этом ноль лимба должен совпасть с контрольной меткой. Небольшие расхождения можно устранить, выровняв иглу по нулевой отметке (если прибор старый, можно использовать новую риску). Большее расхождение указывает на неисправный прибор или неправильную маркировку полярности на штекерах шлангов.

Рис. 18. Схема подключения дополнительных конденсаторов к установке WAF-85

Рис. 19. Схема реконструкции WAF-85

Рисунок 20. Построение векторной диаграммы с помощью прибора VAF-85

Векторная диаграмма на клеммах счетчика выполнена следующим образом (Рисунок 20). Клеммы устройства A, B, C должны быть подключены непосредственно к клеммам обмотки напряжения счетчика в порядке слева направо. Тормоз отпускается, и направление вращения конечности определяет чередование фаз. Вращение конечности по часовой стрелке соответствует прямому чередованию. Затем конечность тормозится. Подключите зажимной измеритель к клеммам * и I с помощью соединительного шланга. Контакты соединительных штекеров должны совпадать с клеммными гнездами и лицевой панелью устройства с тем же обозначением. Переключатель B1 установлен в положение “U, I”, переключатель B2 в положение “Value”, переключатель BZ в положение. “5A” или “1A” в зависимости от ожидаемого тока. Клещи охватывают провод, подключенный к началу обмотки токоизмерительного клеща в фазе А. Сторона клемм, отмеченная *, должна быть обращена к трансформаторам тока. Измеряется текущее значение. Затем переключатель B2 устанавливается в положение “Фаза”. Поворотом лимба стрелка прибора приводится к нулю. Направление вращения стрелки должно совпадать с направлением вращения конечности. Рекомендуется вращать ручку против часовой стрелки, фиксируя стрелку, приближающуюся к нулю на правой стороне шкалы. Как только указатель установится на ноль, считайте угол с участка лимба, расположенного на спине. Аналогичным образом измерьте значение и угол наклона других фаз и нейтрального провода.

После составления векторной диаграммы ее можно построить и проанализировать. Сначала строятся векторы фазных напряжений и вектор-отношение при 30°. Отбросив углы, измеренные прибором, строятся векторы тока. Угол со знаком “Инд.”. откладывается по часовой стрелке, а угол с “Amc.” против часовой стрелки. Наконец, определите углы между одноименными векторами фазного тока и напряжения и сделайте вывод, что счетчик подключен правильно.

Пример 3: активный счетчик энергии, установленный на стороне низкого напряжения понижающего трансформатора в трехпроводной сети. Характер нагрузки – емкостной. Следующие данные были получены при измерении векторной диаграммы с помощью прибора VAF-85:

Имя A C O

Угол, град Инд. 15 Id. 105 Ind. 135

Установив угол 15° против часовой стрелки от вектора сетевого напряжения, постройте вектор тока IА (рис. 21). Установив угол 105° против часовой стрелки от вектора линейного напряжения Uav и угол 135° по часовой стрелке, постройте векторы IС и Io. Вектор I0 по фазе и величине равен Iw (если принять направление от трансформатора к счетчику за положительное направление I0, что делается при построении векторной диаграммы). На векторной диаграмме токи опережают соответствующие фазные напряжения на ?=15°. Это гарантирует, что счетчик включен правильно.

Пример 4: активный счетчик энергии установлен в источнике питания с индуктивным характером нагрузки. Следующие данные были получены при измерении векторной диаграммы с помощью прибора VAF-85:

A C O(B) обозначение

Угол, град Инд. 55 Ind. 175 Id. 65

Нарисуем векторную диаграмму, как описано выше (Рисунок 22). Вектор IA заторможен по отношению к вектору O a на 25°. Однако не Ic, а I0 заторможена по отношению к Uc на тот же угол. В то же время вектор Ic занимает положение, которое должен занимать вектор I0. Отсюда следует вывод, что отходящий фазный провод от трансформатора тока смешался с нулевым проводом.

Рис. 21. Векторная диаграмма для примера 4

Рисунок 22. Векторная диаграмма для примера 5

Примеры 3 и 4 предполагают, что цепи напряжения были предварительно проверены.

