Sterowanie trybami pracy urządzeń elektrycznych stacji transformatorowych

Aby zapewnić bezawaryjną pracę podstacje transformatorowe konieczna jest kontrola trybów pracy urządzeń elektrycznych: obciążenia poszczególnych połączeń, napięcia i częstotliwości w punktach kontrolnych sieci elektroenergetycznych, wartości i kierunku przepływów mocy czynnej i biernej, wielkości dostarczona energia.

Kontrola zgodności z parametrami fabrycznymi i innymi wskaźnikami technicznymi działania urządzeń elektrycznych odbywa się głównie za pomocą sprzętu panelowego, aw niektórych przypadkach, w razie potrzeby, stosuje się przenośne urządzenia pomiarowe.

Rozdzielnice elektryczne stosowane w podstacjach mają klasę dokładności 2,5-4,0. W punktach kontrolnych systemu elektroenergetycznego stosowane są woltomierze tablicowe o klasie dokładności 1,0. Klasa dokładności oznacza największy błąd zredukowany β przyrządu wyrażony jako procent maksymalnego odczytu podatkowego dozwolonego przez skalę przyrządu, tj.

gdzie bocian to zmierzona wartość bocian to prawdziwa wartość określona przez przykładowe urządzenie; atax — maksymalne odczyty wagi instrumentu.

Do kontroli trybów pracy urządzeń elektrycznych w stacjach elektroenergetycznych stosuje się różnego rodzaju elektryczne urządzenia pomiarowe: magnetoelektryczne, elektromagnetyczne, elektrodynamiczne, indukcyjne, cyfrowe i samorejestrujące, a także oscyloskopy automatyczne. W celu kontroli wartości nominalnej wielkości mierzonej na skali przyrządu rysowana jest czerwona kreska, co ułatwia dyżurującym obserwację trybu pracy urządzeń elektrycznych i zapobiega nieautoryzowanym przeciążeniom.

Przyrządy magnetoelektryczne służą do pomiarów w obwodach prądu stałego. Mają taką samą skalę, pozwalają na dokonywanie pomiarów z dużą dokładnością, nie podlegają wpływom pól magnetycznych i wahań temperatury otaczającego powietrza. Do pomiarów w obwodach prądu przemiennego urządzenia te są używane razem z prostownikami.

Urządzenia elektromagnetyczne są używane głównie do pomiarów w obwodach prądu przemiennego i są szeroko stosowane jako tablice rozdzielcze. Ich dokładność jest mniejsza niż w przypadku urządzeń magnetoelektrycznych.

Urządzenia elektrodynamiczne mają dwie cewki umieszczone jedna w drugiej, przeciwny moment jest tworzony przez sprężynę. Urządzenia te są wygodne do pomiaru parametrów elektrycznych, które są iloczynem dwóch wielkości (na przykład mocy). Watomierze elektrodynamiczne mierzą moc w obwodach prądu przemiennego i stałego. Urządzenia tego systemu mają słabe wewnętrzne pole magnetyczne, podczas pracy podlegają wpływowi zewnętrznych pól magnetycznych i zużywają znaczną moc.

Urządzenia indukcyjne działają na zasadzie wirującego pola magnetycznego i mogą pracować tylko w obwodach prądu przemiennego. Służą jako watomierze i liczniki energii elektrycznej.

Elektroniczne urządzenia cyfrowe mają z reguły wysoką klasę dokładności (0,1 — 1,0), dużą prędkość, która pozwala obserwować szybkie zmiany mierzonej wartości, możliwość odczytu odczytów bezpośrednio w liczbach. Takie urządzenia są używane jako mierniki częstotliwości (F-205), a także woltomierze prądu stałego i przemiennego (F-200, F-220 itp.).

Rejestratory służą do ciągłej rejestracji prądu, napięcia, częstotliwości, mocy oraz umożliwiają dokumentacyjną rejestrację najważniejszych wskaźników pracy urządzeń elektrycznych, co ułatwia analizę stanów normalnych oraz sytuacji awaryjnych w systemie elektroenergetycznym.

Automatyczne oscyloskopy świetlne to urządzenia przeznaczone specjalnie do rejestracji i analizy procesów awaryjnych w systemach elektroenergetycznych.

