Методы инструментального выявления недостоверного учета электрической энергии
Коммерческие потери электроэнергии
погрешность системы учета
ошибки при выставлении счетов
при востребовании оплаты
хищение электроэнергии
организация и совершенствование системы учета
снижение «человеческого фактора» и т.п.
Мы рассмотрим методы инструментального выявления
недостоверного учета электрической энергии, методы снятия,
построения и анализа векторных диаграмм, с использованием
современных недорогих переносных измерительных приборов.
3. Оснащенность персонала при проведении инструментальных проверок
Для проведения инструментальной проверки по выявления недостоверного
учета электроэнергии персонал субъекта электроэнергетики должен быть
обеспечен:
Инструментами: отвертками с изолированной рукояткой и стержнем;
пассатижами с изолированными ручками; индикатором напряжения;
фонарем; инженерным калькулятором; пломбиром; запасом пломб и
пломбировочной проволоки.
Персональным
компьютером, с установленным сервисным программным
обеспечением,
преобразователями
интерфейсов
для
связи
с
микропроцессорным счетчиком электроэнергии. Например, для технического
обслуживания и программирования многотарифных многофункциональных
электросчетчиков
типа
СЭТ-4ТМ.03,
программным
обеспечением
«Конфигуратор
СЭТ-4ТМ»,
преобразователями
интерфейсов
УСО-2
(устройство сопряжения оптическое), ПИ-2 (преобразователь интерфейса
USB – RS – 485).
Приборами
для проведения инструментальной проверки схем включения
электросчетчиков
и
выявления
фактов
недостоверного
учета
:
вольтамперфазометр ВАФ-85М1 (ВАФ ПАРМА А); образцовый счетчик
ЭНЕРГОМЕРА СЕ602-100К.
4. Виды возможных ошибок в цепях подключения электросчетчиков
2.Короткие замыкания в измерительных
цепях
1. Нарушение целостности цепей
подведенных к электросчетчику
3.Неправильные схемы включения
счетчиков
— неправильная полярность цепей напряжения
или тока;
— скрещивание цепей напряжений или токов;
— неправильный порядок чередования фаз
напряжений или токов.
Эти ошибки могут возникнуть как при установке нового счетчика, при
замене счетчика на более сложный счетчик, так и во время текущей
эксплуатации.
В одном и том же присоединении могут одновременно
возникнуть две или больше ошибок.
5. Примеры возможных ошибок в цепях подключения электросчетчиков
1. Нарушение целостности цепей
подведенных к электросчетчику.
Схема включения: 3-х фазная 3-х
проводная, двухэлементная:
Обрыв провода вторичной обмотки
трансформатора тока (ТТ):
Ток в нулевом проводе ТТ I0 равен
нулю
Вектор тока другой фазы сдвинут
относительно I0 на 180 градусов
(верхний рисунок).
До исправления схемы Pакт1 = 117 Вт
Устранен обрыв провода ТТ, схема
включения электросчетчика
восстановлена.
После исправления Pакт2 = 229 Вт,
недоучет Рн= Pакт2 – Pакт1=112Вт
(около 50%)
6. Примеры возможных ошибок в цепях подключения электросчетчиков
Рассмотрим измерение электроэнергии двухэлементным счетчиком САЗУ-И670М.
Линейные напряжений UAB=UCB=100 В, ток IА =IС =1А,угол фазового сдвига φ=30°.
А
В
С
1
Л1
ТТА
Л1
И1
И2
2
3
4
5
6
7
И1
ТТС
Л2
И2
Л2
а
b
c
А
В
С
ТН
Первым измерительным элементом счетчика измеряется
активная мощность P1=UAB IА cos (30°+φ)=100*1*0,5=50 Вт
Вторым измерительным элементом P2=UCB IС cos (30°- φ)=100*1*1=100 Вт
Активная мощность, измеряемая счетчиком Р= P1+ P2=150 Вт
При отсутствии тока IА, или напряжения UА на первом измерительном элементе
абсолютная погрешность измерений электроэнергии составит 50 Вт ( — 33 %)
При отсутствии тока IС или напряжения UС на втором измерительном
элементе погрешность измерений электроэнергии составит 100 Вт ( — 66 %)
7.
3.Неправильные соединения
Счетчик активной энергии установлен на присоединении с индуктивным
характером нагрузки.
При снятии векторной диаграммы прибором ВАФ-85М1 получены данные для
построения векторной диаграммы.
По векторной диаграмме видно,
что вектор Iс занимает положение
вектора I0.
Отсюда делаем вывод, что провод
идущий от фазы «С» трансформатора
тока, перепутан с нулевым проводом.
В данном случае недоучет электрической энергии составит около – 40%
8. Проверка правильности схем включения трехфазных счетчиков электрической энергии 6-10 кВ и выше
Сделать вывод о правильности включения счетчика можно, если векторная
диаграмма, снятая на его зажимах, совпадет с ожидаемой.
Необходимыми и достаточными условиями для этого являются:
— правильность выполнения вторичных цепей трансформатора напряжения
и подключения к ним параллельных обмоток счетчика;
— правильность выполнения вторичных цепей трансформатора тока и
подключения к ним последовательных обмоток счетчика.
Проверка правильности включения счетчиков состоит из двух этапов:
1.Проверка цепей напряжения
2.Проверка цепей тока
(снятие векторной диаграммы)
9. Схемы включения трехфазных электросчетчиков
1. Схема включения трехфазного счетчика электрической энергии в 4-х проводную
сеть 0,4 кВ (прямое включение). 5(50)А; 10(100)А 220/380 В
N
А
В
С
1
Л1
ТТА
Л2
Л1
И1
ТТВ
И2
Л2
Л1
И1
И1
И2
И2
ТТС
Л2
N2
2
3
4
5
6
7
8
9
10
10. Схемы включения трехфазных электросчетчиков
2. Схема включения трехфазного счетчика электрической энергии в 3-х
проводную сеть 6; 10 кВ и выше (трансформаторное включение). 5(7,5)А; 1(1,2)А
Л1
A
ТТА
И1
В
C
Л1
И1
С
В
А
ТН
Л2
И2
ТТC
Л2
1
И2
2
3
4
5
6
7
c
b
a
IA
IC
0
А
В
С
1
2
3
4
5
6
7
0
А
В
С
1
2
3
4
5
6
7
11. Схемы включения трехфазных электросчетчиков
3. Схема включения трехфазного счетчика электрической энергии в 4-х
проводную сеть 6; 10 кВ и выше (трансформаторное включение). 5(7,5)А; 1(1,2)А
ТТA
A
Л1
В
И1 ТТB И2
Л1
Л2
C
И1
И2
Л1 ТТC Л2
N
И1
Л2
И2
1
2
UA
3
4
UB
0
А
В
0
А
В
5
6
UC
С
1
С
1
IA
7
8
9
10
IC
IB
2
3
4
5
6
7
2
3
4
5
6
7
12. Проверка вторичных цепей трансформаторов тока
Для проверки вторичных цепей трансформаторов тока снимается векторная
диаграмма токов:
определяются
значения и положения векторов токов, проходящих
последовательные обмотки счетчика, относительно векторов напряжения.
через
Полученное
сопоставляется с ожидаемыми расположениями векторов вторичного
тока, определяемыми характером первичной нагрузки, направлением и значением
активной и реактивной мощностей.
Рассмотрим диаграмму распределения
квадрантам.
активной
и
реактивной
энергии
по
Q
Экспортируемая активная
P(-) энергия (мощность)
Q(+)
Импотируемая активная
энергия (мощность)
I
II
Импотируемая
реактивная
энергия
S
Q
ϕ
P
Экспортируемая
реактивная
энергия
Q(-)
III
P(+)
P
IV
Диаграмма изображена в соответствие
ГОСТ Р 52425 – 2005 «Счетчики реактивной энергии».