Для поиска нулевого провода трансформаторов тока можно использовать следующий метод. Три провода, выходящие из трансформаторов тока, замыкаются на измерительные клеммы.

Один вывод портативного амперметра заземляется, а другой подсоединяется к каждой клемме по очереди. Когда амперметр подключен, снимите перемычку с клеммы и установите ее обратно по окончании измерения. Если ток есть, фазный провод подключается к клемме; если тока нет, к клемме подключается нейтральный провод.

При обнаружении неисправности токовые цепи замыкаются, выполняются необходимые соединения и меняется маркировка. Затем цепи замыкаются, и снова строится векторная диаграмма.

Рассмотрим наиболее распространенные неисправности и отказы в цепях тока (трансформаторы тока в неполной звезде).

Маркировка в токовых цепях была перепутана, что привело к перепутыванию проводов от трансформаторов тока. Нынешняя система остается симметричной. Принадлежность проводника к определенной фазе или нейтрали определяется по векторной диаграмме (см. пример 4).

Обрыв в нейтральном проводнике. Знаки: Ток в нейтральном проводнике отсутствует, ток в фазных проводниках мал и не соответствует нагрузке, векторная диаграмма неопределенная.

Обрыв фазного провода или вторичной обмотки трансформатора тока. Знаки: Ток одной фазы равен нулю, а вектор тока другой фазы сдвинут на 180° относительно I0. Известно, что во вторичных цепях могут возникать опасные напряжения, а трансформатор тока может быть поврежден из-за перегрева магнитопровода. Поэтому для проверки трансформаторов тока и их цепей необходимо немедленно отключить электропитание.

Короткое замыкание трансформатора тока. Признаки: токи в фазном и нейтральном проводниках различны; сумма токов в фазном и нейтральном проводниках равна току другой фазы.

Вторичная обмотка одного из трансформаторов тока имеет обратную полярность. Знаки: Ток в нейтральном проводнике в 1,73 раза больше тока в фазном проводнике: угол между векторами 1A и 1s составляет 60°.

Упрощенные методы испытаний. Если поменять местами провода двух крайних цепей напряжения на клеммной коробке, то при симметричной нагрузке циферблат правильно включенного счетчика активной энергии должен остановиться (возможен небольшой сдвиг в ту или иную сторону).

Второй метод заключается в подсчете количества оборотов диска активного счетчика энергии за определенное время (1-3 минуты). Затем отсоединяется центральный фазный провод цепи напряжения и снова подсчитывается количество оборотов диска за тот же период времени. Если счетчик включен правильно, количество оборотов уменьшится вдвое. Оба метода являются приблизительными, так как при их использовании предполагается симметричность нагрузки, а во втором методе также предполагается постоянство нагрузки.

Проверьте правильность включения счетчиков в установках ниже 1000 В. Если счетчик переключается в соответствии с рис. 9,а, то в каждом случае обеспечивается согласование одинаковых фаз тока и напряжения в каждом вращающемся элементе. Это позволяет проверить правильность подключения счетчика без составления векторной диаграммы. При проверке измеряются фазные и линейные напряжения и определяется порядок чередования фаз.

Если порядок обратный, переключите любые два вращающихся элемента и питающие их трансформаторы тока. Затем последовательно проверьте правильность направления вращения диска, когда подвижная система приводится в действие отдельно каждым элементом. Проверка осуществляется путем поочередного удаления перемычек на клеммной коробке, при этом один вращающийся элемент остается в рабочем состоянии, а два других – нет. Перемычки можно снимать и подключать только при отключенном напряжении.

При втором методе соединение отключается, и искусственная однофазная нагрузка кратковременно подключается к каждой фазе по очереди. Это может быть резистор 40-50 Ом мощностью 200 Вт. Если измеритель включен правильно, каждый элемент будет вращать циферблат по часовой стрелке. Поворот циферблата в противоположном направлении означает, что ток в последовательной обмотке течет в противоположном направлении. Чтобы исправить ошибку, поменяйте местами провода, подключенные к рассматриваемому элементу.

Если счетчик включен по схеме на рис. 9, б, постройте векторную диаграмму. При выполнении векторной диаграммы при напряжении 0,4 кВ необходимо соблюдать особые меры предосторожности.

