Инструкция по проверке трансформаторов тока, используемых в схемах релейной защиты и измерения
|
Скачать 2.03 Mb.
|
1.4 Характеристики намагничивания и ВАХ Характеристика намагничивания представляет собой зависимость магнитной индукции в магнитопроводе ТТ от напряженности магнитного поля. Согласно ГОСТ 7746-89 [14] в информационных материалах заводов-изготовителей должны приводиться типовые кривые намагничивания магнитопроводов ТТ для защиты, снятые при практически синусоидальной магнитной индукции, представляющие зависимость амплитуды магнитной индукции Вт от действующего значения напряженности магнитного поля Н при номинальной частоте 50 Гц. Для изготовления магнитопроводов ТТ заводы используют электротехническую сталь различных марок. Магнитопроводы маслонаполненных ТТ на номинальное напряжение 35 кВ и выше, произведенные Запорожским заводом высоковольтной аппаратуры (ЗЗВА) во времена СССР, имеют тороидальную форму (ленточные магнитопроводы) и изготовлены преимущественно из холоднокатаной стали марки М6Х. В настоящее время ЗЗВА изготавливает магнитопроводы ТТ из стали марки 3406 производства Верх-Исетского завода. В таблицах приложения Е приведены характеристики кольцевых магнитопроводов для этих марок сталей различного качества по данным ЗЗВА. Московский Электрозавод для производства магнитопроводов ТТ использует обычно холоднокатаную сталь марки 3408. Типовые характеристики кольцевого магнитопровода из стали 3408 по данным Электрозавода также приведены в приложении Е. Графики усредненных характеристик намагничивания для сталей М6Х и 3408 приведены на рисунке 4. Шихтованные (пластинчатые) магнитопроводы изготавливаются из горячекатаной стали марок 1511-1513 (старые обозначения Э41-Э43) и используются обычно для производства ТТ на номинальное напряжение 10 кВ и ниже. Характеристики таких магнитопроводов имеются в [3].  а - сталь М6Х: 1 - лучшего; 2 - среднего; 3 - худшего качества; б — сталь 3408 лучшего качества Рисунок 4 - Усредненные характеристики намагничивания ленточных магнитопроводов Следует иметь в виду, что характеристики сталей имеют разброс от партии к партии. Кроме того, несколько различаются характеристики стали отдельного магнитопровода и готового ТТ. Типовые характеристики намагничивания являются некоторыми усредненными; чаще они близки к характеристикам магнитопроводов из сталей худшего качества соответствующих марок. Поэтому при использовании типовых характеристик намагничивания для расчетов метрологических характеристик конкретных ТТ не приходится ожидать высокой точности результатов конкретного расчета. Более точные результаты получаются при использовании характеристик намагничивания или пропорциональных им ВАХ конкретных ТТ, снятых при практически синусоидальном напряжении при помощи вольтметра, реагирующего на среднее абсолютное значение напряжения, и амперметра, реагирующего на действующее значение тока. При этом, как и при проверке тока намагничивания, напряжение измеряется на выводах разомкнутой первичной обмотки или специальной "контрольной" обмотки (в случае встроенных и других ТТ без собственной первичной обмотки), наложенной на время испытаний. Показания вольтметра должны быть умножены на отношение чисел витков вторичной и первичной (или "контрольной") обмоток. Напряжение питания подводится к вторичной обмотке, измеряется протекающий по ней ток I02. При таком способе снятия ВАХ исключается влияние падения напряжения на сопротивлении вторичной обмотки и измеряется фактически ЭДС, среднее абсолютное значение которой пропорционально амплитуде магнитной индукции. Координаты ВАХ Е2(I02), снятой указанным здесь способом, пропорциональны координатам характеристики намагничивания ТТ, т.