13. Проверка вторичных цепей трансформаторов тока
Расположение векторов токов относительно одноименных фазных
напряжений принято изображать в зависимости от направления мощности в
первичной сети в соответствии со следующими правилами:
— за положительное направление активной и реактивной мощностей или тока
принято направление их от шин станции или подстанции;
— положительное значение активной мощности (тока) принято при
совпадении вектора тока с положительным направлением вектора
одноименного фазного напряжения (ось (+) активная мощность P);
При принятых положительных направлениях вектор тока, например,
IА, фазы А может располагаться относительно вектора напряжения UA во всех
четырех квадрантах в зависимости от направлений активной и реактивной
мощностей в соответствии с таблицей.
Это правило справедливо и для фаз В и С.
14. Проверка вторичных цепей трансформаторов тока
Q
1. Первый квадрант, угол φ изменяется от
0˚ до 90˚, индуктивный характер нагрузки,
активная мощность – положительная,
реактивная мощность – положительная.
Экспортируемая активная
P(-) энергия (мощность)
Импотируемая
реактивная
энергия
1-й квадрант
Φ (от 0º — 90º)
P(+) Q(+)
ϕ
P
Экспортируемая
реактивная
энергия
III
UA
IA
ϕ
IC
UC
S
Q
Q(-)
IB
UB
P(+)
I
II
Q(+)
Векторная диаграмма характерна для
бытовых, мелкомоторных и ряда
промышленных потребителей
электроэнергии.
Импотируемая активная
энергия (мощность)
IV
P
15. Проверка вторичных цепей трансформаторов тока
Q
Экспортируемая активная
P(-) энергия (мощность)
2. Второй квадрант, угол φ изменяется от 90˚
до 180˚, емкостной характер нагрузки,
активная мощность – отрицательная,
реактивная мощность – положительная.
Векторная диаграмма характерна для учета
на линиях связи ВЛ 35/110/220 кВ, а также
для нефтегазодобывающего комплекса.
Q(+)
Импотируемая
реактивная
энергия
S
II
P(-) Q(+)
I
P
Экспортируемая
реактивная
энергия
Q(-)
UA
IC
ϕ
IB
UC
IA
P(+)
ϕ
III
2-й квадрант
Φ (от 90º — 180º)
Импотируемая активная
энергия (мощность)
UB
IV
16. Проверка вторичных цепей трансформаторов тока
Q
3. Третий квадрант, угол φ изменяется
от 180˚ до 270˚, индуктивный характер
нагрузки, активная мощность –
отрицательная, реактивная мощность –
отрицательная.
Векторная диаграмма характерна для
учета на линиях связи ВЛ 35/110/220 кВ,
а также для учета на границах сетевых
компаний.
3-й квадрант
Φ (от 180º — 270º)
P(-) Q(-)
Экспортируемая активная
P(-) энергия (мощность)
II
Q(+)
Импотируемая
реактивная
энергия
Экспортируемая
реактивная
энергия
I
Q(-)
P
P
S
UA
ϕ
IC
IA
P(+)
ϕ
IB
UC
Импотируемая активная
энергия (мощность)
UB
III
IV
17. Проверка вторичных цепей трансформаторов тока
Q
Экспортируемая активная
P(-) энергия (мощность)
4. Четвертый квадрант, угол φ
изменяется от 270˚ до 360˚, емкостной
характер нагрузки, активная мощность
– положительная, реактивная мощность
– отрицательная.
II
Q(+)
Импотируемая
реактивная
энергия
ϕ
P
S
Q(-)
III
Φ (от 270º — 360º)
IA
ϕ
IB
IC
P(+)
I
Экспортируемая
реактивная
энергия
Векторная диаграмма характерна для
учета на линиях связи ВЛ 35/110/220 кВ,
а также для нефтегазодобывающего
UA
комплекса.
4-й квадрант
P(+) Q(-)
UC
Импотируемая активная
энергия (мощность)
UB
IV
18. Примерный характер нагрузок по группам потребителей
Характер нагрузки, зависящий от присоединенного потребителя, данные о
наличии синхронных компенсаторов, конденсаторных батарей приведены в
таблице:
Для снятия векторных диаграмм удобно использовать вольтамперфазометры
ВАФ-85 М1, ВАФ ПАРМА А и другие, образцовые счетчики, типа СЕ602 – 100К,
ЦЭ6815, позволяющие измерять параметры сети.
19. Построение векторной диаграммы относительно вектора UАВ
Электросчетчик включен в 3-х фазную 3-х проводную сеть. Снимаем
векторную диаграмму (ВАФ-85М1):
1. Проверяем прямой порядок чередования напряжений.
2. Измеряем все фазные, все линейные напряжения.
3. Измеряем значения всех токов, включая и ток I0.
4. Последовательно измеряем углы между опорным напряжением UАВ и
каждым током: IА; I0; IС.
5. Полученные данные:
— чередование напряжений прямое, в последовательности А; В; С
— все линейные напряжения равны: UАВ= UСВ= UСА=100В
— все токи равны : IА=I0=IС=1,2А
— углы между опорным напряжением UАВ и каждым током IА; I0; IС
соответственно равны 45L; 165L; 75C.
Приступаем к построению векторной диаграммы:
20. Построение векторной диаграммы относительно вектора UАВ
1. Откладываем вектора фазных
напряжений
2. Откладываем вектор — UВ строим
вектор линейного напряжения UАВ
UAВ
UA
-UB
UA
300
1200
1200
1200
UC
UB
UAВ
3.По часовой стрелке от вектора
UАВ откладываем вектора с
индуктивностью, против с
емкостью.
Строим вектор IА (45L)
UB
UC
L (Инд)
UA
C (Емк)
45L
IА
300
UC
UB
21. Построение векторной диаграммы относительно вектора UАВ
4. По часовой стрелке от вектора
UАВ откладываем вектор I0 (165L)
L (Инд)
UAВ
5. Против часовой стрелки от вектора
UАВ откладываем вектор Iс (75С)
L (Инд)
UAВ
UA
C (Емк)
UA
C (Емк)
IА
300
0
30
75C
165L
IА
165L
IC
UC
I0
UB
UC
I0
UB
22. Пример
При снятии векторной диаграммы прибором ВАФ-85 М1 получены следующие данные
(чередование фазных напряжений прямое, в последовательности АВС (ЖЗК)):
1. Откладываем от вектора линейного напряжения
UАВ по часовой стрелке угол 30˚, строим вектор тока
IА, который совпадает с одноименным вектором
фазного напряжения
UAВ
UA
2.Откладываем по часовой стрелке 150L, строим
вектор тока IВ, который также совпадает с вектором
фазного напряжения
IА
30L
Ic
150L
90C
UC
3.Против часовой стрелки откладываем 90C, строим
вектор тока IС, совпадающий с одноименным
вектором фазного напряжения.
IB
UB
23.
Q
Экспортируемая активная
P(-) энергия (мощность)
Q(+)
II
Импотируемая
реактивная
энергия
Импотируемая активная
энергия (мощность)
P(+)
В соответствии с диаграммой векторы токов
и напряжений одноименных фаз совпадают,
угол φ = 0˚
I
ϕ=0
Экспортируемая
реактивная
энергия
S
P
Q(-)
III
IV
Это свидетельствует о том, что потребитель потребляет только активную
мощность и энергию, реактивная энергия в данном случае равна нулю.
Электросчетчик учитывает электрическую энергию и мощность в первом
квадранте А(+); R(+), индуктивный характер нагрузки, коэффициент мощности
равен 1.
На основании анализа полученных данных делается вывод о
правильности
схемы
включения
электросчетчика
и
предварительный
вывод
о
достоверности
измерения
электроэнергии.
