«Предисловие Развитие энергетики, выполнение масштабных задач комплексной Энергетической программы в XII пятилетке сопровождается ростом единичных мощностей энергоблоков атомных и тепловых электростанций и повышением ...»

Подготовка прибора к работе и работа с ним. Переключатели и потенциометр, установленные на лицевой панели прибора, имеют заводские обозначения (рис. 1.1, а) и выполняют следующие функции.

Переключатель К 1 имеет три положения: Установка предела - головка измерительного прибора включена в цепь зарядного тока, регулировка тока осуществляется потенциометром П 1 ; Установка нуля - головка измерительного прибора подключена к схеме лампового вольтметра, основной зарядный конденсатор закорочен, потенциометром П 2 осуществляется установка нуля вольтметра; Измерение - головка измерительного прибора подключена к схеме лампового вольтметра, снята закоротка с конденсатора, прибор готов к измерению. Переключатель К 2. Пределы выбирает предел измерения. Ключ К 3 - пусковой, имеет два положения - Подготовка и Пуск, служит для пуска схемы, через его контакты осуществляются подача и снятие напряжения с обмоток проверяемых реле. Замыкающий контакт а-д ключа выведен на зажимы 4-6 (рис. 1.1, б) и служит для пуска схемы миллисекундомера. Два других контакта служат для подключения обмотки реле; замыкающий в-е выведен на зажимы 7-9, размыкающий г-е - на зажимы 7-8.

Переключатель К 4 - Контроль в положении Вкл - подключает параллельно емкости резистор, обеспечивая тем самым на первом пределе “ 1” проверку вольтметра, так как при номинальном токе заряда в этом случае стрелка прибора должна отклониться на всю шкалу. Ключ К 5 включает питание прибора.

Потенциометром П 3 осуществляется коррекция чувствительности лампового вольтметра при старении ламп.

Приступая к измерениям, следует произвести частичную проверку электрического режима схемы прибора и проверку одновременности замыкания контактов пускового ключа К 3.

Рис. 1.1. Схема измерения разницы во времени замыкания контактов а-д и в-е ключа К3 а - когда в-е замыкается ранее а-д; б - когда а-д замыкается ранее в-е Проверка лампового вольтметра производится в следующей последовательности:

1) закорачиваются зажимы 3 и 6;

2) переключатель К 1 переводится в положении Установка предела;

3) переключатель К 2 переводится в положении “ 1”;

4) ключом K 5 подается питание;

5) после предварительного прогрева прибора потенциометром П 1 стрелка вольтметра устанавливается на последнее деление шкалы;

6) переключатель К 4 переводится в положение Вкл (стрелка прибора должна остаться на месте);

7) переключатель К 1 переводится в положение Установка нуля, потенциометром П 2 стрелка устанавливается на нуль;

8) переключатель К 1 переводится в положение Измерение, при правильной регулировке прибора стрелка устанавливается при этом на последнее деление шкалы. Если стрелка прибора занимает другое положение, значит, произошло изменение чувствительности вольтметра и необходимо произвести корректировку чувствительности.

Корректировка чувствительности производится по следующей методике:

а) убедившись, что стрелка прибора стоит не на последнем делении шкалы, и не делая никаких переключений отверткой, поворачивают ось переменного потенциометра П 3. Если стрелка не дошла до последнего деления, то потенциометром П 3 показания прибора несколько уменьшают, если стрелка вышла за шкалу, то потенциометром П 3 показания прибора увеличивают;

б) переключатель К 1 переводят в положение Установка нуля, потенциометром П 2 устанавливают стрелку на нуль;

в) переключатель К 1 переводят в положение Измерение; если стрелка установилась на последнем делении шкалы, то корректировка вольтметра на этом заканчивается, в противном случае необходимо последовательно повторять указанные в пп. а) и б) операции до окончания корректировки чувствительности вольтметра.

В том случае, когда необходимо измерять малые отрезки времени (до 5 мс), необходимо произвести проверку неодновременности замыкания двух пар а-д и в-е замыкающих контактов пускового ключа К (зажимы 4-6, 7-9) по схеме рис. 1.1 и проверку неодновременности замыкания контакта а-д (зажимы 4-6) и размыкания контакта г-е (зажимы 7-8 по схеме рис. 1.2).

Рис. 1.2. Схема измерения разницы во времени между замыканием контактов а-д и размыканием контактов г-е ключа К3: а - когда г-е размыкается ранее замыкания а-д; б - когда а-д замыкается ранее размыкания г-е Типовые схемы измерения времени срабатывания и возврата реле с замыкающими (з.) и размыкающими (р.) контактами и порядок операции при измерениях указаны на крышке прибора. На рис 1.3-1.5 приведены схемы для определения разницы во времени замыкания или размыкания контактов и разницы во времени между замыканием и размыканием контактов при срабатывании. Если при измерениях по схемам рис. 1.1, а, 1.2, а, 1.5, а прибор не дает показаний, необходимо собрать схему рис. 1.1, б, 1.2, б, 1.5, б. Если прибор не дает показаний при измерениях по схемам рис. 1.3 и 1.4, необходимо поменять местами контакты К 1 и К 2. По схемам рис. 1.3-1.5 производят измерения, когда оперативное напряжение U подается на обмотку проверяемого реле KL внешним рубильником S, при измерениях по этим схемам ключ К 4 должен стоять в положении Отключено.

Измерение времени замкнутого состояния проскальзывающего (замыкающего) контакта при срабатывании реле производят по схеме рис. 1.6. В этом случае цепь заряда конденсатора создается только на время замкнутого состояния контактов.

Измерение времени разомкнутого состояния проскальзывающего (размыкающего) контакта при срабатывании производят по схеме рис. 1.7, установку предела секундомера производят при разомкнутом состоянии контактов.

Измерение времени замкнутого состояния проскальзывающего (замыкающего) контакта при возврате реле производят по схеме рис. 1.8, измерение времени разомкнутого состояния проскальзывающего (размыкающего) контакта при возврате реле - по схеме рис. 1.9. Установку предела миллисекундомера производят при разомкнутом состоянии контактов.

Рис. 1.3. Схема измерения разницы во времени замыкания контактов К1 и К2, когда К1 размыкается ранее К Рис. 1.4. Схема измерения разницы во времени размыкания контактов К1 и К2, когда К1 размыкается ранее К Рис. 1.5. Схема измерения разницы во времени между замыканием контактов К1 и размыканием К2:

Рис. 1.6. Схема измерения времени замкнутого состояния проскальзывающего (замыкающего) контакта при срабатывании реле Рис. 1.7. Cхема измерения времени разомкнутого состояния проскальзывающего (размыкающего) контакта при срабатывании реле Рис. 1.8. Схема измерения времени замкнутого состояния проскальзывающего (замыкающего) контакта при возврате Рис. 1.9. Схема измерения времени разомкнутого состояния проскальзывающего (размыкающего) контакта при возврате реле Измеритель временных параметров реле типа Ф738 имеет то же назначение, что и миллисекундомер ЭМС-54, но обладает более широкими возможностями. Прибор позволяет измерить:

1) время срабатывания реле с з. и р. контактами;

2) время возврата реле с з. и р. контактами;

3) разность времени срабатывания любой комбинации двух пар з. и р. контактов при срабатывании или возврате реле;

4) время кратковременного замыкания или размыкания з. и р. контактов;

5) разность времени срабатывания и возврата любой комбинации з. и р. контактов реле при отсутствии соединения прибора с внешним источником питания обмоток реле.

Пределы измерения прибора - от 1 мс до 10 с на четырех диапазонах: (10 99)·10 4 с, (10 99) ·10 3 с, (10 99)·10 2 с, (10 99)·10 1 с.

Основная погрешность при нормальных условиях не превышает значения, определяемого по формуле где t к - конечное значение интервала времени диапазона при измерении; t х - показание прибора; 5 - наибольшая допустимая погрешность задающего генератора прибора; 0,5 - коэффициент, определяемый дискретностью системы отсчета прибора.

Дополнительная погрешность прибора при работе в условиях, отличных от номинальных, не превышает половины основной:

при отклонении напряжения питания на ± 10% от номинального;

при отклонении температуры на каждые 10°С от оптимальной температуры +20°С.

Пусковой ключ прибора допускает размыкание тока в цепи обмоток проверяемых реле 10 А при напряжении до 240 В (постоянный оперативный ток) и 6 А при переменном напряжении до 380 В. Прибор имеет двузначную цифровую индикацию отсчета, он может работать при вертикальном или горизонтальном положении лицевой панели.

Питание прибора - от сети переменного тока 50 Гц номинальным напряжением 127/220 В. После предварительного прогрева прибора в течение 30 мин допускается непрерывная работа в течение 8 ч.

Персонал, работающий с прибором, должен изучить “Техническое описание и инструкцию по эксплуатации”. Запрещается работать с прибором при отсутствии защитного заземления корпуса, а также подключать к штепсельным колодкам прибора контакты реле, находящиеся под напряжением, даже при условии попадания напряжения на контакты через резистор или обмотку реле с большим сопротивлением.

Измеритель параметров реле цифровой Ф291 отличается от прибора Ф738 в основном внешним оформлением, меньшими габаритами, новой элементной базой (интегральные схемы и полупроводниковые элементы), а также расширенными пределами измерений - до 100 000 мс на двух пределах: 10 000 мс и 000 мс (переключение интервалов - ручное).

Прибор имеет пятизначный цифровой отсчет показаний с дополнительной индикацией переполнения счетчика, обеспечивает запоминание показаний и ручной сброс результата, имеет возможность подключения прибора к цифропечатающему устройству, для чего в нем предусмотрен выход со специальными кодированными сигналами.

На лицевой панели расположены: сетевой переключатель для включения прибора; переключатель Режим для выполнения коммутаций схемы прибора, соответствующих состоянию контактов и режиму работы проверяемого реле; переключатель КНТ (контакт) для изменения функций проверяемых контактов запускающего и останавливающего, если останавливающий контакт замыкается раньше запускающего;

переключатель РАЗН (разность) для работы в режимах определения разности срабатывания любой комбинации двух пар замыкающих и размыкающих контактов и определения времени кратковременного замыкания или размыкания контакта; переключатель 100 для работы прибора на пределе 100 000 мс; переключатель ВИБР (вибрация) для измерения временных параметров реле с учетом вибрации контактов;

переключатель СУМ (сумма) для суммирования показаний прибора при многократном измерении параметров реле; переключатель СБР (сброс) для сброса показаний отсчетного устройства прибора; тумблер ПУСК для подключения напряжения питания к обмотке проверяемого реле и подключения счетного устройства; цифровые индикаторные лампы и светоизлучающий диод для индикации переполнения счетчика.

На задней напели размещены зажимы защитного заземления и предохранители: зажимы 3, 4 (контакт 1) и 5, 6 (контакт 2) для подключения контактов проверяемого реле; зажимы 1, 2 (цепь реле) для подключения обмотки и питания проверяемого реле; разъем для подключения напряжения питания 220 В; разъем для подключения цифропечатающего устройства; разъем для подключения внешнего добавочного устройства ДУ.

В зависимости от напряжения и тока срабатывания используемого реле подключение его обмотки производится тумблером ПУСК на лицевой панели либо выключателем ПУСК добавочного устройства. Допустимые значения токов и напряжений при подключении реле к приборам приведены в табл. 1.4.

Перед включением прибора необходимо подключить к зажиму защитного заземления заземляющий провод и надежно заземлить его.

Таблица 1.4. Характер нагрузки, допустимые напряжения Выключатель

ПУСК ДУ

1) устанавливают органы управления и коммутации прибора в отключенное положение;

2) включают переключатель Режим в положение 1;

3) включают шнур питания прибора в питающую сеть;

4) включают сетевой переключатель прибора;

5) для установления рабочего режима выдерживают прибор во включенном состоянии в течение не менее 15 мин;

6) включают тумблер ПУСК и убеждаются в наличии непрерывного счета прибора;

7) замыкают зажимы 3, 4 и при этом убеждаются в наличии фиксации показания на отсчетном устройстве;

8) выключают тумблер ПУСК;

9) нажимают кнопку СБР и при этом убеждаются в наличии сброса показаний на отсчетном устройстве.

После этого прибор готов к работе. Допускается непрерывная работа прибора в течение 8 ч.

Вольтамперфазоиндикатор ВАФ-85. Предназначен для измерения величины и фазы переменного тока и напряжения частоты 50 Гц, угол сдвига фаз определяется относительно вектора U ab трехфазной системы напряжения аbс 100-220 В.

Прибор позволяет измерить и определить:

а) значение и фазу напряжения на пределах измерения 1, 5, 25, 125, 250 В;

б) значение и фазу тока без разрыва токопровода на пределах измерения 1, 5, 10 А;

в) значение малых токов, измеряемых миллиамперметром, включаемым в рассечку токовой цепи, на пределах измерения 10, 50, 250 мА;

г) чередование фаз трехфазной симметричной системы напряжения 100-220 В.

На удаленных подстанциях со слабыми системными связями иногда бывает, что напряжение во вторичных цепях трансформаторов напряжения меньше 100 В, поэтому при лабораторных проверках прибора необходимо тщательно регулировать механику фазорегулятора, добиваясь четкого вращения его ротора при симметричном трехфазном напряжении 90-95 В.

Входное сопротивление вольтметра на всех пределах измерения - не менее 2400 Ом/В.

Наложение токоизмерительных клещей изменяет сопротивление токовой цепи не более чем на 0, Ом, зазор клещевой приставки при полном раскрытии магнитопровода не менее 7 мм. Внутреннее сопротивление миллиамперметра на пределах 10 мА - 4 (5) Ом; 50 мА - 0,2 (0,4) Ом; 250 мА - 0,018 (0,08) Ом, в скобках указано сопротивление миллиамперметров для прибора серии ВАФ-85М.

Основная погрешность прибора ВАФ-85 при измерении тока и напряжения не превышает ± 5 % предела измерения, погрешность при определении фазы не превышает ± 5°, прибор ВАФ-85М при нормальных условиях имеет соответственно погрешности по току и напряжению ± 4 %, по углу ± 5°.

Прибор ВАФ-85 является многопредельным детекторным прибором, в качестве измерителя у которого используется микроамперметр М-4204. При измерении тока и напряжения однополупериодное выпрямление производится германиевым диодом, при этом показания измерительного прибора пропорциональны среднему значению тока, проходящего через его обмотку.

При определении фазы тока или напряжения ток к измерительному прибору подается через механический выпрямитель у приборов старой серии или через фазозависимый полупроводниковый выпрямитель у приборов новой серии. Механический или полупроводниковый выпрямитель обеспечивает максимальный ток через измерительный прибор при совпадении по фазе тока и напряжения, подведенных к выпрямителю. При токе и напряжении, подведенных к выпрямителю под углом 90°, ток в измерительном приборе равен нулю и положение лимба на роторе фазорегулятора фиксирует фазу измеряемого тока и напряжения.

Приборы ВАФ-85 и ВАФ-85М отличаются расположением выводов на лицевой панели, креплением лимба к оси сельсина. В новых приборах предусмотрена возможность смещать планку с риской для начала отсчета при калибровке и установке нуля; в старых образцах при несовпадении нуля с заводской риской приходилось каждый раз при калибровке фиксировать новую точку начала отсчета карандашом на лицевой панели.

На лицевой панели указаны обозначения основных элементов, которым соответствуют принятые обозначения в тексте.

Порядок работы. При измерении тока клещевой приставкой без разрыва цепи на пределах 1,5, 10 А или напряжения на пределах 1, 5, 25, 125, 250 В тумблер Фаза-Величина устанавливается в положение Величина; тумблер мА - U, I - в положение U, I; переключателем пределов выбирается соответствующий предел по току или напряжению.

Измерение тока производится с помощью токоизмерительных клещей, которые гибким шлангом подключаются к выводам прибора * и I. В том случае, когда измеряемые токи весьма малы, можно в рассечку испытательного зажима или испытательного блока токовых цепей включить гибкую перемычку и пропустить ее через окно токоизмерительных клещей несколько pаз. В этом случае действительное значение тока в измеряемой цепи можно определить, разделив показание прибора на число проводников в окне токоизмерительных клещей (рис. 1.10).

Измеряемое напряжение подводится к выводам* и U. При определении фазы тока или напряжения тумблер Фаза-Величина устанавливается в положение Фаза, тумблер мА - U, I - в положение U, I. Прибор ВАФ-85 измеряет фазу тока или напряжения относительно базисного напряжения U ab (по маркировке на лицевой стороне прибора) симметричной трехфазной системы аbс, подведенной к выводам А, В, С прибора. При измерении фазы тока или напряжения следует иметь в виду, что результат будет правильным лишь в том случае, если направление вращения лимба фазорегулятора и направление вращения стрелки к нулю совпадают. Целесообразно всегда вращать лимб против часовой стрелки, в этом случае подход стрелки к нулю справа со стороны шкалы наиболее четко фиксируется.

К выводам А, В, С подводится трехфазное напряжение 100, 110 или 220 В, при работе в цепях релейной защиты ВАФ-85, как правило, включается на линейное напряжение трансформаторов напряжения 100 В, проверяется правильность чередования фаз подведенного напряжения по вращению лимба, освобожденного от стопора: при правильном чередовании фаз лимб вращается по часовой стрелке.