В заключение следует отметить, что в условиях cos?>0,5 все ошибочные переключения счетчика меньше, чем при правильном переключении.

Качественные диаграммы представлены с учетом взаимосвязей между электрическими величинами, без указания числовых характеристик.

Определение метра в векторной диаграмме

Векторная диаграмма измерительного прибора
Счетчик электроэнергии – Устройство интегрирования времени, измеряющее активную или реактивную энергию.

Активная мощность – Количество активной энергии, потребляемой в единицу времени.

Активная мощность, измеряемая счетчиком, определяется выражениями:

для однофазного счетчика, W

для трехфазного трехэлементного счетчика в 4-проводной сети, W

Реактивная мощность – это количество электрической энергии, циркулирующей в единицу времени между генератором и магнитным полем приемника (трансформатора, электродвигателя).

Она включает в себя периодический (колебательный) обмен энергией без преобразования ее в тепловую, механическую или другую энергию.

Реактивная мощность, измеряемая измерителем реактивной энергии, определяется выражением var

Загрузка линий и трансформаторов реактивной мощностью снижает доступную мощность в сети и не позволяет полностью использовать мощность генератора,

Фазовый угол – сдвиг фаз между электрическим напряжением и током, в градусах. Если нагрузка индуктивная, то ток находится в запаздывающей фазе с напряжением (рис. 1).

Если нагрузка емкостная, то ток находится в фазе перед напряжением.

Вектор – Условное графическое представление параметра в виде значения и направления.

Векторная диаграмма – Обычное графическое представление векторов тока и напряжения.

На рисунке 2 показано расположение векторов тока и напряжения в трехфазной сети.

Порядок фаз напряжения – может быть прямым или обратным. Он определяется по индикатору фазы I517M или Parma VAF-A на клеммной колодке измерителя.

Последовательность прямой фазы – ABC, BCA, CAB (по часовой стрелке, рис. 3).

Обратная последовательность фаз – ABC, BCA, BAB – создает дополнительную ошибку и вызывает дрейф индуктивного счетчика активной энергии. Счетчик реактивной энергии вращается в обратном направлении, когда фазы напряжения и нагрузки меняются местами.

Обозначение класса точности измерительного прибора – цифра, определяющая максимально допустимую погрешность, выраженную в процентах, для всех значений диапазона измерения от минимального до максимального значения тока, при коэффициенте мощности, равном единице, при нормальных условиях, указанных в стандартах или технических условиях на счетчик Обозначается на паспортной табличке счетчика цифрой в круге, например, 1.

Самоактивация счетчика – Движение циферблата или мигание светодиодов измерительного прибора при подаче напряжения и отсутствии тока в последовательной сети.

Порог чувствительности измерителя – Наименьшее допустимое значение тока, которое вызывает изменение показаний счетчика при номинальных значениях напряжения, частоты и cos=1.

Полярность трансформатора тока (ТТ). Клеммы униполярного трансформатора – это выводы первичной и вторичной обмоток, намотанные на сердечник (керн) в одном направлении. Обратная полярность – это изменение направления тока в первичной или вторичной обмотке ТТ. Изменение направления тока в токовой цепи измерительного элемента эквивалентно изменению фазового угла на 180°, что приводит к отрицательному моменту (рис. 4 – рис. 6).

Правильная полярность обмоток ТТ и схема токового элемента счетчика показана на рис. 7.

Внутренний угол измерителя – это фазовый угол между магнитным потоком напряжения Фц и магнитным потоком тока Фі, измерительного элемента. Для индуктивного счетчика активной энергии – равен 90°.

Питание трансформаторов тока происходит снизу (от нижних разъемов выдвижного элемента), поэтому клемма L1 должна быть расположена именно там. Выходящий кабель питания подключается сверху к контакту L2.

Устранение ошибки подключения трехфазного счетчика электроэнергии

12 октября 2015 года. Тема: Измерение электричества, электротехническая лаборатория

Здравствуйте, уважаемые читатели и посетители сайта “Записки электрика”.

В сегодняшней статье я хотел бы рассказать об ошибке в проводке трехфазного счетчика электроэнергии, которую я недавно устранил на одной из высоковольтных подстанций.