Схема включения электросчетчика правильная.
24. Вольтамперфазометр ВАФ-85М1
Предназначен для измерения:
среднеквадратического значения
силы и напряжения переменного
тока синусоидальной формы;
угла сдвига фаз между
напряжением и напряжением;
угла сдвига фаз между током и
напряжением, номинальными
значениями 110В; 220В; 380В;
• а также для определения
последовательности чередования
фаз в трехфазных системах
25.
Рекомендуется следующий порядок снятия и построения векторных диаграмм
вольтамперфазометром ВАФ-85М1:
1.К контактным гнездам фаз «А», «В», «С» подводится соответственно напряжение
трехфазного тока 110, 220, 380 В. Переключатель диапазонов измерений
установливается в положение («125», «250», «500» В) соответствующее величине
подведенного к гнездам «А», «В», «С» трехфазного напряжения.
2.Для проверки чередования фаз нажать кнопку верньера. При этом вращение оси
фазовращателя с лимбом по часовой стрелке указывает на чередование фаз в
последовательности АВС (ВСА, САВ). (Изменение порядка следования любых двух фаз
(АСВ, ВАС и СВА) вызывает процесс обратного чередования фаз, при котором
электрические двигатели будут вращаться в противоположную сторону). Прямое
чередование фазных напряжений обязательно.
3.К контактным гнездам «*» и «А» присоединяют электроизмерительные клещи, в
соответствии с маркировкой (стержень соединительной вилки, имеющей обозначение
«*», должен входить в контактное гнездо, обозначенное «*» на приборе).
4.Переключатель V,A/mA установить в положение V,A. Переключатель
«Величина»/«Фаза» установить в положение «Величина». Переключатель диапазонов
измерений установить в положение 5А (10А) или 1А (в зависимости от величины
ожидаемого измеряемого тока).
5.Электроизмерительными клещами охватить провод подключенный к началу
токовой обмотки электросчетчика в «фазе А» («фазе В», «фазе С»), таким образом,
чтобы контактные поверхности магнитопровода были надежно сомкнуты. Сторона
клещей, отмеченная «*», должна быть обращена в сторону трансформаторов тока.
Измерить величину тока в «фазе А», «фазе В», «фазе С».
26.
6. Переключатель «Величина»/«Фаза» установить в положение «Фаза». Вращением
лимба стрелка прибора подводится к нулю. При этом направление поворота стрелки
должно быть одинаковым с направлением вращения лимба. Целесообразнее вращать
лимб против часовой стрелки, фиксируя при этом подход к нулю стрелки справа со
стороны шкалы. Установив стрелку на нуль, отсчитывают угол по делению лимба,
совмещенному с риской. Аналогичным образом измеряют угол других фаз, а также
нулевого провода.
7. После снятия векторной диаграммы приступают к ее построению и анализу.
Сначала строят векторы фазных напряжений UА, UВ, UС и вектор UАВ, опережающий
на 30° UА, и принятый за начало отсчета; (UАВ = UА – UВ).
8.Откладывая относительно UАВ измеренные прибором углы, строят векторы тока.
Угол со знаком «Инд.» (индуктивность) откладывается по часовой стрелке, а со
знаком «Емк.» (емкость) против часовой стрелки. Наконец, определяем углы между
одноименными векторами токов и фазных напряжений (определяем угол от вектора
тока против часовой стрелке до одноименного вектора фазного напряжения) и
определяем квадрант и характер нагрузки.
9.Проверяем по векторной диаграмме, что векторы токов и напряжений одноименных
фаз сдвинуты один относительно другого на один и тот же угол. Это свидетельствует
о том, что чередование фаз напряжения и тока совпадает.
10.При анализе векторных диаграмм необходимо помнить, что каждому току должно
соответствовать свое напряжение, в противном случае показания электросчетчика
могут искажаться.
27. Вольтамперфазометр ВАФ ПАРМА А
Предназначен для измерения:
постоянного напряжения,
действующего значения
напряжения и силы
переменного тока
синусоидальной формы с
одновременным вычислением
активной и реактивной
мощностей в цепи;
измерения частоты;
угла сдвига фаз между
напряжением и напряжением;
угла сдвига фаз между током и током (если прибор
укомплектован двумя токоизмерительными клещами);
угла сдвига фаз между током и напряжением, а также
для определения последовательности чередования
фаз в трехфазных системах.
28. Порядок работы с прибором ВАФ ПАРМА А
Прибор не имеет переключателей режимов работы и диапазонов измерений.
Все переключения производятся автоматически на основании оценки
поступающих сигналов.
1. Определение последовательности чередования фаз:
Прибор автоматически переключается в данный режим при поступлении сигнала
на клемму «В». Правильное определение последовательности чередования фаз
возможно только при условии, что все три фазы подключены в соответствии с
маркировкой на приборе.
Результат определения чередования фаз выводится в текстовом виде.
2. Для измерения угла сдвига фаз между напряжением и током подайте на клеммы
обозначенные Uопорн напряжение, подключите токоизмерительные клещи c
маркировкой Iизмер к разъему, обозначенному Iизмер С момента появления
сигнала на клеммах Uопорн прибор автоматически перейдет в нужный режим.
В нижней строке дисплея будет выведено значение сдвига фаз между
напряжением Uопорн и током Iизмер Если напряжение в канале Uизмер также
присутствует, то прибор покажет оба сдвига фаз.
Считайте показания с дисплея в верхней строке.
29. Пример. Счетчик активной энергии включен в 3-фазную 4-проводную сеть, с индуктивным характером нагрузки. Промышленное
Примечание:
На время проверки схемы включения электросчетчика установку компенсации
реактивной мощности отключают.
Приведем данные, для построения векторной диаграммы, снятые с
электросчетчика вольтамперфазометром ВАФ ПАРМА А, относительно опорного
(Uопорн) линейного напряжения UАВ.
На первом этапе снятия векторной диаграммы необходимо проверить напряжения,
т.е. измерить значения фазных и линейных напряжений (наличие всех напряжений
и целостность цепей напряжения), определить зажимы, к которым подведены
напряжения фаз А, В и С, и определить чередование фаз.
При снятии векторной диаграммы прибором ВАФ ПАРМА А получены следующие
данные (чередование фазных напряжений прямое, в последовательности АВС):
30.
Наносят векторы фазных напряжений под углом 120 градусов друг к другу. Строим
вектор UАВ, принимая его за начало отсчета.
Откладываем от вектора линейного напряжения UАВ по часовой стрелке угол 50˚Инд,
строим вектор тока IА, откладываем по часовой стрелке 170˚ Инд, строим вектор тока IВ
далее против часовой стрелки откладываем 70˚Емк, строим вектор тока IС.
В соответствии с диаграммой векторы токов и напряжений одноименных фаз сдвинуты
один относительно другого на один и тот же угол, примерно, φ = 20˚ например UА ^ IА =
20˚. Это свидетельствует о том, что чередование фаз напряжения и тока совпадает.
Для того, чтобы сделать заключение в каком квадранте находится вектор полной
мощности, по построенной векторной диаграмме, определяем угол от вектора тока,
например IА, против часовой стрелке до одноименного вектора фазного напряжения,
UА. Угол φ = 20˚. Аналогично определяем угол для других токов и напряжений. Вектор
полной мощности находится в четвертом квадранте.
Электросчетчик учитывает электрическую энергию и мощность в первом квадранте
А(+); R(+).
31. Прибор энергетика многофункциональный портативный ЭНЕРГОМЕРА СЕ602-100К.
предназначен:
для снятия векторной диаграммы трехфазных
электросчетчиков, в том числе и
электросчетчиков прямого включения (до 100А).
Проверки правильности подключения
трехфазных электросчетчиков.