е. координатам зависимости Вт от Н:  ; (30), (31)где Е2 — вторичная ЭДС (эквивалентное действующее значение, равное среднему абсолютному значению, умноженному на коэффициент формы для синусоиды 1,11); I02 — действующее значение тока намагничивания; Q — сечение стали магнитопровода; Вт макс — максимальное значение магнитной индукции; Н — напряженность магнитного поля; f — частота напряжения; l — средняя длина силовой линии магнитного поля; w2 — число витков вторичной обмотки. Вольт-амперные характеристики непосредственно пригодны для использования в расчетах параметров установившихся режимов работы конкретных ТТ, поскольку они автоматически учитывают действительные значения числа витков вторичной обмотки и размеры магнитопровода, а для применения типовых характеристик намагничивания необходимо знать значения w2, Q и l, иначе их невозможно использовать. При расчетах режимов с использованием экспериментальных ВАХ конкретных экземпляров ТТ в условиях эксплуатации обычно нет возможности точного учета потерь в стали (неизвестны марка и качество стали магнитопровода, размеры Q и l магнитопровода и точное значение w2), поэтому применяются упрощенные варианты расчета методом эквивалентных синусоид, при этом следует задаваться некоторыми пессимистическими допущениями об угловых соотношениях векторов вторичного и намагничивающего токов или эквивалентном сопротивлении потерь в стали. Результаты таких расчетов обычно более точны и надежны, чем при расчетах с использованием типовых кривых намагничивания для стали неизвестного качества. Для более точного расчета токовых и угловых погрешностей ТТ, кроме характеристики намагничивания или ВАХ, еще необходима характеристика угла потерь в стали — это зависимость угла потерь в стали от амплитуды магнитной индукции Вт, также снятая при синусоидальной форме кривой магнитной индукции. Угол потерь в стали равен углу опережения вектора намагничивающего тока по отношению к вектору результирующего магнитного потока в магнитопроводе ТТ (см. рисунок 2). Угол между вектором намагничивающего тока и вектором вторичной ЭДС (он же угол полного сопротивления ветви намагничивания) равен (90° - ). Угол потерь в стали необходим для определения углов сдвига фаз между векторами на векторной диаграмме ТТ. В приложении Е вместе с усредненными характеристиками намагничивания даны и усредненные характеристики угла потерь в стали трех марок в зависимости от амплитуды магнитной индукции в виде таблиц. На рисунке 5 построены графики зависимости угла потерь (Вт) для усредненных характеристик стали М6Х. Рисунок 5 - Характеристики угла потерь в ленточных магнитопроводах из стали М6Х лучшего (1), среднего (2) и худшего (3) качества Для использования типовых характеристик намагничивания при проверках ТТ (например, для сравнения с опытными ВАХ) их следует перестроить в ВАХ Е2 = f (I02) с использованием формул (30) и (31). 1.5 Метрологические требования к ТТ для учета электроэнергии Трансформаторы тока для учета электроэнергии должны обеспечивать максимально возможную точность в пределах рабочих режимов. Точность этих ТТ в аварийных режимах может обеспечиваться на значительно более низком уровне, чем у ТТ, обеспечивающих релейную защиту, поскольку аварийные режимы несущественны для учета из-за их кратковременности. Возможно и желательно использование измерительных ТТ для учета, вообще не воспроизводящих токи аварийных режимов, поскольку это снижает броски тока через измеряющие ток приборы при КЗ. ГОСТ 7746-89 [14] предусматривает выпуск специальных ТТ для коммерческого учета. Эти ТТ (с номинальным током 5 А) имеют специальные обозначения класса точности 0,5S и 0,2S и характеризуются диапазоном точной работы, расширенным в сторону малых первичных токов до 1% номинального значения. Стандарт допускает токовую и угловую погрешности на нижнем краю диапазона, в 3 — 3,75 раза превышающие их значения при номинальном первичном токе. В приложении Ж приведена таблица нормативов погрешностей для разных классов точности по ГОСТ 7746-89 [14]. Например, для трансформаторов тока класса точности 0,5 трехкратное значение погрешности по току и углу допускается уже при токе 5% номинального значения. Погрешности при меньших значениях первичных токов вообще не нормируются. Выбор коэффициента трансформации