Эта ошибка встречается довольно часто, поэтому я решил написать о ней отдельную статью. В целом, вопрос заключался в следующем.

Отдел учета и планирования энергопотребления нашей компании получил замечание о том, что один из воздуховодов был неадекватно учтен.

Распределительное устройство или комплектное распределительное устройство. Напряжение электрической системы составляет 10 (кВ).

Масляный трансформатор мощностью 1000 (кВА) питается от панели 11 (см. схему) через силовой кабель ААШв (3х120).

Как видно, выдвижной элемент (тележка) оснащен высоковольтным масляным выключателем ВМПЭ-10 с номинальным током 630 (А) и электромагнитным приводом ПЭВ-14.

Кстати, привод ПЭВ-14 достаточно надежен и прост в эксплуатации по сравнению с теми же ВИЮ-30, ПЭВ-2 или ПС-10. Однако привод ПЭ-11 все же занимает очень высокое место в моей оценке.

Трехфазный счетчик PSCh-4TM.05M.01 установлен на двери релейного отсека ОРУ-10 (кВ). Имеется также амперметр и светодиодный индикатор “Мигалка не поднята”, который символизирует включение предупредительной или аварийной сигнализации на этом питателе.

Счетчик PCH-4TM.05M.01 подключается через трансформатор напряжения NTMI-10 (подробнее о NTMI-10 см. здесь), установленный на шинах КРУ (ячейка 15), и два трансформатора тока TPL-10 с коэффициентом 150/5, установленные в кабельном отсеке КРУ, на фазах A и C соответственно (неполная звезда).

Надеюсь, вы помните цветовую маркировку шин и проводов в трехфазной сети! Легко запоминающаяся аббревиатура “ZZK”: желтый цвет – фаза А, зеленый – фаза В, красный – фаза С.

Я уже подробно обсуждал эту схему подключения в одной из своих статей (ссылка здесь). Здесь мы поговорим о другом.

Итак, давайте перейдем непосредственно к нашей проблеме, которая заключается в недостаточном замере.

Прежде всего, я решил сделать векторный график и не с помощью недавно приобретенного вольтамперометрического фазометра PARMA VAF-A(M), а непосредственно через программу “Конфигуратор”.

Текущую версию программы “Конфигуратор” и другие драйверы можно скачать с официального сайта Нижегородского научно-производственного объединения им. Фрунзе (nzif.ru), в зависимости от конфигурации вашего ПК или ноутбука.

Вот первоначальный вид векторной диаграммы.

Вы можете ясно видеть, что вектор тока фазы A (желтый) явно не на своем месте (намного опережает вектор напряжения фазы A), т.е. перевернута на 180°, что подтверждается отрицательной активной мощностью “-13,79 (Вт)”. (отмечены красным кругом). Вектор тока фазы B также опережает вектор напряжения фазы B, но это связано с током в фазе A, поскольку фаза B здесь мнимая (неполная система звезды).

Вектор полной мощности находится в нижнем 4-м квадранте: активная мощность положительная P=21,58 (W), а реактивная мощность отрицательная Q=-27,82 (VAR). Это означает, что на этом источнике питания генерируется реактивная мощность. Этого не должно быть, так как это обычное трансформаторное питание и на этой внепутевой линии нет никаких компенсирующих устройств.

Я обратился к директору по эксплуатации с просьбой отремонтировать фидер, так как мне все равно нужен доступ к трансформаторам тока. Обслуживающий персонал, согласно служебному заданию, подготовил место проведения работ: отключил масляный выключатель, развернул тележку, включил заземлители на кабеле 10 кВ и выполнил все другие необходимые технические операции. Более подробно и понятно я объяснил технические меры в статье про обслуживание масляного выключателя, правда, в КСО, а не в распределительном щите, но суть та же.

И только после всех вышеописанных обязательных организационно-технических мероприятий мы начали искать неисправности в цепях подключения электросчетчика.

Напоминаю, что электрическая схема трансформатора тока представляет собой неполную звезду. Схема подключения счетчика электроэнергии показана ниже. В цепь измерителя также входят амперметр (RA) и преобразователь тока для телеметрического устройства.