для измерения основных
электроэнергетических величин в
контролируемой однофазной и трехфазной
сети. Проведение измерений с помощью
токовых клещей без разрыва электрической
цепи (в зависимости от вариантов исполнения)
для определения погрешностей
индукционных и электронных электросчетчиков
на местах их эксплуатации при реально
существующей во время измерений нагрузке.
32. Измерение параметров сети для трехфазной, четырехпроводной схемы подключения (ЗФ4П)
Переход к режиму производится из меню измерения по кнопке < 1 >.
Р, Q, S — активная, реактивная и полная мощности суммарные по трем фазам.
U, I — напряжение и ток по фазам А, В, С.
U, ° — угол между сигналами напряжения по отношению к первой фазе, в градусах.
U ^ I, ° — угол между сигналами напряжения и тока по фазам А, В, С в градусах..
Пример
Счетчик активной энергии включен в 3-фазную 4-проводную сеть, с
индуктивным характером нагрузки.
Примечание: На время проверки схемы включения электросчетчика
установку компенсации реактивной мощности отключают.
На первом этапе снятия векторной диаграммы необходимо проверить
напряжения, т.е. измерить значения фазных и линейных напряжений (наличие всех
напряжений и целостность цепей напряжения), определить зажимы, к которым
подведены напряжения фаз А, В и С, измерить значения фазных токов, определить
чередование фаз.
При снятии векторной диаграммы прибором СЕ602-100К получены
следующие данные (чередование фазных напряжений прямое, в последовательности
АВС):
Параметры сети, измеренные прибором энергетика многофункциональным
портативным СЕ602–100К, для построения векторной диаграммы, для удобства
сведем в таблицу:
33.
Векторы фазных напряжений, в произвольном масштабе, наносят на бумагу под углом
120 градусов друг к другу. В данном случае, для того чтобы построить вектора токов, за
начало отсчета принимаем соответствующие фазные напряжения (UА – IА; UВ – IВ; UС –
IС). Откладываем от вектора фазного напряжения UА по часовой стрелке угол 20˚,
строим вектор тока IА, от вектора фазного напряжения UВ откладываем по часовой
стрелке 20˚, строим вектор тока IВ, далее от вектора фазного напряжения UС
откладываем по часовой стрелке 20˚, строим вектор тока IС.
В соответствии с диаграммой векторы токов и напряжений одноименных фаз
сдвинуты один относительно другого на один и тот же угол, φ = 20˚ например UА ^ IА =
20˚ (вектора токов отстают от одноименных векторов напряжений). Это
свидетельствует о том, что чередование фаз напряжения и тока совпадает.
Для того, чтобы сделать заключение в каком квадранте находится вектор
полной мощности, по построенной векторной диаграмме, определяем угол от вектора
тока, например IА, против часовой стрелке до одноименного вектора фазного
напряжения, UА. Угол φ = 20˚. Аналогично определяем угол для других токов и
напряжений.
Вектор полной мощности находится в первом квадранте. Электросчетчик
учитывает электрическую энергию и мощность в первом квадранте А(+); R(+),
индуктивный характер нагрузки.
34.
Q
Экспортируемая активная
P(-) энергия (мощность)
Q(+)
Импотируемая активная
энергия (мощность)
I
II
Импотируемая
реактивная
энергия
S
Q
ϕ
P
Экспортируемая
реактивная
энергия
Q(-)
III
IV
На основании анализа полученных данных можно сделать вывод о правильности
схемы включения электросчетчика и предварительный вывод о достоверности
измерения электроэнергии.
Схема включения электросчетчика правильная.
P(+)
P
35. Снятие и анализ векторных диаграмм с использованием вспомогательных функций и сервисного программного обеспечения
Счетчики СЭТ-4ТМ.03
предназначены для многотарифного коммерческого или технического учета
активной и реактивной электрической энергии прямого и обратного
направления и четырехквадрантной реактивной энергии в трех- и
четырехпроводных сетях переменного тока.
Счетчики СЭТ-4ТМ.03
— могут применяться на предприятиях промышленности и в энергосистемах,
осуществлять учет потоков мощности в энергосистемах и межсистемных
перетоков.
— имеют несколько модификаций, отличающихся классом точности,
номинальным напряжением, числом интерфейсов и наличием резервного
блока питания.
— могут эксплуатироваться автономно или в составе автоматизированных
систем: контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ); диспетчерского
управления (АСДУ).
36.
Ручной режим управления
Позволяет считать параметры сети и величины для построения
векторной диаграммы, в режиме вспомогательных параметров вручную.
В ручном режиме управления информация считывается визуально.
Переход в режим индикации вспомогательных параметров производится из
режима индикации текущих измерений или из режима индикации основных
параметров длинным нажатием кнопки «РЕЖИМ ИНДИКАЦИИ».
Во всех вспомогательных режимах индикации, кроме времени, даты и
температуры, производится индикация квадранта, в котором в текущий
момент времени находится вектор полной мощности, двумя курсорами в
соответствии с: ■- А(+), R(+) 1-й квадрант; ■- А(-), R(+) 2-й квадрант; ■- А(-),
R(-) 3-й квадрант; ■- А(+), R(-) 4-й квадрант.
Перебор (по кольцу) вспомогательных режимов индикации производится
коротким нажатием кнопки «РЕЖИМ ИНДИКАЦИИ» в следующей
последовательности:
индикация
мгновенных значений активной, реактивной или полной
мощности с размерностью «Вт» («кВт», «МВт», «ГВт»), «ВАр» («кВАр»,
«МВАр», «ГВАр»), «ВА» («кВА», «МВА», «ГВА»);
индикация мгновенных значений фазных, межфазных напряжений и
напряжения прямой последовательности с размерностью «В», «кВ»;
индикация
мгновенных значений токов, с размерностью «А», «кА»;
индикация коэффициента мощности с размерностью «cos φ».
37.
Пример
Электросчетчик типа СЭТ-4ТМ.03 подключен к 3-ф 3-проводной сети с помощью 3-х
трансформаторов напряжения и 2-х трансформаторов тока.
Первоначально проверяем чередование фазных напряжений, по ЖКИ индикатору
электросчетчика. Чередование фазных напряжений должно быть прямое, на ЖКИ
индикаторе индицируются фазные напряжения (1; 2; 3), отсутствует мигание какой
либо одной фазы.
Для снятия и построения векторной диаграммы со счетчика в «ручном режиме
управления», переходим в режим индикации вспомогательных параметров.
Переход производится из режима индикации текущих измерений или из режима
индикации основных параметров длинным нажатием кнопки «РЕЖИМ
ИНДИКАЦИИ».
Во всех вспомогательных режимах индикации, кроме времени, даты и температуры,
производится индикация квадранта, в котором в текущий момент времени
находится вектор полной мощности, двумя курсорами в соответствии с: А(+), R(+)
1-й квадрант; А(-), R(+) 2-й квадрант; А(-), R(-) 3-й квадрант; А(+), R(-) 4-й квадрант.
Для построения векторной диаграммы снимаем и фиксируем в «ручном режиме
управления» следующие параметры сети:
38.
Обращаем внимание на индикацию
квадранта, в котором в текущий
момент времени находится вектор
полной мощности (два курсора на
ЖКИ индикаторе: А(+), R(+), величины
P, Вт и Q, вар, положительны).
В данном случае вектор полной
мощности находится в первом
квадранте, индуктивный характер
нагрузки
Q
Экспортируемая активная
P(-) энергия (мощность)
Q(+)
Импотируемая активная
энергия (мощность)
I
II
Импотируемая
реактивная
энергия
S
Q
ϕ
P
Экспортируемая
реактивная
энергия
Q(-)
III
P(+)
IV
P
39.
