Controllo delle modalità operative delle apparecchiature elettriche delle sottostazioni di trasformazione

Per garantire un funzionamento senza problemi sottostazioni di trasformazione è necessario controllare le modalità di funzionamento delle apparecchiature elettriche: il carico sui singoli collegamenti, la tensione e la frequenza nei punti di controllo delle reti di trasmissione di potenza, il valore e la direzione dei flussi di potenza attiva e reattiva, la quantità di energia fornita.

Il controllo della conformità ai parametri di fabbrica e ad altri indicatori tecnici del funzionamento delle apparecchiature elettriche viene effettuato principalmente con l'ausilio di apparecchiature a pannello e, in alcuni casi, vengono utilizzati dispositivi di misurazione portatili, se necessario.

I quadri elettrici utilizzati nelle sottostazioni hanno una classe di precisione di 2,5-4,0. Nei punti di controllo del sistema di alimentazione vengono utilizzati voltmetri da pannello con classe di precisione 1.0. Per classe di precisione si intende il massimo errore ridotto β dello strumento in percentuale della massima lettura dell'imposta consentita dalla scala dello strumento, ovvero

dove stork è il valore misurato di stork è il vero valore determinato dal dispositivo campione; atax — letture massime della scala dello strumento.

Per controllare le modalità operative delle apparecchiature elettriche nelle sottostazioni vengono utilizzati vari tipi di dispositivi di misurazione elettrica: magnetoelettrici, elettromagnetici, elettrodinamici, a induzione, digitali e autoregistranti, nonché oscilloscopi automatici. Per controllare il valore nominale del valore misurato, viene tracciata una linea rossa sulla scala del dispositivo, che facilita al personale di servizio il monitoraggio della modalità di funzionamento delle apparecchiature elettriche e aiuta a prevenire sovraccarichi non autorizzati.

I dispositivi magnetoelettrici vengono utilizzati per le misurazioni nei circuiti CC. Hanno la stessa scala, consentono di effettuare misurazioni con grande precisione, non sono influenzate dai campi magnetici e dalle fluttuazioni della temperatura dell'aria circostante. Per la misurazione nei circuiti CA, questi dispositivi vengono utilizzati insieme ai raddrizzatori.

I dispositivi elettromagnetici sono utilizzati principalmente per la misurazione nei circuiti CA e sono ampiamente utilizzati come quadri elettrici. La loro precisione è inferiore a quella dei dispositivi magnetoelettrici.

I dispositivi elettrodinamici hanno due bobine posizionate l'una dentro l'altra, il momento opposto è creato da una molla. Questi dispositivi sono convenienti per misurare parametri elettrici che sono il prodotto di due quantità (ad esempio, potenza). I wattmetri elettrodinamici misurano la potenza nei circuiti CA e CC. I dispositivi di questo sistema hanno un campo magnetico interno debole, durante il funzionamento sono soggetti all'influenza di campi magnetici esterni e consumano molta energia.

I dispositivi a induzione funzionano secondo il principio di un campo magnetico rotante e possono funzionare solo in circuiti a corrente alternata. Sono usati come wattmetri e contatori elettrici.

I dispositivi digitali elettronici hanno, di norma, un'elevata classe di precisione (0,1 - 1,0), alta velocità, che consente di osservare rapidi cambiamenti nel valore misurato, la capacità di leggere le letture direttamente in numeri. Tali dispositivi sono utilizzati come frequenzimetri (F-205), nonché voltmetri CC e CA (F-200, F-220, ecc.).

I registratori sono utilizzati per la registrazione continua di corrente, tensione, frequenza, potenza e consentono la registrazione documentale dei più importanti indicatori di prestazione delle apparecchiature elettriche, che facilita l'analisi delle modalità normali e delle situazioni di emergenza nel sistema di alimentazione.

Gli oscilloscopi a raggio di luce automatico si riferiscono a dispositivi progettati specificamente per la registrazione e l'analisi dei processi di emergenza nei sistemi di alimentazione.