Перед измерением фазы или снятием векторной диаграммы проверяют установку нуля прибора. При измерении фазы в цепях напряжения контроль и корректировку нуля прибора следует производить по напряжению. В этом случае проверяется установка нуля по напряжению измерением фазы базисного напряжения U ab, для этого соединяют перемычками выводы А и *; В и U (рис. 1.11). Вращением ротора фазорегулятора при обязательном совпадении направления вращения лимба и хода стрелки добиваются установки стрелки на нуль, в этом случае нуль лимба и риска отсчета должны совпадать. При несовпадении нуля лимба и риски у приборов старого образца делается карандашом новая отметка на лицевой панели, у приборов новой серии коррекция осуществляется перемещением планки с риской.

При снятии векторных диаграмм в цепях тока необходимо произвести контроль и корректировку нуля по току. Эту проверку проводят каждый раз, если пересоединялись цепи напряжения прибора при переходе от одной панели защит к другой или отсоединялись токоизмерительные клещи.

Токоизмерительные клещи подсоединяют к выводам прибора * и I штатным калиброванным соединительным шлангом с соблюдением полярности. Однополярные выводы на приборе, соединительном шланге и токоизмерительных клещах обозначены звездочкой.

Проверку можно произвести двумя способами.

1. Прибор ВАФ-85 в цепи трехфазного питания имеет чисто емкостную нагрузку, поэтому ток в фазах опережает напряжение на угол 90° (рис. 1.12, а). Вектор тока фазы с относительно базисного напряжения U ab развернут на 180°, т. е. находится в противофазе с U ab, следовательно, вектор тока - c совпадает с данном трехфазном питании и подключенных токоизмерительных клещах измеряется фаза тока - ab, для этого клещи полярной стороной, отмеченной знаком *, располагают в сторону прибора (рис. 1.2, б) к нагрузке. Вращением фазорегулятора стрелка прибора устанавливается на нуль, и затем производится корректировка положения риски отсчета по нулю лимба.

а - диаграмма токов в фазе С питающей трехфазной системы напряжений ВАФ-85 и в резисторе R, включенном на 2. При включении на базисное напряжение U ab резистора с активным сопротивлением фаза тока в цепи резистора совпадает с фазой напряжения. Поэтому на выводы АВ включается резистор сопротивлением 250-500 Ом (см. рис. 1.12, б) соответствующей мощности и измеряется фаза проходящего через резистор тока. Токоизмерительные клещи располагают полярной стороной к выводу А, иногда риски отсчета, откалиброванные по току и напряжению, могут не совпадать. После проверки и корректировки нуля прибора можно производить снятие векторных диаграмм в цепях напряжения или тока.

При проверках полярный конец измеряемого вектора напряжения всегда подключается к выводу *. Токоизмерительные клещи, охватывающие проводник с измеряемым током, полярной стороной должны располагаться в сторону трансформаторов тока, т. е. к генераторному концу токопровода. Отсчет угла производится по лимбу в момент установки стрелки на нуль.

Прибором ВАФ-85 можно определять значения тока, напряжения и угол между ними, поэтому он может применяться и для измерения мощности. При измерении угла между током и напряжением необходимо делать поправку на угол несовпадения нуля прибора по току и напряжению корректировкой нуля отсчета.

При измерениях малых значений переменного тока на пределах 10, 50, 250 мA миллиамперметр включается в рассечку измеряемой цепи, тумблер мА - U, I ставится в положение мА и отсчет производится по шкале.

Рекомендуемый выше способ измерения токоизмерительными клещами малых токов иногда бывает неприемлем, поэтому в наладочных организациях Минэнерго СССР разработаны и широко применяются приставки, позволяющие производить без разрыва цепи измерения значения и фазы малых токов.

Электролабораторией Наладочно-монтажного управления треста “Электроцентромонтаж” (HMУ ЭЦМ) разработана усилительная приставка П-77-1, которая обеспечивает на двух пределах 50 и 250 мА необходимые измерения в диапазоне от 10 до 250 мА; дополнительная вносимая погрешность - не более ± 1°, напряжение питания переменное, 100-220 В.

Принципиальная схема приставки приведена на рис. 1.13. Она состоит из усилителя синусоидального сигнала, стабилизированного источника питания и фазодвигающей цепочки; параметры элементов схемы даны в приложении 2. Усилитель собран на интегральной схеме А1, сигнал с токоизмерительных клещей через разделительный конденсатор С6 поступает на неинвертирующий вход 10 микросхемы, на инвертирующий вход 9 подается сигнал обратной связи с резистора R3. Глубина обратной связи, а следовательно, и необходимый коэффициент усиления подбирается резисторами R4 - R7 при калибровке. Переключение пределов измерения осуществляется тумблером S1. Усиленный сигнал с выхода 5 микросхемы через конденсатор С8 поступает на зажимы * и I ВАФ-85.

На входе 10 микросхемы включена фазосдвигающая RC-цепочка, состоящая из резисторов R9, R10 и конденсатора С7. Конденсатор С5 предотвращает самовозбуждение усилителя по высокой частоте.

Питание усилителя осуществляется параметрическим стабилизатором, переменное напряжение 100- В с зажимов А и В ВАФ-85 через конденсаторы С1 и С2 поступает на выпрямительный мост VD1-VD4, амплитуда выпрямленного напряжения ограничивается 33 В стабилитроном V1. Через резистор R2 напряжение подается на стабилитроны V2 и V3, с которых снимается стабилизированное напряжение ± В для питания микросхемы, конденсаторы С3 и С4 сглаживают пульсации напряжений. Резистор R1 обеспечивает разряд конденсаторов С1 и С2 при отключении питания.

Наладку приставки производят совместно с прибором ВАФ-85, в режиме измерения фазы резисторами R9 и R10 устраняют фазовый сдвиг, определяемый по различию в показаниях ВАФ-85 без приставки и с ней при измерении фазы тока одной цепи. Коэффициент усиления микросхемы устанавливают в режиме измерения значения тока: на пределе 50 мА - резисторами R4 и R5, на пределе 250 мА - резисторами R6 и R7.

Конструктивно приставка выполнена следующим образом: на изолирующей пластине установлены две штепсельные вилки с маркировкой 100-220 В; * и I, чем обеспечивается однозначное подключение приставки к ВАФ-85, на верхнем защитном кожухе установлен тумблер S1 и гнездо для подключения токоизмерительных клещей.

Подготовка к работе и измерение малых токов:

1) подать на зажимы А, В, С прибора ВАФ-85 симметричное трехфазное напряжение 100-220 В и проверить чередование фаз;

2) проверить установку нуля ВАФ-85;

3) установить переключатель пределов по току в положение 1А, тумблер мА - U, I - в положение U, I;

4) вставить приставку в гнезда ВАФ-85 согласно указанной маркировке и подключить токоизмерительные клещи;

5) установить ожидаемый предел измерения 50 и 250 мА, измерение производить по верхней шкале прибора, при индикации фазы тока тумблер Фаза-Величина перевести в положение Фаза.

В некоторых случаях, особенно при измерениях фазы тока и напряжения во вторичных цепях входных согласующих трансформаторов тока защит, например при проверке под нагрузкой панели ДЗШТ (дифференциальная защита шин с торможением), даже наличие приставки не обеспечивает возможности проведения необходимых измерений. Высокой разрешающей способностью при таких измерениях обладает векторметр типа Ц50 - универсальный переносной прибор, предназначенный для измерения токов и напряжений по частоте и фазе переменного тока частотой 50 Гц.

Прибор имеет пределы измерения:

по напряжению - 0,15; 0,3; 1; 3; 10; 30; 100; 150; 300 В;

по току - 0,003; 0,01; 0,03; 0,15; 0,3; 1; 3; 5 А;

фазовый угол - от 0 до 360°.

Помимо значений и фазы тока и напряжения при синусоидальной форме кривой прибор позволяет измерить мощность однофазной и трехфазной цепей, сдвиг фаз между двумя токами или напряжениями, между током и напряжением. При наличии высших гармоник прибор позволяет выделить составляющие первой гармоники тока или напряжения, к недостатку прибора следует отнести необходимость его включения в рассечку токовой цепи.

Нестандартные переносные испытательные устройства. Применение выпускаемых промышленностью комплектных устройств У5052 и У5053 несмотря на их универсальность при наладке присоединений 0, кВ, КРУ 6 кВ во многих случаях бывает нецелесообразно, особенно при совмещении монтажных и наладочных работ в одних помещениях. В связи с этим в наладочных организациях, в частности в НМУ ЭЦМ Минэнерго СССР, широко применяются специализированные испытательные устройства, которые подробно рассмотрены в [1, 10]. Ниже приведены основные технические данные нескольких разработок специалистов НМУ ЭЦМ.