Во-первых, мы с коллегами решили подключить вторичные цепи от трансформаторов тока к первой клеммной колодке в релейном отсеке.

Коммутация вторичной обмотки трансформатора тока фазы А осуществляется черными проводами.

Напомню, что трансформатор TPL-10 имеет две вторичные обмотки. Одна из них используется для измерительных цепей (сюда же можно подключать амперметры, ваттметры, фазометры, различные преобразователи тока и мощности для систем телеметрии и т.д.), а другая обмотка используется исключительно для цепей релейной защиты. Нас интересует только первая обмотка (мы называем ее измерительной), которая обозначена 1I1 и 1I2.

Вторичная коммутация трансформатора тока фазы C осуществляется синими проводами.

Для этого отсоедините провода от обмоток трансформатора тока и от клеммной колодки, а затем подключите жилы в следующем порядке:

A421 (I1 к ТТ фазы A) – A421 (на клеммной колодке)
O421 (I2 к ТТ фазы A) – O421 (на клеммной колодке)
C421 (I1 к CT фазы C) – C421 (на клеммной панели)
O421 (I2 – CT фаза C) – O421 (на клеммной панели)

На клеммной колодке провода O421 от разных ТТ соединяются перемычкой, затем общий нейтральный провод O421 и два фазных провода A421 и C421 подключаются к испытательной коробке (испытательному приспособлению).

Заземление вторичных цепей трансформаторов тока является обязательным и должно быть выполнено в одной точке (EARP 3.4.23).

Точка заземления может находиться либо непосредственно у трансформаторов тока, т.е. в кабельном отсеке распределительного устройства, либо на ближайшей клеммной колодке, т.е. в релейном отсеке, как в нашем случае.

Проверка проводов показала, что маркировка и схема подключения вторичных цепей трансформаторов тока были правильными.

Теперь остается проверить маркировку первичных проводов трансформатора тока (L1-L2) по отношению к источнику питания и друг к другу.

Питание трансформаторов тока подается снизу (от нижних разъемов выдвижной панели), поэтому клемма L1 должна быть расположена именно там. Выходящий кабель питания подключается сверху к контакту L2.

На фазе C трансформатор тока установлен в прямом направлении (L1-L2).

Маркировка первичной обмотки (L1-L2) находится справа, и из-за силового кабеля было трудно добраться до трансформатора тока на фазе А, поэтому пришлось использовать зеркало.

Неудивительно, ведь оказалось, что трансформатор тока на фазе А установлен в противоположном направлении к фазе С, а значит, и к источнику питания.

Это означает, что трансформатор тока на фазе C установлен в прямом направлении (L1-L2), а трансформатор тока на фазе A установлен в обратном направлении (L2-L1). Хотя со стороны кажется, что они совершенно одинаковы: первичные проводники изогнуты в одном направлении, вторичные проводники находятся на одной стороне.

Тогда остается только изменить направление тока во вторичной обмотке фазы А, т.е. подключить A421 к клемме 1I2 и A421 к клемме 1I1, т.е. поменять местами провода.

Затем, на всякий случай, я решил измерить следующие параметры обоих трансформаторов тока.

1. омическое сопротивление вторичной цепи ТТ (измерительная обмотка и обмотка защитного реле).

Rис.A = 0,37 (Ом)
Rис.C = 0,36 (Ом)
Отн.А = 0,38 (Ом)
Rrel.C = 0,38 (Ом)

Сопротивление изоляции вторичной цепи ТТ

Risol.meas. = 100 (мегаом)
Risol.rel. = 200 (мегаом)

3. вольт-амперная характеристика (ВВХ) трансформаторов тока

Я построил вольт-амперные характеристики измерительных обмоток (1I1-1I2) каждой фазы. Для этого, конечно, необходимо отключить заземление вторичной обмотки.

Для обмоток релейной защиты (2И1-2И2) я не стал снимать напряжения, так как эта работа будет выполнена отдельно в соответствии с существующим графиком.

4 Перемещение трансформаторов тока

Используя прибор РЕТОМ-21, на первичную сторону ТТ был подан ток 120 (А), а с помощью амперметра был измерен ток во вторичной обмотке, который составил 4 (А) – это означает, что коэффициент трансформации равен 30.