В соответствии с полученными данными строим векторную диаграмму,
откладывая, вправо, по часовой стрелке, соответствующий угол, в
градусах, от вектора фазного напряжения (угол φ1=42,88 (IА) откладывается
от вектора фазного напряжения UА; угол φ2=49,16 (I0) откладывается от
вектора фазного напряжения UВ; угол φ3=45,43 (IС) откладывается от
вектора фазного напряжения UС. На основании анализа полученных данных
можно сделать вывод о правильности схемы включения электросчетчика и
предварительный вывод о достоверности измерения электроэнергии.
Схема включения электросчетчика правильная.
40.
Дистанционный режим
Для программирования электросчетчика и считывания данных в дистанционном режиме
управления используется программное обеспечение «Конфигуратор СЭТ-4ТМ».
Считывание вспомогательных параметров, измеряемых счетчиком, производится через
форму «Монитор» из меню «Параметры». Вид формы «Монитор» на рисунке.
При построении векторной диаграммы, по данным, снятым с использованием
программного обеспечения «Конфигуратор СЭТ-4ТМ», вектор тока (IА) откладывается от
одноименного вектора фазного напряжения U(А), на величину измеренного угла, в
градусах, по часовой стрелке.
Аналогично откладываются вектора тока IВ и IС.
Монтаж и эксплуатация счетчиков — Проверка правильности включения счетчика
После установки и подключения счетчика производится проверка его схемы. Проверка схемы производится также в следующих случаях: после замены счетчика; после замены измерительных трансформаторов; после переделки монтажа вторичной коммутации или изменения ее схемы; после замены или капитального ремонта силового трансформатора или линий, питающих данное распределительное устройство; в случае возникновения сомнения в правильности учета.
Проверка схемы включения счетчика производится в два приема: сначала при отключенном присоединении, а затем на включенном присоединении при наличии на нем нагрузки.
При проверке схемы включения двухэлементного счетчика активной энергии, включенного в сеть через измерительные трансформаторы, необходимо иметь в виду следующее: чередование фаз, подключенных к зажимам параллельных обмоток счетчика слева направо, должно быть прямым; к обмоткам каждого вращающего элемента счетчика активной энергии должны подводиться ток и напряжение одноименной фазы. К элементу, зажимы которого выведены слева (1-й элемент), подводятся ток и напряжение опережающей фазы (фаза А), а к элементу, зажимы которого выведены справа,— ток и напряжение отстающей фазы (фаза С). К общей точке параллельных обмоток должно быть подведено напряжение фазы В (средняя фаза). В сетях с изолированной нейтралью в этой фазе обычно трансформаторы тока не устанавливаются.
О подключении «начала» последовательной обмотки каждого элемента к генераторным зажимам был) сказано ранее.
Проверка схемы на отключенном присоединении. В первую очередь необходимо произвести непосредственную прозвонку проводников. Для прозвонки могут быть использованы омметр, микротелефонные трубки, лампа или вольтметр с питанием от карманной батареи или трансформатора 220/12 в, звонок и т. п. (рис. 16). При прозвонке проверяемый провод с одного конца должен быть отсоединен от сборки — это исключает возможные обходные цепи. В результате проверки убеждаются в полном соответствии выполненного подключения монтажной схеме. После прозвонки восстанавливают схему, оставив отсоединенными параллельные цепи от трансформатора напряжения и заземляющий провод от вторичных обмоток трансформаторов тока.
Рис. 16. Проверка правильности монтажа с помощью батарейки и вольтметра (а), контрольной лампы (б), мегомметра (в).
Если параллельные и последовательные цепи объединены (рис. 8), то необходимо отсоединить перемычки на зажимах трансформаторов тока и счетчика.
Затем измеряется сопротивление изоляции вторичных цепей при помощи мегомметра 1 000 в. Производятся три замера: между последовательными цепями и «землей»; между параллельными цепями и «землей»; между параллельными и последовательными цепями.
Сопротивление изоляции во всех случаях должно быть не ниже 1 Мом. После этого схему восстанавливают полностью, плотно поджав все зажимы.
Следующий этап проверки — определение исправности цепей трансформатора напряжения, правильности их подключения к зажимам счетчика и соответствия токовой цепи и цепи напряжения на зажимах счетчиков.
Как известно, в электроустановках фазы А, В, С окрашиваются соответственно в желтый, зеленый и красный цвета. Правильность выполнения расцветки фаз, а также правильность включения трансформатора напряжения должны быть проверены перед сдачей электроустановки в эксплуатацию. При проверке схемы включения счетчика эта работа производится, если она не производилась ранее. Заключается она в следующем: убеждаются путем осмотра в том, что выводы обмотки высокого напряжения трансформатора напряжения
А, В, С подключены к фазам соответствующей окраски. Если в схеме применены однофазные трансформаторы напряжения, то необходимо убедиться, что общая точка подключена к фазе В.
Проверяется порядок чередования фаз обмотки низшего напряжения на зажимах ячейки трансформатора напряжения при помощи индукционного фазоуказателя. Этот прибор представляет собой трехфазный асинхронный двигатель.
Для проверки чередования фаз необходимо подать напряжение на шины распределительного устройства и включить трансформатор напряжения. Выводы фазоуказателя А, В, С присоединяют к зажимам, на которых подключены соответствующие выводы обмотки низшего напряжения, затем кратковременно нажимают кнопку. При прямом чередовании фаз диск фазоуказателя вращается по часовой стрелке. Это указывает на правильность выполнения расцветки фаз. Если порядок чередования фаз обратный (диск вращается против часовой стрелки), то расцветка фаз выполнена неверно. В этом случае вторичная обмотка трансформатора тока, установленного в «желтой» фазе, подключается ко второму элементу счетчика, а обмотка трансформатора тока, установленного в «красной» фазе,— к первому элементу.
Далее производятся следующие измерения: измеряется вольтметром напряжение между зажимами параллельных обмоток счетчика. При исправных и правильно включенных трансформаторах напряжения все три измерения должны дать величину приблизительно 100 в. 1
Измеряется вольтметром напряжение между каждым зажимом параллельной обмотки и «землей». Если в схеме применен трехфазный трансформатор напряжения с заземленной нулевой точкой, то каждое измерение даст величину около 100//3 =58 в, если в схеме применены два однофазных трансформатора напряжения, соединенные по схеме открытого треугольника, то два измерения дадут величину около 100 в, а третье (общая фаза) равно 0.
Определяются фазы, подключенные к зажимам параллельных обмоток. Для этого сначала находят общую фазу (фазу В). Если в схеме применен трехфазный трансформатор, то его отключают со стороны высшего и низшего напряжения. Со средней фазы (фаза В) на стороне высшего напряжения снимается предохранитель и трансформатор вновь включается в работу. Измеряются напряжения между зажимами параллельных обмоток. Напряжение между неотключенными фазами составляет величину около 100 в, напряжение между отключенной и неотключенной — 50 в. Затем трансформатор напряжения снова отключается с двух сторон, предохранитель устанавливается на место и трансформатор снова включается в работу.
При двух однофазных трансформаторах напряжения средняя фаза находится путем замеров напряжений относительно «земли». Напряжение между средней фазой и «землей» равно нулю. Найденный провод от средней фазы трансформатора напряжения подключают к среднему зажиму параллельных обмоток.
Проверяется чередование фаз непосредственно на зажимах счетчика. Если чередование фаз обратное, необходимо поменять местами провода, подключенные к крайним зажимам параллельных обмоток.
Фазы напряжения могут быть также определены путем фазировки с параллельными цепями счетчика с проверенной ранее схемой включения. Можно также произвести фазировку с вторичными цепями другого трансформатора напряжения с проверенной схемой. К этому прибегают в случае, если трансформатор напряжения не может быть отключен по условию работы релейной защиты.