Устройство проверки присоединений 0,4 кВ УП-0,4 предназначено для проверки различного электрооборудования, работающего на напряжении 0,4 кВ переменного тока и 220 В постоянного тока: магнитных пускателей, контактов, реле времени, промежуточных и сигнальных реле, электромагнитных реле переменного тока, автоматических выключателей с токами срабатывания отсечки до 500 А. Устройство обеспечивает регулируемые значения выходных токов и напряжений в пределах, указанных в табл. 1.5.

Устройство оборудовано встроенным вольтметром постоянного и переменного тока и амперметром с измерительным трансформатором тока с пределами измерения соответственно 25, 100, 250, 500 А. На лицевой панели кроме перечисленных измерительных приборов установлены переключатели, тумблеры, зажимы и ручка регулирования автотрансформатора.

Специальные силовые зажимы цепи прогрузки изготовлены из латунных шпилек с массивными латунными гайками. Все элементы на лицевой панели снабжены соответствующими надписями.

Устройство проверки простых реле УПР-3 предназначено для проверки без сборки каких-либо испытательных схем: реле времени, реле напряжения, промежуточных и сигнальных реле, контакторов и пускателей, работающих на постоянном и переменном токе. Устройство обеспечивает регулируемые значения выходных напряжений в пределах, указанных в табл. 1.6.

Максимально допустимый ток в выходных цепях 2 А. На лицевой панели устройства установлены встроенный вольтметр постоянного и переменного тока с пределами измерения 25, 100, 250 и 500 В, электросекундомер, тумблеры и переключатели, предохранители и сигнальные лампы, ручка регулируемого автотрансформатора и зажимы для подключения питания и проверяемых аппаратов с соответствующими надписями.

Масса устройства 8 кг.

Устройство проверки коммутационной аппаратуры УПКА-1 предназначено для проведения комплекса наладочных работ в комплектных распредустройствах 6 кВ.

Устройство позволяет выполнить следующие работы:

проверку релейно-коммутационной аппаратуры схемы управления, блокировок и сигнализации (за исключением токовых реле и автоматических выключателей АП-50);

включение и отключение выключателей с измерением времени и скорости его работы с помощью вибрографа;

проверку напряжения срабатывания и возврата контактора включения и электромагнита отключения привода выключателя;

опробование работы выключателя при пониженном напряжении питания; технические данные устройства приведены в табл. 1.7.

В зависимости от условий наладки выбирается один из четырех возможных источников питания для устройства.

Устройство имеет: схему питания постоянным током привода выключателя, схему регулирования переменного напряжения, схему регулирования постоянного напряжения для проверки реле постоянного тока, схему измерения времени работы аппаратуры встроенным электросекундомером и контрольноизмерительный прибор с полупроводниковой защитой от перегрузок.

Питание цепей управления может осуществляться от любого внешнего источника или от шинок питания ± ЕY постоянного тока ячейки. Для возможности подключения к ± EY устройству придается кабель со штырем контактного разъема XP1, который одной стороной включается в гнездо разъема XS ячейки КРУ, другой стороной подключается к зажимам на лицевой панели устройства. В корпус устройства вмонтировано гнездо XS1, аналогичное установленному в ячейке КРУ, в которую включается штырь соединительного кабеля ХР выкатной тележки (рис. 1.14). Для удобства подачи напряжения на привод выключателя в устройстве предусмотрен оперативный автоматический выключатель SF, позволяющий исключить операции с автоматическим выключателем, расположенным в шкафу ячейки КРУ. Масса устройства 16 кг.

Согласно ГОСТ для оценки качества изоляции электрических цепей аппаратуры проверяется ее электрическая прочность с измерением сопротивления изоляции до и после испытания повышенным напряжением.

Электрическая прочность и сопротивление изоляции проверяются между электрически не соединенными цепями; между электрическими цепями, радъединяющимися в процессе работы аппаратуры; между электрическими цепями и металлическими нетоковедущими частями аппаратуры (корпус).

В заводской документации на конкретную аппаратуру указываются электрические цепи, изоляцию которых следует подвергать проверке, или точки приложения испытательного напряжения и подключения измерительных приборов.

При проверке сопротивления и прочности электрической изоляции электронные цепи, содержащие полупроводниковые приборы и микросхемы, следует отключать. Допускается элементы, у которых испытательное напряжение ниже установленного, отсоединять, отпаивать или шунтировать. Это условие должно указываться в документации. Места повторной пайки подлежат проверке на надежность, на отсутствие заусенцев и других дефектов пайки. Сопротивление изоляции измеряют специальными измерительными приборами с погрешностью измерения не более ± 20 %, в отдельных случаях допускается измерение сопротивления изоляции методом вольтметра-амперметра.

Измерительный прибор выбирается в зависимости от значений сопротивления изоляции, заданного в стандартах и документации на конкретную аппаратуру. Изоляцию цепей аппаратуры, содержащих полупроводниковые приборы, проводят дважды при различной полярности напряжения измерения.

Показания прибора отсчитывают через 1 мин после подачи на аппаратуру измерительного напряжения;

аппаратура считается прошедшей испытания, если измеренные значения сопротивления изоляции равны значениям, указанным в документации, или превышают их.

Измерение сопротивления изоляции, как правило, производят мегаомметрами различных типов и исполнений. Основными элементами мегаомметров типов M1101 и МС-05 являются генератор постоянного тока с ручным приводом, измерительный прибор - магнитоэлектрический логометр постоянного тока и дополнительные резисторы.

Мегаомметр типа M1101 имеет три исполнения, различающиеся по выходному напряжению и наибольшему значению измеряемого сопротивления: 100 В - 100 МОм, 500 В - 500 МОм, 1000 В - 1000 МОм, технические данные прибора приведены в табл. 1.8.

Таблица 1.8. Технические данные мегаомметров типа M Мегаомметр типа МС-05 на напряжение 2500 В имеет три предела измерений, технические данные прибора приведены в табл. 1.9.

При измерениях мегаомметром рукоятку генератора необходимо вращать с номинальной частотой об/мин. При номинальной частоте вращения на разомкнутых зажимах прибора создается номинальное напряжение. Зависимости выходного напряжения мегаомметров от измеряемого сопротивления приведены на рис. 1.15, 1.16 (где U - напряжение на измеряемом сопротивлении в процентах номинального; R измеряемое сопротивление в процентах конечного значения рабочей части шкалы).

Положение пеПределы изме- Рабочая часть Номинальное выходное напряТип прибора реключателя Перед измерением проверяют исправность прибора. У мегаомметров типа M1101 при положении переключателя пределов “М ” и вращении рукоятки с номинальной частотой при разомкнутых выводах стрелка мегаомметра должна устанавливаться на отметке шкалы M. При положении переключателя пределов k и разомкнутых выводах стрелка логометра при вращении рукоятки должна устанавливаться на отметке нижней измерительной шкалы k, при закорачивании выходных зажимов прибора в обоих случаях стрелка устанавливается на нуль соответствующей шкалы.

Рис. 1.15. Нагрузочные характеристики мегаомметра серии M Рис. 1.16. Нагрузочная характеристика мегаомметра типа МС- У мегаомметров типа МС-05 при вращении рукоятки с номинальной частотой и разомкнутых выводах стрелка прибора должна устанавливаться на отметке ; при замкнутых выводах Л (линия) и З (земля) стрелка должна устанавливаться на отметке 0 шкалы.

Мегаомметры М4100/1 - М4100/5 - одного типа, у них вместо генератора постоянного тока применен генератор переменного тока с выпрямителем. Имеется пять исполнений прибора этого типа, отличающихся по параметрам выходного напряжения и наибольшему значению измеряемого сопротивления, технические данные прибора приведены в табл. 1.10.

Таблица 1.10. Технические данные мегаомметров типа М Исполнение Пределы измерения Рабочая часть шкалы Номиналь- ное выходное При измерениях рукоятку генератора необходимо вращать с номинальной частотой 120 об/мин. Зависимость выходного напряжения мегаомметров от измеряемого сопротивления приведена на рис. 1.17.

Рис. 1.17. Нагрузочные характеристики мегаомметров серии М4100:

гаомметр М4100/5 имеет еще дополнительный вывод Э (экран).

* Аналогичный вывод имеет обозначение 3 для других типов прибора.

При измерении сопротивления изоляции на пределе М измеряемое сопротивление подключают к выводам Л-З, на пределе k устанавливают перемычку между выводами Л-3, а измеряемое сопротивление подключают к выводам 3-k. Провода, входящие в комплект прибора, обеспечивают возможность переключений на выводах без использования временных перемычек.

Схемы измерения сопротивления изоляции приведены на рис. 1.18, 1.19.

Мегаомметр Ф4100 имеет внешнее комбинированное питание от сети 127/220 В частотой 50 Гц или от источника постоянного тока напряжением 12 В. Максимальная потребляемая мощность при питании от сети 127/220 В 20 В·А, максимальный ток потребления от внешнего источника постоянного тока 1 А.

Рис. 1.18. Схема измерения сопротивления изоляции мегаомметрами типов М4100/1-М4100/4: а - на пределе М ; б Рис. 1.19. Схема измерения сопротивления изоляции мегаомметром типа М4100/5: а - на пределе М ; б - на пределе k Пределы измерения сопротивления и рабочая часть шкалы в зависимости от положения переключателей пределов измерения приведены в табл. 1.11.

Таблица 1.11. Технические данные мегаомметра типа Ф Положение переключателя пределов Пределы измерения, МОм Рабочая часть шкалы, МОм Номинальное напряжение на разомкнутых выводах прибора 2500+250 В, нагрузочная характеристика приведена рис. 1.20. Мегаомметр Ф4100 состоит из следующих основных функциональных узлов: импульсного стабилизатора напряжения, преобразователя напряжения, измерительного усилителя постоянного тока, реле времени.

Рис. 1.20. Нагрузочные характеристики мегаомметров типа Ф4100: 1 - на пределе измерения I; 2 - на пределе измерения II; 3 - на пределе измерения III ( 10; 100; 1000) При работе с мегаомметром Ф4100 необходимо выполнять дополнительные меры безопасности:

перед подключением прибора к питающей сети или внешнему источнику постоянного тока его надежно заземляют. Вывод заземления находится на передней панели прибора и имеет маркировку.

Необходимо помнить, что вывод с аналогичным обозначением входит в измерительную часть схемы прибора и не имеет электрического соединения с выводом для заземления корпуса;

после отпускания кнопки Высокое напряжение напряжение на выходе мегаомметра (выводы Л и Э относительно З) снижается до безопасного значения за 5-10 с.

Порядок работы с прибором Ф4100 указан в заводском паспорте и должен строго выполняться.

Мегаомметры Ф4102/1, Ф4102/2 имеют комбинированное питание от сети 220 В частотой 50 Гц или от встраиваемых химических источников тока напряжением 10-14 В. Максимальная потребляемая мощность при питании от сети переменного тока - не более 12 В·А, максимальный ток потребления от химических источников тока - не более 0,45 А. Ресурс встроенного источника питания в нормальных условиях применения не менее 250 измерений.

Диапазоны измерения сопротивления изоляции и значение напряжения на зажимах прибора при разомкнутой внешней цепи приведены в табл. 1.12.

Mегаомметры данного типа состоят из преобразователя, предназначенного для преобразования напряжения питания в постоянное стабилизированное напряжение нужного значения, и измерительного усилителя с компенсацией температурной погрешности. Неправильная установка химических источников тока может привести к выходу прибора из строя.

При измерениях изоляции необходимо пользоваться стандартными проводами, входящими в комплект поставки завода-изготовителя; для их замены можно использовать гибкий многожильный провод с усиленной изоляцией (например, типа ПВЛ) и с изолирующими ручками на концах; необходимо строго соблюдать правила техники безопасности.

Измерение сопротивления изоляции вторичных цепей защиты, электроавтоматики, управления производят мегаомметром на 1000 или 2500 В. При подготовке к измерению необходимо по заводской документации определить составляющие элементы, изоляция которых испытывается пониженным напряжением, и исключить их из схемы. Для этого вынимают из колодок поляризованные магнитоэлектрические реле, съемные блоки с полупроводниковыми элементами и др. При проверке аппаратуры необходимо вынуть из панелей стабилитроны, неоновые и электронные лампы, чтобы на результаты измерений не влияли токи, проходящие через лампы; элементы, которые невозможно исключить из схемы, закорачивают. С этой же целью для предотвращения повреждений диодов и стабилитронов при измерении сопротивления изоляции оперативных цепей управления, блокировок и сигнализации на постоянном токе необходимо плюс и минус объединить временной перемычкой. При проверке все заземляющие провода, установленные на данном присоединении, должны быть отсоединены. Согласно [2] сопротивление изоляции жил кабелей, обмоток, контактов реле с коммутационными приводами и всех вспомогательных устройств проверяют: по отношению к земле; между фазами, жилами, проводами, зажимами в пределах одной цепи; между электрически не связанными цепями.

Таблица 1.12. Технические данные мегаомметров типа Ф Ф4102/2 0-2000 75-1000 Сопротивление изоляции полностью собранных цепей тока, напряжения, оперативного тока и т. д. каждого присоединения при новом включении должно быть не менее 1 МОм.

Сопротивление изоляции вновь смонтированных шинок оперативного тока и цепей напряжения при отсоединенных от панелей спусках и кабелях должно быть не менее 10 МОм. При измерении сопротивления изоляции относительно земли к заземлителю подсоединяется провод от вывода З, к проверяемой цепи провод от вывода Л или k. При измерениях изоляции между разобщенными цепями порядок присоединения проводов не имеет значения, если цепи не содержат полупроводниковых элементов; при наличии таких элементов испытания проводят дважды при различной полярности измерительного напряжения.

Элементы, рассчитанные на более низкий уровень изоляции, испытываются по установленным для них нормам - так, например, изоляция поляризованных реле испытывается мегаомметром на 500 В.

Если результаты измерения сопротивления изоляции удовлетворительные, производят испытания электрической прочности изоляции приложенным переменным напряжением 1000 В в течение 1 мин относительно земли. Для обеспечения надлежащих контроля и безопасности испытывают изоляцию всех разобщенных цепей отдельно (последовательно каждой группы трансформаторов тока, трансформаторов напряжения, оперативных цепей и т. д.). У присоединений, все цепи которых находятся в пределах одногодвух помещений (например, щит управления - закрытое распределительное устройство), допускается проводить испытание сразу нескольких цепей, объединенных перемычками из мягкого провода со снятой изоляцией.

От испытательного устройства (например, типа ИУ-65, изготовленного ЦЛЭМ Тулэнерго) на подготовленные к испытанию цепи подают напряжение, которое плавно увеличивают от 0 до 500 В. При этом напряжении измеряют ток утечки, осматривают состояние испытываемой аппаратуры, проводов, кабелей, рядов зажимов и т. п. Если отсутствуют броски тока, искрение и потрескивание в цепях, напряжение поднимают плавно до 1000 В и выдерживают его в течение 1 мин при периодическом контроле стабильности тока утечки. Значение тока утечки не нормируется, так как и она зависит не только от сопротивления изоляции, но и от емкости проводов вторичных цепей относительно земли. Стабильность тока утечки при испытаниях указывает, что понижения уровня изоляции не происходит. После испытания напряжение плавно снижают и испытательное устройство отключают от питающей сети. При отсутствии специального устройства можно собрать схему из отдельных устройств и приборов, как показано на рис. 1.21. Испытательный трансформатор Т должен иметь мощность не менее 200-300 В·А, для регулирования напряжения используют потенциометры или регулировочные трансформаторы TUV, контроль напряжения производят по вольтметрам прямого включения на стороне испытательного напряжения. При отсутствии вольтметра с пределом измерения 1000 В допустимо проводить измерение двумя однотипными вольтметрами при последовательном их включении.

Рис. 1.21. Схема испытания изоляции повышенным напряжением Испытание изоляции повышенным напряжением должно производиться при строгом соблюдении правил техники безопасности.

После завершения испытания повышенным напряжением производят контрольное измерение сопротивления изоляции испытанных цепей относительно земли мегаомметром. Результаты контрольных и предварительных измерений не должны существенно различаться между собой. После окончания всех работ по проверке изоляции необходимо снять все временные перемычки, подключить отсоединенные аппараты, приборы и подсоединить все заземляющие провода.

Анализ правильности установки и подключения измерительных трансформаторов тока ТА и напряжения TV, выполнения вторичных цепей тока и напряжения, а также правильности включения устройств релейной защиты, как правило, производят по векторным диаграммам.

Векторная диаграмма определяет положение измеряемых векторов токов или напряжения относительно симметричной трехфазной системы фазных или линейных напряжений в соответствующей системе координат. Векторные диаграммы для оценки правильности включения направленных защит необходимо обязательно снимать относительно напряжения, подведенного к данным защитам. В остальных случаях, когда к защите подводят только цепи тока или только цепи напряжения, например при проверке дифференциальных и максимальных токовых защит, фильтровых защит обратной последовательности, векторные диаграммы можно снимать относительно любой системы напряжений, синхронной с проверяемыми присоединениями.

Векторные диаграммы при проверке устройств релейной защиты и измерений, как правило, снимают прибором ВАФ-85, возможно использование для этой цели ваттметра или фазометра, но применение данных приборов значительно усложняет производство работ и увеличивает вероятность возможных ошибок.