Obciążenie jest monitorowane za pomocą amperomierzy połączonych szeregowo z obwodem pomiarowym. Urządzenia do wysokich prądów są trudne do wdrożenia, dlatego przy pomiarze prądu stałego amperomierze są połączone przez boczniki (ryc. 1, a), a dla prądu przemiennego - przez przekładniki prądowe (ryc. 1, b, c).

Podłączanie i odłączanie urządzeń do boczników i uzwojeń wtórnych przekładników prądowych może odbywać się pod napięciem i bez odłączania obciążenia w obwodzie pierwotnym, z zachowaniem odpowiednich zasad bezpieczeństwa.

Amperomierze AC są instalowane tam, gdzie wymagana jest systematyczna kontrola procesu; we wszystkich obwodach powyżej 1 kV, jeżeli występują przekładniki prądowe wykorzystywane do innych celów, aw obwodach o napięciu do 1 kV pomiar prądu sumarycznego wszystkich przyłączonych odbiorników elektrycznych (a czasami poszczególnych odbiorników elektrycznych).

Ryż. 1. Schematy połączeń amperomierzy do pomiaru prądu przemiennego i stałego

Amperomierze prądu stałego są instalowane w obwodach prostownika, w obwodach wzbudzenia kompensatorów synchronicznych, w obwodach baterii.

Do sterowania obciążeniem w obwodach prądu przemiennego o napięciu 0,4-0,6-10 kV stosuje się urządzenia przenośne - zacisk elektryczny (typy Ts90 dla 15-600 A, 10 kV, Ts91 dla 10-500 A, 600 V). na ryc. 2 przedstawia widok ogólny i schemat cęgów elektrycznych Ts90.

Miernik cęgowy składa się z przekładnika prądowego z dzielonym obwodem magnetycznym 1, wyposażonego w uchwyty 4 oraz amperomierz 3. Podczas pomiaru obwód magnetyczny cęgów musi zakrywać przewód przewodzący prąd 2 tak, aby nie stykał się z nim ani z sąsiednimi fazy. Szczęki odłączanego łańcucha magnetycznego muszą być mocno dociśnięte.

Podczas pomiaru cęgami elektrycznymi należy przestrzegać wszystkich wymagań zasad bezpieczeństwa (stosowanie rękawic dielektrycznych, położenie urządzenia pomiarowego w stosunku do części instalacji elektrycznej pod napięciem itp.). W obwodzie miernika cęgowego (ryc. 2, b) urządzenie pomiarowe (amperomierz) jest podłączone do uzwojenia wtórnego cęgowego przekładnika prądowego za pomocą mostka nad rezystorami i diodami. Dodatkowe rezystory R1 — R10 umożliwiają pięć zakresów pomiarowych (15, 30, 75, 300, 600 A).

Poziom napięcia monitorowany jest za pomocą woltomierzy we wszystkich odcinkach magistrali wszystkimi napięciami, zarówno prądu stałego jak i przemiennego, które mogą pracować oddzielnie (dopuszcza się montaż jednego woltomierza z wyłącznikiem dla kilku punktów pomiarowych). Aby zmierzyć napięcie, woltomierze są połączone równolegle w obwodzie pomiarowym. W przypadku konieczności rozszerzenia granic pomiarowych szeregowo z przyrządami podłącza się dodatkowe rezystory.

Schematy włączania woltomierzy z dodatkowymi rezystorami i za pomocą przełączników pokazano na ryc. 3. Rezystory dodatkowe służą do pomiarów w obwodach prądu stałego i przemiennego do 1 kV.

Ryż. 2. Elektryczne cęgi pomiarowe: a — widok ogólny; b — schemat

Podczas pomiaru napięcia w sieciach prądu przemiennego powyżej 1 kV stosuje się przekładniki napięciowe. Schematy podłączenia woltomierzy przez przekładniki napięciowe pokazano na ryc. 5. Napięcie znamionowe uzwojenia wtórnego przekładnika napięciowego we wszystkich przypadkach jest równe 100 V niezależnie od napięcia znamionowego uzwojenia pierwotnego, a woltomierze tablicowe wzorcuje się z uwzględnieniem przekładni przekładnika napięciowego w jednostkach pierwotnej Napięcie.

Pomiar wytwarzanej mocy AC i DC za pomocą watomierzy. W stacjach elektroenergetycznych pomiar mocy prądu przemiennego (czynnej i biernej) odbywa się głównie: na transformatorach, liniach elektroenergetycznych 110-1150 kV i kompensatorach synchronicznych Ponadto przyrządy do pomiaru mocy biernej — waromierze nie różnią się budową od watomierzy mierzących moc czynną. Różnią się tylko schematy połączeń.Schemat watomierza (waromierza) przez przekładniki prądowe i napięciowe (w instalacjach elektrycznych powyżej 1 kV) pokazano na ryc. 5.

Ryż. 3. Schematy przełączania woltomierza: a — z dodatkowym rezystorem; b — za pomocą przełącznika

Ryż. 4. Schematy włączenia woltomierzy z przekładnikami napięciowymi: a — w sieciach jednofazowych; b — schemat otwartego trójkąta; trójfazowy transformator dwuuzwojeniowy przelotowy

Ryż. 5. Schemat połączeń watomierza dwuelementowego (dwa watomierze jednofazowe)

Gdy watomierz jest włączony, początek uzwojenia napięciowego (oznaczony *) musi być podłączony do zacisku uzwojenia wtórnego przekładnika napięciowego fazy, w której podłączony jest przekładnik prądowy. A gdy varmeter jest włączony, uzwojenie napięciowe urządzenia jest połączone z uzwojeniami przekładnika napięciowego innych faz (na ryc. 5 konieczna jest zmiana zacisków ai z uzwojenia wtórnego VT).

Jeżeli kierunek mierzonej mocy połączeń (transformator, linia) może zmieniać swój kierunek w zależności od trybu, to w takim przypadku watomierze lub varomierze muszą posiadać podziałkę dwustronną z działką zerową pośrodku skali.

Do pomiaru energii w obwodach prądu przemiennego stosuje się liczniki energii czynnej i biernej. Jest obliczony i techniczny pomiar energii elektrycznej.Rachunkowość rozliczeniowa (liczniki) służy do rozliczeń pieniężnych z odbiorcami za dostarczoną energię elektryczną, a rachunkowość techniczna (liczniki kontrolne) służy do kontroli zużycia energii elektrycznej w przedsiębiorstwach, elektrowniach, stacjach (np. na potrzeby własne: transformatory chłodzące, nagrzewanie się klawiszy i ich napędów itp., itp.).

Za energię elektryczną rejestrowaną przez liczniki kontrolne nie są dokonywane żadne rozliczenia pieniężne z organizacją dostarczającą energię elektryczną. W stacjach elektroenergetycznych liczniki energii czynnej i biernej instaluje się po stronie WN i SN, aw przypadku braku przekładników prądowych po stronie WN liczniki mogą być instalowane po stronie niskiego napięcia.

Obliczone liczniki energii czynnej są instalowane na liniach międzysystemowych dla każdej linii wychodzącej z podstacji (z wyjątkiem linii należących do odbiorców i posiadających liczniki po stronie odbiorczej). Liczniki energii biernej na liniach kablowych i napowietrznych do 10 kV, wychodzących z podstacji systemu elektroenergetycznego, są instalowane w przypadkach, gdy obliczenia z użytkownikami przemysłowymi są przeprowadzane za pomocą liczników energii czynnej na tych liniach.

Zasadniczo obwody przełączające liczników nie różnią się od obwodów przełączających watomierzy. Mierniki uniwersalne podłącza się poprzez przekładniki prądowe i napięciowe o wartościach wtórnych odpowiednio 5 A i 100 V.

Na tych liniach i transformatorach, w których przepływ energii może zmieniać kierunek, instaluje się liczniki trzpieniowe, które mierzą prąd tylko w jednym kierunku.

Sterowanie częstotliwościami w autobusach stacji elektroenergetycznych na zlecenie liczników częstotliwości... Obecnie stosowane są liczniki elektroniczne. Urządzenia tego typu posiadają złożony obwód montowany na elementach scalonych (mikroukładach) i są urządzeniami o podwyższonej dokładności (mierzą częstotliwość z dokładnością do setnych części herca). Mierniki częstotliwości są włączone do obwodów wtórnych przekładników napięciowych w taki sam sposób jak woltomierze.