У счетчиков, включенных в сеть 0,4 кв по схеме рис. 8, обеспечивается соответствие фаз токовой цепи и цепи напряжения.
Проверка схемы включения счетчика под нагрузкой в установках напряжением выше 1 000 в. При равномерной и симметричной нагрузке фаз проверка может быть произведена наиболее просто путем перекрещивания цепей напряжения на активном счетчике. Провод, идущий к зажиму 1 активного счетчика, пересоединяют к зажиму 3, а провод, идущий к зажиму 3, пересоединяют к зажиму 1 (рис. 9). Если счетчик до-этого пересоединения был включен правильно, то после пересоединения диск счетчика должен остановиться. Это объясняется тем, что при такой схеме вращающие моменты, создаваемые каждым из двух элементов счетчика, равны по величине и противоположны по направлению. При неправильной схеме включения счетчика при этом пересоединении проводов диск счетчика будет вращаться в ту или другую сторону. Этот способ проверки является приближенным, так как равномерная и симметричная нагрузка фаз имеет место не во всех случаях. Поэтому его можно применять лишь при отсутствии лабораторных приборов.
Укажем еще один приближенный способ проверки, не требующий лабораторных приборов. Его можно применять, когда нагрузка постоянна в течение нескольких минут. Проверка производится следующим образом. Отсчитывается число оборотов, совершаемое диском активного счетчика в течение определенного промежутка времени (1—3 мин). Затем отсоединяется провод цепи напряжения средней фазы и снова отсчитывается число оборотов за тот же промежуток времени. Если счетчик включен правильно, то во втором случае число оборотов будет вдвое меньше.
Наиболее точным способом проверки схемы включения счетчика, дающим полную уверенность в результате, является снятие и построение векторной диаграммы. Этот способ заключается в определении положения векторов токов, протекающих через последовательные обмотки счетчика. Построив эти векторы, определяют правильность включения счетчика по углу ф, образованному вектором тока, с вектором напряжения соответствующей фазы. Отсчет угла, как было указано выше, ведется от вектора тока к вектору напряжения против часовой стрелки.
При индуктивном характере нагрузки вектор тока отстает от вектора напряжения на некоторый угол, лежащий в пределах от 0 до 90°. При емкостном характере нагрузки вектор тока опережает вектор напряжения на угол, лежащий в тех же пределах.
Для снятия векторных диаграмм можно использовать следующие приборы: ваттметр, прибор ВАФ-85, вектормер Ц-50, фазометр, контрольный счетчик. Ниже излагаются методы снятия векторных диаграмм с помощью ваттметра и с помощью прибора ВАФ-85. Эти методы получили наибольшее распространение.
Рис. 17. Принцип снятия векторной диаграммы с помощью ваттметра.
Как известно, ваттметр, включенный в цепь нагрузки однополярными генераторными зажимами в сторону питания, покажет мощность P=UIcos ф. Произведение /cos ф можно представить как проекцию вектора тока / на вектор напряжения U (рис. 17). Таким образом, если напряжение, подводимое к ваттметру, остается неизменным, то он в определенном масштабе покажет проекцию вектора тока, протекающего через его последовательную обмотку, на вектор подведенного к нему напряжения. Отрицательные показания ваттметра при этом соответствуют отрицательной проекции вектора тока, т. е. положительной проекции, повернутой на 180°. Зная проекции вектора тока на две оси, которыми являются векторы линейных напряжений, можно построить и сам вектор тока.
Для снятия векторной диаграммы используется переносный ваттметр класса 0,5 с пределами измерения 5 а, 150 в, имеющий переключатель направления мощности (например, типа АСТ-Д).
Порядок снятия векторной диаграммы следующий. Токовая цепь ваттметра включается в рассечку последовательной цепи фазы А счетчика, причем к зажиму последовательной обмотки ваттметра, обозначенному звездочкой, подключается провод, который был подключен к началу последовательной обмотки счетчика. Последовательно с токовой обмоткой ваттметра включается амперметр с пределом измерения 2,5—5 а. Для того чтобы не допустить разрыва цепей трансформаторов то ка, эти цепи должны быть предварительно закорочены на специально предназначенных для этого зажимах После подключения приборов закоротка снимается.
Далее на зажимы параллельной обмотки ваттметра с зажимов параллельных обмоток счетчика поочередно подаются напряжения согласно последовательности фаз 1—2, 2—3, 3—1. Зажим, обозначенный первой цифрой, подключается к зажиму параллельной обмотки ваттметра, обозначенному звездочкой. Показания ваттметра в делениях с указанием знака, а также показания амперметра записываются в бланк векторной диаграммы. Те же измерения проделывают, включая ваттметр и амперметр в другую фазу. Проведенные измерения считаются правильными, если в каждой фазе алгебраическая сумма трех показаний ваттметра равна нулю или близка к нулю. Затем приборы отсоединяются.
Векторная диаграмма строится на заранее заготовленной сетке, на которой нанесены векторы линейных напряжений 1—2, 2—3, 3—1, обратные им векторы и векторы фазных напряжений. Для удобства построения векторов тока векторы линейных напряжений разделены на равные отрезки прямыми, перпендикулярными их направлению.
Результаты показаний контрольного ваттметра в выбранном масштабе откладывают на линии вектора соответствующего линейного напряжения. При этом отрицательные показания откладывают на векторе, обратном вектору линейного напряжения. Из концов полученных отрезков восстанавливают перпендикуляры. Точка пересечения двух перпендикуляров определяет на векторной диаграмме положение вектора соответствующего тока. Третий перпендикуляр должен пересечься с первыми двумя в той же точке или вблизи нее.
Необходимо запомнить, что для построения векторов тока используются векторы линейных напряжений, а правильность включения определяется по углу, образованному вектором тока с вектором соответствующего ему фазного напряжения.
Если векторная диаграмма покажет, что счетчик включен неверно, то схему включения необходимо исправить. Исправление производят на зажимах счетчика, после чего векторная диаграмма снимается снова.
Пример 4. На отходящем присоединении с индуктивным характером нагрузки (активная и реактивная мощности положительны) установлен счетчик активной энергии. При снятии векторной диаграммы получены следующие данные:
Для построения векторной диаграммы (рис. 18) откладываем на линии вектора Uab отрезок ОК, равный в выбранном масштабе
25 единицам; на линии вектора UBC отрезок 01, равный 10 единицам; отрезок От, равный 35 единицам, откладываем на линии вектора, обратного вектору Uca, так как показание ваттметра имеет отрицательный знак. Из точек К, I, т восстанавливаем перпендикуляры. Точка их пересечения является концом вектора тока /а.
Вектор /с строится аналогично. Из диаграммы видно, что ток отстает от соответствующего ему фазного напряжения на угол ф,
равный приблизительно 15°.
Полученная диаграмма соответствует диаграмме, приведенной на рис. 7. Следовательно, первый элемент счетчика включен на ток 1а и напряжение Uab, а второй элемент — на ток 1с и напряжение Uс в, т. е. счетчик включен правильно.
Рис. 18. Векторная диаграмма к примеру 4.
Вольтамперфазоиндикатор ВАФ-85 более удобен для снятия векторных диаграмм. Он позволяет определять величину и фазу тока и напряжения без разрыва цепи, а также чередование фаз. Вольтамперфазоиндикатор является многопредельным детекторным прибором. В качестве выпрямителя используются германиевые диоды Д2В, работающие по однополупериодной схеме. Для определения величины тока в пределах 1, 5 и 10 а, а также фазы тока без разрыва цепи имеется токосъемная приставка — клещи. Она представляет собой разъемный магнитопровод и работает как трансформатор тока.