Il carico viene monitorato tramite amperometri collegati in serie al circuito di misura. I dispositivi per correnti elevate sono difficili da implementare, pertanto, quando si misura la corrente continua, gli amperometri sono collegati tramite shunt (Fig. 1, a) e per corrente alternata - tramite trasformatori di corrente (Fig. 1, b, c).

La connessione e la disconnessione dei dispositivi alle derivazioni e agli avvolgimenti secondari dei trasformatori di corrente può essere effettuata in tensione e senza disconnessione del carico nel circuito primario, in accordo con le relative norme di sicurezza.

Gli amperometri AC sono installati dove è richiesto un controllo sistematico del processo; in tutti i circuiti superiori a 1 kV, se sono presenti trasformatori di corrente utilizzati per altri scopi, e nei circuiti con una tensione fino a 1 kV, misurazione della corrente totale di tutte le utenze elettriche collegate (e talvolta per singole utenze elettriche).

Riso. 1. Schemi di collegamento degli amperometri per la misurazione della corrente alternata e continua

Gli amperometri a corrente continua sono installati nei circuiti del raddrizzatore, nei circuiti di eccitazione dei compensatori sincroni, nei circuiti della batteria.

Per controllare il carico nei circuiti a corrente alternata con una tensione di 0,4-0,6-10 kV, vengono utilizzati dispositivi portatili: pinza elettrica (tipi Ts90 per 15-600 A, 10 kV, Ts91 per 10-500 A, 600 V). Nella fig. 2 mostra una vista generale e uno schema della pinza elettrica Ts90.

La pinza amperometrica è costituita da un trasformatore di corrente con un circuito magnetico diviso 1, dotato di maniglie 4 e un amperometro 3. Durante la misurazione, il circuito magnetico della pinza deve coprire il filo che trasporta corrente 2 in modo che non lo tocchi o vicino fasi. Le ganasce della catena magnetica staccabile devono essere premute con forza.

Quando si misura con una pinza elettrica, devono essere osservati tutti i requisiti delle norme di sicurezza (uso di guanti dielettrici, posizione del dispositivo di misurazione rispetto alle parti in tensione dell'impianto elettrico, ecc.). Nel circuito della pinza amperometrica (Fig. 2, b), il dispositivo di misurazione (amperometro) è collegato all'avvolgimento secondario del trasformatore di corrente a pinza mediante un ponte su resistori e diodi. I resistori aggiuntivi R1 — R10 consentono cinque intervalli di misurazione (15, 30, 75, 300, 600 A).

Il livello di tensione viene monitorato mediante voltmetri in tutte le sezioni del bus con tutte le tensioni, sia in corrente continua che alternata, che possono funzionare separatamente (è consentito installare un voltmetro con interruttore per più punti di misurazione). Per misurare la tensione, i voltmetri sono collegati in parallelo nel circuito di misurazione. Se è necessario estendere i limiti di misura, ulteriori resistori vengono collegati in serie agli strumenti.

Gli schemi per l'accensione dei voltmetri con resistori aggiuntivi e l'utilizzo di interruttori sono mostrati in fig. 3. I resistori aggiuntivi vengono utilizzati per le misurazioni nei circuiti CC e CA fino a 1 kV.

Riso. 2. Pinze elettriche di misura: a — vista generale; b — schema

Quando si misura la tensione in reti a corrente alternata superiori a 1 kV, vengono utilizzati trasformatori di tensione. Gli schemi per il collegamento dei voltmetri tramite trasformatori di tensione sono mostrati in fig. 5. La tensione nominale dell'avvolgimento secondario del trasformatore di tensione è in tutti i casi pari a 100 V indipendentemente dalla tensione nominale dell'avvolgimento primario e i voltmetri del pannello sono calibrati tenendo conto del rapporto di trasformazione del trasformatore di tensione in unità di primario voltaggio.