При снятии векторных диаграмм к выводам А, В, С прибора ВАФ-85 подводят предварительно проверенное симметричное напряжение 100 В от вторичных обмоток TV, соединенных в звезду с чередованием фаз а, b, с. По направлению вращения ротора фазоизмерителя проверяют чередование фаз подведенного напряжения, при правильном чередовании а, b, с - вращение происходит по часовой стрелке. Индикацию фазы производят по лимбу, который имеет разметку в градусах: зона вправо от нуля (0-180°) емкостная (С); зона влево от нуля (0-180°) индуктивная (L), при измерениях фиксируется не только измеренный угол, но и зона, в которой он находится. При снятии векторных диаграмм на “постороннем” синхронном напряжении 110, 220 В правила работы с прибором остаются неизменными.

При построении векторных диаграмм учитываются изложенные в § 1.2 рекомендации по предварительной проверке используемых для измерения приборов.

Построение векторных диаграмм в цепях напряжения. Принято при всех проверках полярный конец измеряемого вектора напряжения подключать всегда к выводу прибора с обозначением *, неполярный - к выводу U. При графическом изображении вектора напряжения тока полярный конец отмечается стрелкой, при буквенном написании полярному концу соответствует первая буква.

У подготовленного к работе ВАФ-85 проверяют и корректируют установку нуля по напряжению измерением фазы базисного напряжения U ab. Измеряют значение и фазу всех напряжений вторичных обмоток TV, соединенных по схемам звезды и разомкнутого треугольника. По полученным данным в системе координат напряжения, подведенного к прибору, строят векторную диаграмму, по которой и оценивают действительное выполнение цепей напряжения. При отсутствии ВАФ-85 правильность выполнения цепей напряжения можно оценить по потенциальной диаграмме, снимаемой вольтметром, если предварительно фазоуказателем проверить их чередование фаз. Вольтметром измеряют сначала значения всех фазных и линейных напряжений звезды U а0, U b0, U с0, U ab, U bc, U са ; относительно выводов А, В, С, N определяют заземленную фазу и затем измеряют напряжения каждой вершины разомкнутого треугольника В Н (К), F, U, Н относительно выводов А, В, С, N звезды. По полученным результатам в масштабе (при работе с ВАФ-85 по значению напряжения и фазе, при работе с вольтметром только по значениям напряжения методом засечек) строят векторную диаграмму (см. рис. 1.27, б). Подробная методика определения заземленной фазы приведена в § 1.6.

Построение векторных диаграмм в цепях тока. Для анализа выполнения токовых цепей по векторной диаграмме токов необходимо установить значение и направление активной и реактивной мощностей, протекающих по данному присоединению.

По характеру первичной нагрузки, направлению и значению активной и реактивной мощностей оценивают ожидаемое положение векторов вторичного тока на диаграмме с учетом схемы соединения и коэффициента трансформации ТА. Расчетные данные сопоставляют с результатами измерений.

Определение значения и направления мощности производят по соответствующим ваттметрам и уточняют у диспетчера энергосистемы. В тех случаях, когда имеются сомнения в правильности определения направления мощности проверяемого присоединения, выбирают другой режим проверки, исключающий возможность сомнений, например производят измерения в режиме одностороннего питания или на емкостном токе ЛЭП. В режиме одностороннего питания активная мощность на питающем конце имеет однозначное направление от шин в линию, на приемном конце направление активной мощности - к шинам. На протяженных ЛЭП проверка может эффективно производиться на емкостном токе линии при отключении ее с противоположной стороны, в этом случае ток в фазе опережает одноименное фазное напряжение на 90°. В зависимости от типов опор, габаритов гирлянд изоляторов, сечения проводов емкостный ток в фазе на 100 км длины составляют примерно для ЛЭП 220 кВ - 25 А, 330 кВ - 45 А, 500 кВ - 100 А, 750 кВ - Стабильность направления и значения активной и реактивной мощностей при снятии векторных диаграмм необходимо периодически контролировать. Ошибочно определять направление мощности по показаниям амперметров смежных присоединений, так как токи в зависимости от характера и величины нагрузки присоединений могут находиться под разными углами, в связи с чем арифметическое сложение и вычитание токов недопустимо.

В общем случае вектор первичного тока может занимать на векторной диаграмме любое положение в одном из четырех квадрантов. При определении квадранта, в котором располагается вектор тока, необходимо исходить из следующего:

1) за положительное направление активной, реактивной мощностей и тока принято считать направление от шин в линию;

2) фазный вектор положительной активной мощности (тока) принято считать совпадающим по фазе с вектором одноименного фазного напряжения;

3) фазный вектор положительной реактивной мощности (тока) принято считать отстающим на 90° от вектора одноименного фазного напряжения, поэтому положительная реактивная мощность соответствует индуктивной нагрузке.

Таким образом, система координат имеет вертикальную и горизонтальную оси: вертикальная ось Р, положительное направление активной мощности и фазного напряжения U а0 - вверх; горизонтальная ось Q, положительное напряжение реактивной мощности (тока) - вправо; I, IV - индуктивные квадранты; II, III емкостные квадранты (рис. 1.22).

Рис. 1.22. Положение вектора тока фазы А в системе координат при разных направлениях активной и реактивной При подготовке прибора ВАФ-85 к снятию векторных диаграмм в токовых цепях визуально проверяют, подключены ли токоизмерительные клещи к прибору с соблюдением полярности, а одним из приведенных выше методов проверяют установку нуля по току. При измерении векторных диаграмм вторичных токов существует постоянное правило - токоизмерительные клещи полярной стороной всегда располагают в сторону полярных выводов трансформаторов тока. При охватывании клещами изолированного проводника с током необходимо следить, чтобы было полное прилегание плоскостей магнитопровода без зазоров и перекосов. Измерение фазы напряжения и тока производят с соблюдением обязательного условия - направление вращения лимба и направление вращения стрелки к нулю должны совпадать.

Схемы соединения вторичных обмоток трансформаторов тока. Трансформаторы тока (ТА) имеют следующую маркировку выводов: Л 1 и Л 2 - первичные обмотки, И 1 и И 2 (или 1И 1, 1И 2, 2И 1, 2И 2 ) вторичные обмотки. Однополярными выводами являются Л 1 и И 1. Трансформаторы тока, как правило, устанавливают выводом Л 1 к шинам на выводы И 1, подключают фазные провода связи с защитами, на выводы И 2 собирают нуль ТА. На рис. 1.23 представлены наиболее широко применяемые типовые схемы соединения вторичных цепей трансформаторов тока.

На рис. 1.23, а представлена схема соединения в звезду при установке ТА в каждой фазе. При такой схеме включения в нормальном режиме в нулевом проводе протекает только ток небаланса, обусловленный погрешностями ТА и различием их вольт-амперных характеристик.

Появляется ток в нулевом проводе при однофазных коротких замыканиях КЗ, поэтому можно считать, что при данной схеме соединения ТА реле, включенные в нулевой провод, включены на фильтр тока нулевой последовательности. Схема соединения ТА в звезду наиболее распространенная, широко применяется для защиты от междуфазных и однофазных КЗ для устройств автоматики и измерений. Если реле, установленные в фазных проводах, не используются, данная схема упрощается и принимает вид схемы на рис. 1.23, б.

На рис. 1.23, в представлена схема соединения ТА в неполную звезду при установке ТА в двух фазах.

Такая схема используется для выполнения защит от междуфазных КЗ в двух- и трехрелейном исполнениях, особенно присоединений с изолированной нейтралью; в нулевом проводе в нормальном режиме протекает сумма токов двух фаз.

На рис. 1.23, г приведена схема соединения ТА в треугольник при установке ТА в трех фазах. Схема широко используется для выполнения дифференциальных защит трансформаторов, когда необходимо компенсировать фазовый сдвиг первичных токов при соединении обмоток силового трансформатора звезда-треугольник; в фазном проводе протекает разность токов двух фаз.

Рис. 1.23. Схемы соединения вторичных обмоток ТА На рис. 1.23, д приведена схема соединения ТА на разность токов двух фаз, она используется для выполнения защиты от междуфазных КЗ в однорелейном исполнении. В некоторых случаях для уменьшения нагрузки на ТА применяют схемы с последовательным соединением двух ТА (рис. 1.24, а); у двух ТА, установленных в одной фазе, с соблюдением полярности соединяют первичные обмотки (Л 2 1ТА и Л 2ТА) и вторичные обмотки (И 2 1ТА и И 1 2ТА), устройства релейной защиты подключают на выводы И 1 1ТА и И 2 2ТА. Такое включение ТА обеспечивает неизменный вторичный ток, равный I 2 = I 1 /n ТА, но позволяет увеличить в 2 раза нагрузку на каждый ТА. Схема имеет тот же коэффициент трансформации, что и каждый ТА.

Значительно реже применяют схемы с параллельным включением вторичных обмоток ТА (рис. 1.24, б).