При определении фазы вместо диодов последовательно, с измерительным прибором включается механический выпрямитель. Напряжение возбуждения подается на механический выпрямитель с ротора фазорегулятора (сельсина). На трехфазную обмотку статора фазорегулятора подается питание от сети 100 в или 220 в. С поворотом оси фазорегулятора меняется фаза возбуждения механического выпрямителя, а следовательно, фаза включения и выключения его контактов относительно фазы тока по измерительному прибору. Отсчет угла производится по лимбу, закрепленному на оси фазорегулятора, в момент, когда стрелка прибора становится на нуль. Нуль градуировки лимба установлен на фазе АВ, т. е. если на зажим, обозначенный звездочкой (*), подается фаза А, а на зажим, обозначенный U,— фаза В, то прибор покажет нуль при установке на контрольную риску отметки нуль лимба (питанию от трехфазной сети 110 в соответствует левая риска, питанию от сети 220 в соответствует правая риска). Таким путем можно проверить правильность работы прибора. Фазорегулятор служит одновременно и указателем чередования фаз.
Измерение малых переменных токов с разрывом цепи производится при помощи трансформатора тока, встроенного в прибор и выполненного на тороидальном пермаллоевом сердечнике. Во вторичную обмотку трансформатора тока включается измерительный прибор. Выпрямление производится с помощью диодов Д2В, включенных по двухполупериодной схеме.
Проверка правильности включения счетчика с помощью прибора ВАФ-85 производится следующим образом.
Тумблер «тА — IjU» устанавливается в положение IjU; тумблер «фаза — величина» устанавливается в по-( ложение «величина»; переключатель пределов измерения устанавливается в положение «125 в». Производятся замеры линейных и фазных напряжений, а в случае необходимости отыскивается фаза В, как было указано выше.
К зажимам А, В, С подводятся соответственно три фазы напряжения. Отжав рукоятку верньера, наблюдают за вращением свободной оси фазорегулятора. Вращение по часовой стрелке указывает на правильность чередования фаз.
Для определения величины и фазы тока необходимо охватить клещами токопровод последовательной обмотки фазы А так, чтобы сторона магнитопровода, отмеченная знаком *, была обращена к генераторному концу токопровода (аналогично включению токовой цепи ваттметра.) Соединительная вилка клещей включается в гнезда * и /. Штыри соединительных вилок должны
входить в гнезда клещей и в клеммы лицевой панели прибора одноименными обозначениями.
Переключатель пределов измерения устанавливается в положение 1, 5 или 10 а в зависимости от предполагаемой величины вторичного тока. Три фазы напряжения остаются подведенными к зажимам А, В, С.
В положении тумблера «величина» записывается величина вторичного тока. Затем тумблер переводится в- положение «фаза». Лимб вращают, добиваясь установки стрелки прибора на нуль. Затем производят отсчет угла по лимбу у левой риски (110 в). Так как за один оборот лимба стрелка устанавливается на нуль дважды, то необходимо запомнить, что во внимание принимается то показание, при котором стрелка устанавливается на нуль, двигаясь в ту же сторону, что и лимб.
Затем клещами охватывают токопроводы, подключенные к последовательным обмоткам других фаз, и- повторяют измерения. Полученные углы откладывают на бланке векторной диаграммы относительно напряжения иАв.
Пример 5. Счетчик активной энергии установлен на стороне низшего напряжения питающего трансформатора. Характер нагрузки емкостный. При снятии векторной диаграммы прибором ВАФ-85 получены следующие данные.
Величина тока, а
Откладывая от вектора линейного напряжения UАв по часовой стрелке угол 15°, строим вектор тока 1А (рис. 19). Этот вектор опережает вектор напряжения UA на угол Пример £. Счетчик активной энергии установлен на отходящем присоединении с индуктивным характером нагрузки. При снятии
векторной диаграммы прибором ВАФ-85 получены следующие данные:
Как проверить правильность включения счетчика на действующем присоединении
Сделать вывод о правильности включения счетчика можно, если векторная диаграмма, снятая на его зажимах, совпадет с нормальной. Необходимыми и достаточными условиями для этого являются, во-первых, правильность выполнения вторичных цепей трансформатоpa напряжения и подключения к ним параллельных обмоток счетчика и, во-вторых, правильность выполнения вторичных цепей трансформатора тока и подключения к ним последовательных обмоток счетчика.
Векторная диаграмма трехфазного двухэлементного счетчика при индуктивной нагрузке
Итак, проверка правильности включении счетчиков состоит из двух этапов: проверки цепей напряжения и цепей тока (снятие векторной диаграммы). Проверка вторичных цепей трансформатора напряжения. Эта проверка заключается в проверке правильности маркировки фаз и в проверке исправности цепей напряжения.
Проверка выполняется под рабочим напряжением. Измеряются все линейные напряжения и напряжения каждой фазы относительно «земли». Очевидно, что в исправных цепях все линейные напряжения равны и составляют 100 — 110 В.
Значения же напряжений между фазой и «землей» зависят от схемы включения трансформатора напряжения и выполнения вторичных цепей. Если два однофазных трансформатора напряжения соединены в открытый треугольник, либо применен трехфазный трансформатор напряжения с заземленной фазой, то напряжение этой фазы относительно «земли» равно 0, а на остальных фазах оно равно линейному.
Если в трехфазном трансформаторе напряжения заземлена нейтраль вторичной обмотки, то напряжения всех фаз относительно «земли» составят около 58 В.
Проверку правильности наименования фаз начинают с отыскания фазы B , которая должна быть подсоединена к среднему зажиму счетчика. В первом случае ее легко найти по результатам измерения напряжении относительно «земли». Во втором случае можно поступить следующим образом.
Трансформатор напряжения отключают с обеих сторон. После проверки отсутствия напряжения и принятия всех необходимых мер безопасности на стороне высшего напряжения вынимается предохранитель средней фазы.
Трансформатор напряжения включается в работу. Измеряются вторичные линейные напряжения. Линейные напряжения на отключенной фазе будут снижены (примерно вдвое), в то время как напряжение между неотключенными фазами не изменится. Найденная фаза подключается к среднему зажиму цепей напряжения счетчика, а две другие к крайним зажимам соответственно маркировке.
Затем после повторного отключения трансформатора напряжения и принятия мер безопасности предохрантель устанавливается на место, после чего трансформатор напряжения включается в работу.
Остальные фазы во всех случаях можно определить при помощи фазоуказателя, который предназначен для определения порядка чередования фаз в трехфазной сети. Этот прибор представляет собой миниатюрный трехфазный асинхронный двигатель с кнопочным выключателем. В качестве ротора в нем используется легкий металлический диск с контрастными секторами. Прибор рассчитан .на кратковременную работу (до 5.с).
Для проверки маркированные выводы фазоуказателя в таком же порядке, как и у счетчика, присоединяют к выводам обмоток напряжения счетчика и, нажав кнопку, наблюдают за направлением вращения диска. Вращение диска по стрелке указывает на правильность маркировки, а следовательно, и на правильное подключение обмоток напряжения. В противном случае необходимо выявить одну из возможных причин обратного чередования фаз: неправильную маркировку (расцветка фаз) первичных цепей или ошибку в выполнении вторичных цепей трансформатора напряжения.
Для выявления причин обратного чередования фаз проверяют чередование фаз на ближайшей к трансформатору напряжения сборке зажимов и повторяют прозвонку цепей напряжения. После исправления ошибки (пересоединение «крайних» фаз в первичных цепях или в цепях трансформатора напряжения) проверку чередования фаз повторяют.
Определение правильности маркировки значительно упрощается, если от этого трансформатора напряжения питаются другие счетчики или устройства релейной защиты с заведомо проверенной правильностью включения. Тогда достаточно сфазировать с ними проверяемый счетчик.