5 Заключение

Трансформаторы тока с вторичными цепями были признаны исправными, и источник питания может быть введен в эксплуатацию. Отчитывался перед операционным мастером за сборку схемы электропитания.

Запустив трансформатор под небольшой нагрузкой, я аналогичным образом построил векторный график с помощью Configurator – он получился правильным и “красивым”, как и должно было быть в оригинале.

Вектор полной мощности теперь находится в правильном первом квадранте. Фазные токи также находятся на своих местах с нормальными углами смещения.

Это все, спасибо за внимание. Будьте внимательны при монтаже трансформаторов тока и не допускайте ошибок, подобных этой – соблюдайте полярность вторичных и первичных проводников.

Примеры внешних счетчиков: “Вольтамперметр VAF-Parma”, “Многофункциональный портативный измеритель мощности SE-602”. Эти и подобные устройства используются в счетчиках с:

4. допустимые реактивные нагрузки

Нормативные значения коэффициентов активной и реактивной мощности утверждены приказом Министерства энергетики Российской Федерации. Они выражаются тангенсом угла между напряжением и током, т.е. коэффициентом реактивной мощности. В зависимости от уровня напряжения в точке поставки максимальные значения tgφ≈0.35…0.5. Соответствующие значения коэффициента мощности cosφ≈0.946…0.891. Это означает, что углы между напряжением и током не должны превышать 19 … 27 градусов. При таких углах нетрудно определить принадлежность векторов напряжения и тока к одному цвету или обозначение одной и той же фазы счетчика.

Фактические нагрузки могут отличаться от требуемых нормами. По этой причине в эскизах сделаны небольшие припуски. Предполагается, что для активно-реактивных нагрузок углы по модулю составляют около 40 градусов (число, известное как ☺). А для активно-реактивных нагрузок он составляет 3 градуса.

Чисто активные нагрузки означают отсутствие разности фаз между напряжением и током. Тогда углы между напряжением и током на каждой фазе, между одноцветными векторами, равны нулю. Это обеспечивается для реальных цепей, когда вся электрическая энергия преобразуется в тепловую.

Напомним, что для чисто реактивных нагрузок углы между напряжением и током на каждой фазе не превышают 90 градусов по модулю.

Влияние дестабилизирующих факторов на погрешность измерения электроэнергии обсуждается в [19].

11. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРЕБУЕМОЙ ТОЧНОСТИ УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Для обеспечения требуемой точности измерения электроэнергии необходимо соблюдать требования ПУЭ [11], стандартных инструкций по тарификации электроэнергии [7], методов измерения электроэнергии [6], правил и норм использования биллингового оборудования [1 – 5, 8, 12, 13] и др.

Согласно ПУЭ, допустимые классы точности счетчиков, трансформаторов и допустимые потери напряжения в линиях связи между счетчиком и ТН при учете электроэнергии должны соответствовать приведенным в таблице 3.

Допустимые классы точности счетчиков и измерительных трансформаторов, а также допустимые потери напряжения в линиях связи при измерениях электроэнергии

Класс точности для

Генераторы мощностью более 50 МВт, соединительные линии

Линии электропередач 220 кВ и выше, трансформаторы 63 MB – A и выше

Генераторы мощностью 15-20 МВт, соединительные линии 110-150 кВ, трансформаторы мощностью 10-40 МВА

Примечание СА – счетчик активной энергии; ТТ – трансформатор тока; ТН – трансформатор напряжения; δ _U – относительная потеря напряжения в процентах от номинального значения.

Если расчетные счетчики питаются точными ТН класса 0,5, то потеря напряжения в проводах и кабелях не должна превышать 0,25%. U_номпри питании от ВТ класса точности 1 потеря напряжения в проводах и кабелях не должна превышать 0,5 U_ном.

При практической эксплуатации измерительного комплекса (счетчик, ТН, ТТ и линии связи между ними) не всегда могут быть соблюдены заданные классы точности и уровни потери напряжения.

Основные компоненты погрешности измерительной системы показаны на рисунке 30.