ТТ при проектировании часто приходится производить, сообразуясь не с реальным током этого присоединения, а с необходимостью обеспечения условий динамической или термической стойкости этого аппарата при токах КЗ. При этом нередко номинальные токи ТТ превышают номинальные токи присоединения в пять-десять раз. В условиях современного промышленного спада реальные вторичные токи иногда опускаются до уровня 1 — 2% номинального тока при очень низком коэффициенте мощности, что дополнительно увеличивает погрешности учета. В разделе 4 РД 34.11.321-96 [20] в числе прочих даны предельные нормы допустимых погрешностей измерений электрических параметров для технического и коммерческого учета и расчета ТЭП. Этим РД ограничиваются значения суммарных погрешностей каналов учета, включающих погрешности измерительных ТТ и ТН, погрешности от потерь в соединительных проводах от ТН до приборов учета и погрешности самих приборов учета. Аналогичные нормы содержатся также в РД 34.11.333-97 [21]. Пределы погрешностей, установленные в [21], столь жестки, что трансформаторы тока класса 0,5 (составляющие в настоящее время в эксплуатации подавляющее большинство среди ТТ для учета) часто не дают возможности уложиться в эти пределы, ибо допустимые по ГОСТ 7746-89 [14] погрешности ТТ оказываются в некоторых рабочих режимах соизмеримы с нормативом суммарной погрешности по каналу измерения энергии или даже превышают его. Жесткие нормы точности при ведении коммерческого учета диктуются условиями обеспечения достаточной итоговой точности при сведении балансов электроэнергии по энергетическим предприятиям и объединениям и не могут быть смягчены, поэтому необходимо при проведении модернизации энергообъектов предусматривать установку на присоединениях, подлежащих коммерческому учету, ТТ класса не ниже 0,2S. Погрешности ТТ для учета могут проверяться только экспериментально, с помощью измерительных мостов (нулевыми методами). Приборы для таких проверок в России изготовляются институтами метрологии, например Уральским научно-исследовательским институтом метрологии (УНИИМ). Эти измерительные приборы стоят довольно дорого, сама проверка требует вывода присоединения из работы, поэтому такие проверки до сих пор практиковались только заводами—изготовителями ТТ. Эксплуатационные организации энергетической отрасли ранее таких проверок не делали. Сейчас проверку ТТ для коммерческого учета на соответствие классу точности должны проводить организации, имеющие сертификат на проведение энергоаудита в энергетической отрасли, для чего организации, занимающиеся энергоаудитом, должны приобрести аппаратуру для проверки ТТ на класс точности. Вероятность потери измерительным трансформатором его класса точности в процессе эксплуатации невелика, но и не равна нулю. Возможно, например, разрушение со временем изоляции листов набора магнитопровода, коррозия этих листов, рост переходного сопротивления внутренних соединений вторичной обмотки и т.п. Проверка ТТ для коммерческого учета эксплуатационными организациями заключается в измерении сопротивления нагрузки ТТ (см. раздел 3.11 настоящей Инструкции), которое должно быть возможно меньшим, но в любом случае не должно превышать номинального сопротивления нагрузки. В цепи ТТ для коммерческого учета должны включаться только счетчики электроэнергии, измерительные приборы и измерительные преобразователи для АСУ ТП. Потребители, не относящиеся к перечисленным, должны быть изъяты из цепей ТТ для учета. При невозможности освободить существующие ТТ для учета от посторонних им потребителей необходимо устанавливать дополнительный комплект ТТ с классом точности не ниже 0,2S специально для учета. Для повышения точности ведения коммерческого учета режимные подразделения АО-энерго должны стремиться по возможности повысить значение cos по учетным присоединениям. При любых режимах cos присоединений, имеющих коммерческий учет, не должен опускаться ниже уровня 0,5. 2 РАСЧЕТЫ ПО ТТ 2.1 Общие указания к расчету погрешностей ТТ Существует несколько методов расчета установившихся режимов ТТ с учетом нелинейности характеристики намагничивания. Практикуемый довольно давно метод эквивалентных синусоид позволяет достаточно точно рассчитать параметры режимов ТТ при малых нагрузках, при погрешностях, не выходящих за 10%, но не обеспечивает достаточную точность при глубоком насыщении ТТ. Расчеты погрешностей ТТ можно проводить с использованием так называемых обобщенных характеристик ТТ, построенных по данным испытаний физических моделей ТТ с кольцевыми магнитопроводами из сталей марок 1512 и 3411 (старые названия — Э42 и Э310). Варианты применения этого метода, предусматривающие знание геометрических и обмоточных параметров ТТ и сорта стали, которые часто неизвестны, не могут рекомендоваться как типовые. Однако если такие параметры имеются, то в [3] можно найти достаточно подробную программу расчета с использованием микрокалькулятора. При работе в режимах глубокого насыщения магнитопровода для определения погрешностей допустимо и целесообразно заменять реальные динамические характеристики намагничивания (динамические петли) характеристиками, состоящими из отрезков прямых, например, ПХН или СХН, что сильно упрощает расчеты. Примеры ПХН и СХН приведены на рисунке 6 (кривые 1 и 2). Упрощение расчетов достигается за счет использования универсальных характеристик погрешностей ТТ с ПХН или с СХН, пригодных для расчета погрешностей ТТ обычного типа в установившемся режиме при глубоком насыщении магнитопровода [2], [13], [16]. В приложении А приведен набор универсальных характеристик ТТ с ПХН.  1 - ПХН; 2 - СХН Рисунок 6 — Варианты кусочно-линейной аппроксимации динамических характеристик намагничивания ТТ В 1971 г. Горьковское отделение института "Энергосеть-проект" выпустило работу "Разработка универсальных характеристик для расчета трансформаторов тока со спрямленной характеристикой намагничивания" (инв. № 3746тм-т1), в которой приведен комплект универсальных характеристик для расчетов погрешностей одиночных ТТ с использованием СХН. Способы определения параметров СХН описаны, например, в [4], [5], [6]. В настоящее время и в будущем предпочтение следует отдавать машинным методам расчета релейных защит и их ТТ как более быстрым и точным. Методы машинного расчета в настоящей Инструкции не приводятся. В [2] приведены сведения о программе ГТТ-72, предназначенной для расчетов мгновенных и интегральных значений токов во вторичных цепях ТТ и погрешностей ТТ при их работе в типовых трехфазных схемах (группах ТТ) при переходных и установившихся режимах КЗ различных видов. Эти расчеты ведутся с использованием СХН ТТ. Учитываются начальные (остаточные) значения магнитной индукции ТТ, взаимные индуктивности между вторичными цепями (при наличии трансреакторов с подведением токов разных фаз), полные сопротивления и коэффициенты мощности для каждой ветви схемы, неидентичность характеристик намагничивания группы ТТ, витковая коррекция. Первичные токи задаются синусоидальными и экспоненциальными составляющими. В программу включена математическая модель электромагнитных реле тока, которая позволяет рассчитывать работу реле с учетом искажений формы кривой тока при насыщении ТТ, в частности, проверять реле на вибрацию контактов. В настоящее время программа переработана для современных персональных ЭВМ. Необходимо отметить, что при насыщении ТТ, работающих в группе, вследствие взаимного влияния между ТТ группы, вторичные и намагничивающие токи ТТ существенно отличаются от токов одиночных ТТ формой кривой мгновенных значений, что делает их режимы работы не подобными режимам работы тех же ТТ, но одиночных. Поэтому функциональные характеристики одиночных ТТ (обобщенные характеристики физических моделей ТТ, универсальные характеристики ТТ с ПХН или СХН) могут быть приближенно использованы для ТТ в группах только при токовых погрешностях не более 10% или при пренебрежимо малых полных сопротивлениях общих ветвей группы (ветвей без вторичных обмоток ТТ). При