Misurazione della potenza AC e DC prodotta tramite wattmetri. Nelle sottostazioni, la potenza CA (attiva e reattiva) viene misurata principalmente: su trasformatori, linee elettriche 110-1150 kV e compensatori sincroni Inoltre, i dispositivi per misurare la potenza reattiva - i varmetri non differiscono nella struttura dai wattmetri che misurano la potenza attiva. Solo gli schemi di connessione sono diversi.Lo schema di un wattmetro (varmetro) attraverso trasformatori di corrente e tensione (negli impianti elettrici superiori a 1 kV) è mostrato in fig. 5.

Riso. 3. Schemi per la commutazione di un voltmetro: a - con un resistore aggiuntivo; b - utilizzando l'interruttore

Riso. 4. Schemi per l'inclusione di voltmetri con trasformatori di tensione: a - in reti monofase; b — diagramma a triangolo aperto; trasformatore passante trifase a due avvolgimenti

Riso. 5. Schema elettrico di un wattmetro a due elementi (due wattmetri monofase)

Quando il wattmetro è acceso, l'inizio dell'avvolgimento di tensione (contrassegnato con *) deve essere collegato al terminale dell'avvolgimento secondario del trasformatore di tensione della fase in cui è collegato il trasformatore di corrente. E quando il varmeter è acceso, l'avvolgimento di tensione del dispositivo è collegato agli avvolgimenti del trasformatore di tensione di altre fasi (in Fig. 5 è necessario cambiare i terminali ae dall'avvolgimento secondario di VT).

Se la direzione della potenza misurata delle connessioni (trasformatore, linea) può cambiare direzione a seconda della modalità, in questo caso i wattmetri o varmetri devono avere una scala a due lati con una divisione zero al centro della scala.

Per misurare l'energia, nei circuiti a corrente alternata vengono utilizzati contatori di energia attiva e reattiva. C'è una misurazione calcolata e tecnica dell'elettricità.La contabilità contabile (contatori) viene utilizzata per gli accordi monetari con i consumatori per l'elettricità fornita e la contabilità tecnica (contatori di controllo) viene utilizzata per controllare il consumo di elettricità nelle imprese, centrali elettriche, sottostazioni (ad esempio, per le proprie esigenze: trasformatori di raffreddamento, riscaldamento delle chiavi e dei loro drive, ecc., ecc.).

Per l'energia elettrica rilevata dai contatori di controllo non vengono effettuati conguagli monetari con l'ente erogatore di energia elettrica. Nelle cabine i contatori di energia attiva e reattiva sono installati sul lato alta e media tensione e, in assenza di trasformatori di corrente sul lato alta tensione, possono essere installati contatori sul lato bassa tensione.

Sulle linee intersistema sono installati contatori calcolati per l'energia attiva per ogni linea uscente dalla cabina (ad eccezione delle linee appartenenti alle utenze e con contatori in ricezione). I contatori di energia reattiva su cavi e linee aeree fino a 10 kV, in partenza dalle sottostazioni del sistema di alimentazione, sono installati nei casi in cui il calcolo con utenze industriali viene effettuato utilizzando contatori di energia attiva su tali linee.

In linea di principio, i circuiti di commutazione del contatore non sono diversi dai circuiti di commutazione del wattmetro. I contatori universali sono collegati tramite trasformatori di corrente e tensione con valori secondari rispettivamente di 5 A e 100 V.

Su queste linee e trasformatori, dove il flusso di energia può cambiare direzione, sono installati contatori a spina che misurano l'elettricità in una sola direzione.

Controllo della frequenza negli autobus delle sottostazioni elettriche esternalizzate dai frequenzimetri... Attualmente vengono utilizzati contatori elettronici. I dispositivi di questo tipo hanno un circuito complesso assemblato su elementi integrati (microcircuiti) e sono dispositivi con maggiore precisione (misurano la frequenza con una precisione di centesimi di hertz). I frequenzimetri sono inclusi nei circuiti secondari dei trasformatori di tensione allo stesso modo dei voltmetri.