В этом случае коэффициент трансформации схемы в 2 раза меньше, чем n ТА каждого ТА, а нагрузка на него вдвое больше. Это свойство ТА используют, когда необходимо получить малые или нестандартные коэффициенты трансформации.

Проверка правильности соединения вторичных цепей ТА. Полностью собранные и подключенные к защите или устройству электроавтоматики токовые цепи, как правило, проверяют первичным током прогрузки. Эта проверка является завершающей, поэтому желательно измерения производить прибором ВАФ-85 без разрыва токовых цепей. При необходимости включения приборов непосредственно в токовые цепи подключение их производят на испытательных зажимах или испытательных блоках (при подготовительных работах и отсутствии тока). Если приборы включаются в процессе проверки и измерений, необходимо принимать меры, исключающие случайное размыкание цепей тока, влекущее за собой опасные для человека и цепей перенапряжения.

Рис. 1.24. Схемы включения вторичных обмоток двух ТА в одной цепи:

Проверку токовых цепей можно выполнить однофазным или трехфазным током. Проверка однофазным током выполняется по одной из приведенных на рис. 1.25 схем. Нагрузочным устройством TL устанавливают ток в первичной цепи, равный 10-20% номинального значения, и, измеряя токи во вторичных цепях, проверяют правильность выполнения токовых цепей. Соотношения измеряемых токов при правильном выполнении токовых цепей при наиболее вероятных ошибках и неисправностях приведены в табл. 1.13Проверку токовых цепей ТА, соединенных в треугольник, производят дважды, например, если при подаче тока в фазы А-В и В-С, при проверке выявлена неисправность, то после ее устранения производят повторную проверку по той же схеме.

Проверка трехфазным током более трудоемкая и применяется главным образом при наладке дифференциальных защит трансформаторов, генераторов, блоков генератор-трансформатор, мощных электродвигателей, она обеспечивает полную уверенность в правильности выполнения токовых цепей и обеспечивает возможность включения оборудования с предварительно проверенными основными защитами. Устанавливают трехфазную закоротку на одной стороне силового трансформатора за трансформаторами тока;

трехфазное напряжение, обычно от сборки 380 В достаточной мощности, подают силовым кабелем на другую сторону. Иногда при больших значениях реактивного сопротивления трансформаторов проверку током производят на напряжении 6 кВ. До испытаний предварительно рассчитывают возможный ток и определяют, с какой стороны трансформатора необходимо установить закоротку, на какую сторону подавать испытательное напряжение. Ожидаемый испытательный ток I исп, А, можно рассчитать по упрощенной формуле, не учитывающей падение напряжения в источнике питания:

Рис. 1.25. Схемы проверки токовых цепей первичным однофазным током:

а - по схеме звезды; б - по схеме неполной звезды; в - по схеме на разность токов; г - по схеме треугольника, ток подан на фазы АВ; д - по схеме треугольника, ток подан на фазы ВС; Q - рубильник; TUV - регулировочный трансформатор; TL - нагрузочный трансформатор; РА - прибор для измерения первичного тока прогрузки; стрелками указаны * - полярная сторона токоизмерительных клещей; = = = - соединения первичной Таблица 1.13. Возможные неисправности в трехфазных схемах Вторичные токи при Проверка трехфазным током от постороннего исВыполнение схемы топроверке первичным точника или током нагрузки ковых цепей Схема выполнена правильно Проверку реле напряжения третьей гармоники с торможением (реле НТГ) выполняют в два этапа:

лабораторная проверка работоспособности реле;

настройка рабочей уставки на работающем генераторе.

Цель лабораторной проверки - выявить возможные повреждения устройства и получить данные, необходимые при настройке уставки.

Проверку настройки на резонансную частоту 150 Гц рабочей С13-Т2 и тормозной С14-Т3 цепей реле проводят раздельно при отключенном оперативном токе. Напряжение питания 1-5 В от звукового генератора подают соответственно на входные зажимы реле: рабочей цепи - ХТ : 11 - ХТ : 13, тормозной - ХТ :

13 - ХТ : 8. Для исключения взаимного влияния цепей при проверке рабочей цепи размыкают накладку 12-13, при проверке тормозной цепи - накладку 9-10. Поддерживая неизменной величину напряжения на входе, генератором изменяют частоту питания в пределах 150 ± 50 Гц. По максимальному значению показания вольтметра, включенного на вторичную обмотку трансформатора Т2 или Т3, измеряют напряжение U 9 11 или U 12 14 и фиксируют резонансную частоту, которая должна быть 150 ± 6 Гц. При проверке необходимо использовать вольтметр с высоким входным сопротивлением, проверяемые трансформаторы Т и ТЗ должны находиться в режиме нагрузки, для чего необходимо установить перемычки 9-10 или 12-13.

Дополнительно при данной проверке следует измерить напряжение U 1516 и U 1617 на выходе выпрямительных мостов VD2 и VD3, максимальное напряжение на них соответствует той же резонансной частоте.

При необходимости подстройка на резонансную частоту осуществляется изменением индуктивности Т2, ТЗ при перемещении их магнитного шунта.

Проверку минимального напряжения срабатывания при отсутствии торможения проводят при поданном оперативном токе и напряжении питания частотой 150 Гц.

Напряжение срабатывания реле НТГ, измеренное на входных зажимах ХТ : 11 - ХТ : 13, должно быть не более 0,3 В при разомкнутой накладке 12-13 и полностью введенном резисторе R26. Чтобы ввести данный резистор, его ось следует повернуть до упора по часовой стрелке, в этом случае U 1516 = U 1816.

Следует измерить также напряжение срабатывания в этом режиме при частоте 50 Гц и по полученным результатам определить коэффициент ослабления фильтром напряжения промышленной частоты.

k ф должен быть не ниже 25, обычно он ранен 25-30.

Проверку срабатывания реле при коэффициенте торможения k т = 1 проводят при частоте напряжения питания 150 Гц по схеме, приведенной на рис. 12.8.

Рис. 12.8. Схема настройки реле третьей гармоники блок-реле ЗЗГ- Под коэффициентом торможения в соответствии с заводской документацией понимается отношение рабочего напряжения к тормозному, которые измерены в момент срабатывания:

Приступая к проверке, предварительно следует полностью ввести резисторы R26 и R27 (ось резистора R27 необходимо повернуть до упора против часовой cтрелки), в этом случае соблюдается условие U 1816 = U 1516 и U 2016 = U 17 16. Регулировочным трансформатором TUV1 устанавливают любое фиксированное значение рабочего напряжения U ХТ :13 ХТ :11 в пределах от 1 до 10 В и проверяют, чтобы реле К2 сработало. Затем повышают тормозное напряжение peгулировочным трансформатором TUV2 до значения большего, чем установленное рабочее, и фиксируют возврат реле К2. Плавно уменьшают тормозное напряжение при неизменном рабочем и определяют значение тормозного напряжения U ХТ :8 ХТ :13 в момент срабатывания.

При k т = 1 измеренное тормозное напряжение не должно отличаться от установленного рабочего более чем на 15 %. Объем лабораторной проверки на этом заканчивается, реле подготовлено к проверке под нагрузкой. Иногда в проектных уставках, подтвержденных службой РЗА, задают требуемый k т - настройку его производят по приведенной выше методике изменением сопротивлений резисторов R26 и R27.

Приступая к проверке реле ЗЗГ-1 рабочим напряжением, необходимо проверить выполнение цепей напряжения TV, установленных на выводах и в нуле генератора, проконтролировать, чтобы единственное заземление во вторичных цепях TV было установлено в одной точке на зажиме реле XT : 8. Из-за невозможности точного расчета относительного емкостного сопротивления сети генераторного напряжения Z оно определяется при наладке для случая отсутствия замыкания на землю в этих цепях и при эксплуатационном уровне сопротивления изоляции. По рекомендациям ВНИИЭ для этого при пусковых испытаниях турбогенератора с подключенными блочным трансформатором и трансформатором собственных нужд на холостом ходу при номинальном напряжении и установленных накладках 9-10 и 12-13 измеряют напряжение U 9 11 и U 12 14 :

Основным параметром, определяющим выбор срабатывания Z ср, является коэффициент надежности k н, диапазон изменения которого от k нmin до k н max рассчитывается по приведенному выражению где U ср1 - уставка срабатывания реле первой гармоники, В; k ф - измеренный коэффициент ослабления фильтром напряжения промышленной частоты (если измерение не производилось, k ф принимается 25По рекомендации ВНИИЭ принимаемый коэффициент надежности должен быть k н 3, с уставкой срабатывания он связан следующим выражением:

Рассчитывая по формуле k нmin и k н max, определяют Z срmin и Z срmax ; при выборе уставки должно выполняться условие Как правило, устанавливают Z ср, близкое к Z срmin. Реле НТГ в зависимости от Z ср имеет различные зоны защиты обмотки статора:

при Z ср > 1 реле НТГ имеет две зоны:

от нейтрали к выводам с защитой части обмотки генератора, определяемой по формуле, в процентах всей обмотки, принимаемой за 100%:

от выводов к нейтрали с защитой части обмотки генератора, определяемой по формуле, в процентах всей обмотки и вся сеть генераторного напряжения при Z ср 1, то резистором R27 устанавливают К р.р = 1, т. е. U 2016 =U 17 16, а резистором R26 - устанавливают U 1816 = Z ср / U 1516.