Рассмотрим некоторые ошибки и неисправности, выявляемые при проверке цепей напряжения. Перегорание предохранителей или отключение автоматического выключателя вследствие короткого замыкания во вторичных цепях чаще всего происходит из-за ошибочного подключения цепей напряжения к зажимам последовательных обмоток.
Понижение или отсутствие линейного напряжения может быть вызвано различными причинами: обрыв провода или перегорание предохранителя, неисправность трансформатора напряжения, подключение к двум зажимам одноименной фазы. Конкретная причина выявляется в результате дальнейших проверок после отключения трансформатора напряжения.
Если при измерении линейных напряжений одно из них, обычно между крайними зажимами, будет около 173 В, то это указывает на то, что вторичная обмотка одного трансформатора напряжения вывернута по отношению к вторичной обмотке второго трансформатора.
После исправления ошибок в схеме и устранения неисправностей все измерения повторяют.
Проверка вторичных цепей трансформаторов тока
Если на коробке зажимов поменять местами провода двух крайних цепей напряжения, то при симметричной нагрузке диск правильно включенною счетчика активной энергии должен остановиться (возможен небольшой ход в любую сторону). При втором способе отсчитывается число оборотов диска счетчика активной энергии за некоторый промежуток времени (1 — 3 мин).
Затем отсоединяется провод средней фазы цепи напряжения и снова отсчитывается число оборотов диска за тот же промежуток времени. Если счетчик включен правильно, то число оборотов уменьшится вдвое.
Проверка правильности включения счетчиков в установках ниже 1000 В
Если счетчик включен правильно, то в любом случае обеспечивается сопряжение одноименных фаз тока и напряжения в каждом вращающем элементе.
При проверке правильности включения счетчика измеряются фазные и линейные напряжения, а также определяется порядок чередования фаз. Если чередование обратное, следует взаимно переключить любые два вращающих элемента и питающие их трансформаторы тока.
Затем поочередно проверяют правильность направления вращения диска при воздействии на подвижную систему каждого элемента в отдельности. Проверка производится путем снятия перемычек на зажимной коробке поочередно, при этом в работе остается один вращающий элемент, а два других выводятся из работы. Отсоединение и подключение перемычек производится только при снятом напряжении.
При другом способе присоединение отключается и к каждой фазе поочередно кратковременно подключается искусственная однофазная нагрузка. Ею может служить сопротивление 40 — 50 Ом мощностью 200 Вт. Если счетчик включен правильно, то каждый его элемент будет вращать диск вправо. Вращение диска в противоположную сторону указывает на протекание тока в последовательной обмотке в обратном направлении. Для исправления ошибки необходимо поменять мостами провода, подключенные к данному элементу.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Построение векторной диаграммы трехфазной электрической цепи с помощью вольтамперфазометров производства Челэнергоприбор
Построение векторной диаграммы трехфазной электрической цепи с помощью вольтамперфазометров производства Челэнергоприбор
Челэнергоприбор 2023-07-06T13:08:57+00:00
Трёхфазной симметричной цепи, соединённой звездой, схема которой представлена на рис. 1, соответствует векторная диаграмма, приведённая на рис.2 [1]. Здесь символ подчёркивания означает комплексные величины, характеризуемые действующим значением и начальной фазой.
Рис. 1 – Трехфазная симметричная цепь
При построении векторных диаграмм трёхфазных цепей полагают, что начальная фаза напряжения UА равна нулю и вектор этого напряжения направляют вертикально вверх. Вектора напряжения фаз B и С откладываются от UA, при этом положительный угол откладывается против направления движения часовой стрелки.
Рис. 2 – Векторная диаграмма трехфазной симметричной цепи
Угол сдвига фаз между током и напряжением одной фазы откладывают от вектора тока к вектору напряжения, так, что если напряжение опережает ток, то этот угол положительный, а если напряжение отстаёт от тока, то – отрицательный (положительный угол откладывается против направления движения часовой стрелки, ГОСТ 31819.23-2012 [2], приложение С).
Если фазное напряжение опережает по фазе соответствующий ток (угол φ положительный), то измеряемая цепь имеет в целом индуктивный характер, а если отстаёт от тока (угол φ отрицательный) – то ёмкостный.
Взаимные направления векторов фазных напряжений при соединении звездой определяются ГОСТ Р 52002 [3], в пп. 164 – 166, текст которых приведён ниже:
164 (симметричная) система прямой последовательности (токов)
Симметричная многофазная система электрических токов, порядок следования фаз которых принят в качестве основного.
1 При основном порядке следования фаз сдвиги по фазе каждой из фаз симметричной многофазной системы электрических токов относительно фазы, принятой за первую, увеличиваются или уменьшаются на одинаковую величину, равную 2π(1 — k)/m, где m — число фаз; k = 1, 2, …, m — номер фазы.
2 Аналогично определяют симметричные системы прямой последовательности напряжений, электродвижущих сил, магнитных потоков и т. д.
165 (симметричная) система обратной последовательности (токов)
Симметричная многофазная система электрических токов, порядок следования фаз которых обратен основному.
1 При обратном порядке следования фаз сдвиги по фазе каждой из фаз симметричной многофазной системы электрических токов относительно фазы, принятой за первую, уменьшаются или увеличиваются на одинаковую величину, равную 2π(1 — k)/m, где m — число фаз; k = 1, 2, …, m — номер фазы.
2 Аналогично определяют симметричные системы обратных последовательностей напряжений, электродвижущих сил, магнитных потоков и т. д.
166 симметричные составляющие (несимметричной m-фазной системы электрических токов)
Симметричные m-фазные последовательности электрических токов, на которые данная несимметричная m-фазная система электрических токов может быть разложена, а именно m последовательностей с индексами n = 0, 1, …, m — 1, фазные сдвиги в фазах каждой из которых относительно первой фазы равны 2π(1 — k)n/m, где k = 1, 2, …, m — номер фазы.
1 Для трехфазной системы обозначениям фаз А, В и С соответствуют значения k = 1, 2 и 3, а названиям последовательностей как нулевой, прямой и обратной — значения n — 0, 1 и 2.
2 Аналогично определяют симметричные составляющие несимметричных m-фазных систем электрических напряжений, электродвижущих сил, магнитных потоков и т. д.
Таким образом, векторная диаграмма на рис. 2 соответствует трехфазной симметричной системе с прямой последовательностью фаз.
В соответствии с приведенными правилами и стандартами строят векторные диаграммы вольтамперфазометры ВФМ-3 и ВФМ-4 компании «Челэнергоприбор» (рис. 3 и рис. 4).
Рис. 3 – Векторная диаграмма на экране вольтамперфазометра ВФМ-3Рис. 4 – Векторная диаграмма на экране вольтамперфазометра ВФМ-4
Автоматическое построение векторной диаграммы значительно снижает вероятность ошибки при сборке и наладке трехфазных схем.
Знак мощности
Знак мощностей, активной и реактивной, выводится на экране вольтамперфазометров ВФМ-3 и ВФМ-4 согласно представлению, показанному на рис. 5 стандарта ГОСТ 31819.23-2012 [2] (приложение С).
Здесь началом отсчета (координат) диаграммы является вектор тока (задан на горизонтальной оси координат с правой стороны).
Поскольку знаки мощностей однозначно определяют квадрант, значения мощности выводятся на экран приборов только в цифровом виде.
Рис. 5 – Геометрическое представление активной и реактивной мощности
- Основы теории цепей: Учебник для вузов/Г. В. Зевеке, П. А. Ионкин, А. В. Нетушил, С. В. Страхов. — М.: Энергоатомиздат, 1989.
- ГОСТ 31819.23-2012. Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 23. Статические счетчики реактивной энергии.
- ГОСТ Р 52002-2003. Электротехника. Термины и определения основных понятий.