этом нагрузка ТТ должна определяться с учетом вида КЗ. Расчеты погрешностей ТТ и сечений подводящих проводов вторичного контура на контрактной основе могут вести проектные институты, например "Энергосетьпроект". Иногда расчеты погрешностей ТТ не обеспечивают требуемой точности из-за неточности исходных данных или нестандартности расчетных режимов. Тогда может потребоваться экспериментальная проверка погрешностей (см. раздел 3 настоящей Инструкции). Кроме расчетов погрешностей в практике эксплуатации релейной защиты может возникать потребность в расчетах нагрузок ТТ, сечений проводов токовых цепей, их допустимой длины и других параметров. Справочные материалы для таких расчетов можно найти в литературе — см., например, [8] и [10]. |
Похожие:
 |
Инструкция по проверке трансформаторов тока, используемых в схемах релейной защиты и измерения Разработано Открытым акционерным обществом "Фирма но наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей... |
|
Инструкция выпускается взамен «Общей инструкции по проверке устройств... Инструкция предназначена для персонала, занимающегося эксплуатацией и наладкой устройств рза, и действует наряду с Инструкцией для... |
|
Документация на проведение закупки в форме запроса котировок Предмет закупки: Выполнение комплекса работ по замене трех трансформаторов тока тпл-10, замене одного электросчетчика «Меркурий-230»,... |
|
Инструкция по вводу в эксплуатацию и погрузочно-разгрузочным работам... Каждый служащий, имеющий какое-либо отношение к транспортировке, установке, уходу и использованию трансформаторов тока (в сокращении... |
|
Инструкция по выбору и проверке электрических аппаратов, кабелей и устройств релейной защиты Расчетный максимальный ток трехфазного короткого замыкания для любой точки сети (А) может быть определен по формуле |
|
Типовая инструкция по организации и производству работ в устройствах... Инструкция предназначена для персонала, занимающегося эксплуатацией и наладкой устройств рза, и действует наряду с Инструкцией для... |
|
Межгосударственный стандарт трансформаторы тока измерительные лабораторные Разработан открытым Акционерным Обществом «Свердловский завод трансформаторов тока» |
|
Электромонтер по ремонту аппаратуры релейной защиты и автоматики... Техническое обслуживание и ремонт сложных защит электродвигателей, генераторов, трансформаторов, блоков генератор-трансформатор,... |
|
Инструкция для оперативного персонала по обслуживанию устройств релейной... С выходом настоящей Инструкции отменяется «Инструкция дежурному персоналу электростанций и подстанций по обслуживанию устройств релейной... |
|
Инструкция по проверке трансформаторов напряжения В инструкции приведены программа и методы проверки трансформаторов напряжения (ТВ) и их вторичных цепей. Даны основные сведения о... |
|
Характеристики Измерение напряжения и тока при помощи обычных измерительных трансформаторов или датчиков тока и напряжения |
|
Распоряжение ОАО "ржд" от 19. 12. 2005 n 2144р сто (Стандарт организации)... Гост р мэк 61557-5-2008 Сети электрические распределительные низковольтные напряжением до 1000 в переменного тока и 1500 в постоянного... |
|
Техническое задание на выполнение работ по техническому переоснащению... Аскуэ, трансформаторов тока и трансформаторов напряжения турбогенераторов тг-1, тг-2 и тсн 21Т, 22т симферопольской тэц на современные... |
|
1. Прибор для измерения параметров силовых трансформаторов "Коэффициент" Предмет закупки Прибор для измерения параметров силовых трансформаторов Коэффициент |
 |
Рабочая программа профессионального модуля подготовки специалистов среднего звена ПМ. 01 Наладка и испытание устройств релейной защиты, автоматики, средств измерения и систем сигнализации разработана на основе Федерального... |
|
Типовая инструкция по организации защиты объектов террористической устремленности Инструкция предназначена для использования хозяйствующими субъектами в организации защиты объектов, а также для контролирующих, надзирающих... |