Проверяют соответствие полученного значения k н настроенной уставке Z ср :

После завершения регулирования уставки рекомендуется от проверочного устройства при частоте 50 Гц провести изменение напряжения срабатывания реле НТГ в двух режимах:

при подаче напряжения U ХТ :11 ХТ :13 и разомкнутой накладке 12-13;

при подаче напряжения U ХТ :11 ХТ :13 и замкнутой накладке 12-13, когда из-за параллельной цепи С14Т3; С1, T1-R1 присутствует эффект торможения.

Полученные при этой проверке результаты позволяют в период эксплуатации быстро и объективно проверить исправность реле. При проверке необходимо соблюдать технику безопасности, чтобы исключить подачу напряжения от проверочного устройства на вторичные обмотки трансформаторов напряжения.

Защиту от внешних симметричных КЗ и защиту от потери возбуждения турбогенераторов выполняют с использованием двух дистанционных реле К1 и К2 комплекта КРС-2.

Блок-реле типа КРС-2 предназначен для использования в различных схемах релейной защиты в качестве пускового или дистанционного органа, который реагирует на отклонение значения полного сопротивления от установленного. Комплект содержит три реле сопротивления К1, К2, КЗ, которые включены на линейные напряжения и разность фазных токов (рис. 12.9); предусмотрена возможность с помощью перемычек на зажимах производить переключение реле комплекта на фазное напряжение и фазный ток с компенсацией по 3 I 0.

Рис. 12.9. Схема включения комплекта КРС-2 во вторичные цепи В качестве реагирующих органов схем сравнения применены магнитоэлектрические реле или полупроводниковые нульиндикаторы, аналогичные рассмотренным в разд. 8. Исполнительными органами нуль-индикаторов являются выходные промежуточные реле К1-КЗ, выполненные на базе реле серии РПСхемой комплекта (рис. 12.10) предусмотрена работа всех реле сопротивления на одно выходное реле К2 - в этом случае устанавливают перемычки 1-3, 5-7, 7-9, 11-13 - или индивидуальная работа каждого реле сопротивления на свое промежуточное реле - в этом случае устанавливают перемычки 3-5, 9-11, 18-20 и снимают 1-3, 5-7, 7-9, 11-13. Диоды VD4, VD5, VD обеспечивают стабилизацию режима работы выходных транзисторов VT нуль-индикаторов. Стабилитроны V1, V2, V3 и резистор R28 служат для создания необходимого времени возврата исполнительных реле.

Блок питания нуль-индикаторов, установленный в комплекте, практически не отличается от применяемых в комплектах ДЗ-2, за исключением места установки дополнительных резисторов R30, R29, смонтированных здесь внутри комплекта.

Принцип действия дистанционных органов комплекта КРС-2 аналогичен принципу действия рассмотренных в разд. 8 дистанционных органов комплекта КРС-1 с дополнительным контуром подпитки, как у реле KZ комплектов ДЗ-2 (рис. 12.11).

Такое выполнение обеспечивает работу дистанционных органов при близких КЗ в режиме реле направления мощности, для расширения возможности применения и предотвращения излишних срабатываний от токов нагрузки предусмотрено получение эллиптической характеристики и смещение характеристик в III квадрант. Смещение достигается введением в рабочий контур схемы сравнения дополнительной ЭДС, пропорциональной току. Ступенчатую регулировку смещения 0-6-12-20% Z уст для круговой характеристики и 0-5,5-11-18 % Z уст для эллиптической характеристики производят изменением числа витков вторичной обмотки TAV1 рабочего контура переключателем SX1. Для случая наибольшей уставки смещения 20 (18)% дополнительно в тормозной контур следует вводить резистор R14 накладкой SX2.

Обозначения основных элементов реле сопротивлений комплектов КРС-2 и КРС-1, за исключением номеров накладок, совпадают. В связи с тем что в защите блока используются только два реле комплекта, работающие без подпитки от третьей фазы, в токовых цепях комплекта следует снять перемычки 21-23, 29-31 и установить их между выводами 21-29-35, эти переключения позволяют полностью отделить неиспользуемое реле KZ3 по токовым цепям (рис. 12.12). В цепях напряжения следует снять перемычки 22-24, 34-36, 10-12-14-16, а соединительные провода от цепей TV а, Ь, с подключить на выводы комплекта 22, 28-30, 36; выходные цепи реле следует разделить, KZ1 действует на К1, KZ2 - на К2.

Рис. 12.12. Использование комплекта КРС-2 для выполнения защиты блока генератор - трансформатор:

а - подключение комплекта КРС-2 [жирными линиями показаны вновь устанавливаемые перемычки и вновь монтируемые цепи напряжения реле KZ2; пунктирными линиями показаны демонтируемые (заводские) провода]; б – включение комплекта КРС-2 в цепи дополнительных трансформаторов тока ТА п Защита блока от внешних симметричных КЗ выполняется с использованием реле KZ1 (см. рис. 12.12).

Реле включается на разность токов I а - I b трансформаторов тока, установленных в нейтрали обмотки статора, и на напряжение U ab во вторичных цепях основных обмоток трансформаторов напряжения U ном = В, установленных на выводах генератора. Трансформаторы тока ТА соединяют в звезду, фазные провода к реле подводят от выводов ТА со стороны обмотки статора, нуль трансформаторов тока собирают на выводах в сторону нуля генератора. При наличии параллельных выводов обмотки статора, когда вторичные обмотки трансформаторов тока каждой фазы соединяются параллельно, ток на защиту подается через промежуточные трансформаторы тока ТА п с коэффициентом трансформации 10/5 А.

Вторичная уставка срабатывания реле подсчитывается по формуле где К ТА - коэффициент трансформации ТА; K TV - коэффициент трансформации TV; К ТАп - коэффициент трансформации промежуточных трансформаторов тока ТА п, если они используются; Z ср.п - первичная уставка срабатывания, Ом/фазу.

Реле сопротивления KZ1 обычно используют с круговой или эллиптической характеристикой при смещении ее в III квадрант, что обеспечивает надежное срабатывание защиты при КЗ на выводах и позволяет не использовать подпитку от третьей фазы. Смещение характеристики в III квадрант по линии максимальной чувствительности целесообразно принимать для круговой характеристики 12 %, для эллиптической 11 %, угол максимальной чувствительности реле 80°.

Для исключения ложного срабатывания защиты обязательно выполняется ее блокирование при нарушении исправности цепей TV, с этой целью цепи питания постоянного тока подводятся на защиту через вспомогательные контакты автоматического выключателя SF, установленного во вторичных цепях TV.

При отключении автоматического выключателя или нарушении цепи его вспомогательного контакта защита выводится из работы. Проверку электрических характеристик реле проводят в полном соответствии с рекомендациями разд. 8 с обязательным опробованием блокировки защиты при отключении автоматического выключателя SF в цепях напряжения.

Защита от потери возбуждения генератора реагирует на изменение сопротивления на его выводах и выполняется с помощью реле сопротивления, имеющего круговую характеристику.

В нормальном нагрузочном режиме вектор полного сопротивления на выводах обычно находится в I квадранте комплексной плоскости сопротивлений. При потере возбуждения генератор потребляет из сети значительную реактивную мощность и продолжает нести активную нагрузку, в связи с чем указанный вектор полного сопротивления перемещается в IV квадрант. Реле сопротивления KZ2 комплекта КРС-2, выполняющее функции защиты от потери возбуждения, должно иметь характеристику, расположенную в III и IV квадрантах (рис. 12.13).

Рис. 12.13. Характеристика реле KZ2 защиты от потери возбуждения генератора По результатам многочисленных испытаний и исследований принято, что характеристика реле должна соответствовать следующим требованиям:

круговая характеристика должна иметь смещение в III-IV квадранты, равное Z см =0,4 х’ d, этим обеспечивается срабатывание реле при асинхронном режиме работы генератора с полной нагрузкой и замкнутой накоротко обмоткой ротора:

диаметр окружности характеристики принимают равным 1,1 х d для обеспечения надежной работы реле при потере возбуждения ненагруженного генератора;

угол максимальной чувствительности реле при этом желательно иметь равным 270°.