Рисунок 30: Основные компоненты составной ошибки измерения:

δ _U – Погрешность напряжения ТН, %; θ _U – угловая погрешность VT, мин; δ _I – Погрешность тока ТТ, %; θ _I – Угловая погрешность КТ, мин; δ_л – погрешность из-за потери (падения) напряжения в линии связи, %. U _ном ; δ_с – погрешность счетчика, %; δ_п.п. – погрешность показаний счетчика; δ_с _i – дополнительная погрешность счетчика, вызванная влиянием i -это внешняя переменная; l – количество внешних влияющих величин

Относительная предельно допустимая погрешность измерительной системы рассчитывается по формуле [ 6 ].

Влияние дестабилизирующих факторов на погрешность измерения электроэнергии рассмотрено в [ 19].

На рис. 31 представлена экспериментальная зависимость погрешности тока δ _I изолирующего (косвенного) ТК-20 (класс точности 0,5, коэффициент трансформации 5/5, мощность S = 5 В-А) подключен к счетчику типа TSE6805 (100 В, 5 А, класс точности 0,5). Погрешности определялись на приборе для проверки счетчиков типа МК6801 (класс точности 0,05 при различных значениях коэффициента мощности и нагрузки вторичной цепи ТТ). В качестве нагрузки использовались токовые цепи индуктивных измерителей SA3U-i681.

Рисунок 31: Погрешность тока типа TC20 при различных значениях и характере нагрузки вторичной цепи

Известно, что на некоторых подстанциях 110 кВ токовые цепи счетчиков подключены через промежуточный ТК-20. Увеличение нагрузки (импеданса) Z_н во вторичной цепи этих трансформаторов приводит к большим отрицательным ошибкам в измерениях электроэнергии и, как следствие, к разбалансировке линий связи (рис. 31).

При первичном токе, составляющем 10% от номинального тока, предел погрешности тока δ _II для КТ класса 0,5 не должна превышать ±1%, а угловая погрешность не должна превышать ±60′ (см. Приложение 4).

Номинальная вторичная нагрузка (мощность S_{номинальная мощность}В-А, или сопротивление Z_номОм) определяется следующими выражениями:

для стандартных ТТ, эксплуатируемых на подстанциях с номинальным вторичным током I_{2номинальный вторичный ток} = 5 A находится в диапазоне S_ном = 2,5 + 100 ВА или Z_ном = 0,1 ¸ 4 Ом.

Зависимость погрешности напряжения VT δ _U на мощность вторичной нагрузки трансформатора Р₂ показана на рис. 32 [ 18].

Погрешности ТН должны находиться в пределах допусков для данного класса точности при условии, что нагрузка составляет 25 – 100 % от номинальной нагрузки при cosφ = 0,8 (ind). Если нагрузка превышает или опускается ниже номинальной мощности, класс точности ТН становится более грубым (см. Приложение 2).

Неточность из-за потери напряжения в линии, соединяющей счетчик с ТН δ_л характеризуется разницей между абсолютными значениями напряжений на вторичных зажимах ТН и на клеммной колодке счетчика (выражается в процентах). Эта ошибка имеет отрицательный знак. Потери напряжения зависят от сечения и длины проводов (кабелей), а также от нагрузочной способности ТН.

Ошибка счетчика δ_с зависит от тока и cosφа также форма тока нагрузки, дисбаланс напряжения, обратный порядок фаз напряжения, температура и другие факторы [ 1 – 3].

Рис. 32. Ошибка напряжения ТН в зависимости от мощности вторичной нагрузки

Зависимость погрешности измерительного прибора δ_с на ток и cosφ (характеристики нагрузки) показаны на рис. 10, 11 и 33.

На рисунке 33 показаны характеристики программируемой нагрузки счетчика типа A2 R (100 В, 5 А, класс точности 0,5, ABB VEI Metronics JV). Эти характеристики являются результатом определения погрешностей счетчика δ_с на конфигурации типа MK6801 при cosφ = 0,5, cosφ = 1 и ток нагрузки от 25 мА до 5 А:

Рисунок 33. Программируемая нагрузочная характеристика счетчика A2 R (100 В, 5 А, класс точности 0,5)

Читайте далее: