Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Обслуживание индукционных счетчиков и цепей учета в электроустановках

Нарушения учета электроэнергии - Обслуживание индукционных счетчиков и цепей учета в электроустановках

Оглавление
Обслуживание индукционных счетчиков и цепей учета в электроустановках
Классификация и технические характеристики счетчиков
Конструкция счетчика
Схемы включения счетчиков
Измерительные трансформаторы в цепях учета
Установка и подключение счетчиков
Наладка цепей учета на отключенной установке
Проверка правильности включения счетчика на действующем присоединении
Снятие показаний счетчиков
Нарушения учета электроэнергии
Счетчики специального назначения
Техника безопасности при эксплуатации счетчиков
Основные параметры трехфазных электросчетчиков
Потребление мощности электроприборами, подкл. к изм. трансформаторам
Основные параметры трансформаторов напряжения
Список литературы

Для контроля правильности учета составляется баланс электроэнергии. Нарушение баланса, т.е. неравенство поступившей и израсходованной электроэнергии на шинах электростанций, подстанций, в узле сети, свидетельствует о нарушении учета. Неправильный учет может быть выявлен и по другим признакам: значительное отклонение фактического удельного потребления электроэнергии (на единицу выпускаемой продукции) от норм, значительное изменение суточного расхода, несоответствие показаний счетчиков, установленных на концах линии.
Расчетный небаланс НБрасч., определяется по показаниям счетчиков путем вычисления отношения разности между приходной и расходной частями баланса к приходной части, выраженное, в процентах, не должен превышать допустимого небаланса НБдоп т.е.
(30)
Допустимый небаланс определяется по формуле, также в процентах к приходной части баланса [9],
(31)
где - среднее значение относительных погрешностей приходных счетчиков, отн. ед.; - то же для расходных счетчиков;
*- количество счетчиков на отходящих линиях;
- количество счетчиков на вводах.
Пример 11. На понизительной полстанции имеются два силовых трансформатора' 110/6 кВ п поссмь линий 6 «R. На стороне 6 кВ трансформаторов установлены счетчики класса 1,0. Суммарное поступление здектроэиергии за месяц по их показаниям 8563477 кВт-ч. На линиях 6 кВ установлены счетчики класса 2,0. Суммарный расход электроэнергии по их показаниям 8456106 кВт-ч. Проверить правильность учета.
Допустимый небаланс по (31)

Расчетный небаланс

т.е. правильность учета нарушена.
Причина нарушения учета должна быть выявлена и устранена, а допущенная ошибка в измеренном расходе электроэнергии исправлена путем внесения поправок, определенных расчетным путем.
Нарушения учета могут быть вызваны следующими причинами: несоблюдение нормальных условий работы счетчика; неисправность счетчика; неисправность измерительных трансформаторов, также, повышенная нагрузка измерительных трансформаторов; повышенное падение напряжения в цепях напряжения; неправильная схема включения счетчика и неисправность элементов вторичных цепей. Рассмотрим эти причины.

Несоблюдение нормальных условий работы счетчика.

При изменении чередования фаз магнитный поток одного вращающего элемента частично попадает в поле другого вращающего элемента. Поэтому в трехфазных двухдисковых счетчиках имеет место некоторое взаимное влияние вращающих элементов, результатом, которого является зависимость погрешности от чередования фаз. Счетчик регулируется и включается при прямом чередовании. Однако после ремонта силового оборудования чередование фаз может измениться, что вызывает увеличение погрешности при малых нагрузках (порядка, 1 % при нагрузке 10%).
Изменение чередования фаз может оказаться незамеченным, если в состав электроприемннков не входят трехфазные двигатели.
Не симметрия нагрузок в незначительной степени влияет на погрешность счетчика. Некоторое увеличение погрешности может иметь место при отсутствии нагрузки в одной фазе, что практически исключается. Выравнивание нагрузок по фазам преследует цель не только уменьшить потери, но и повысить точность учета. На трехэлементный счетчик не симметрия нагрузок не оказывает влияния.
Несинусоидальная форма тока в основном определяется электроприемниками с нелинейной характеристикой. К ним, в частности, относятся газоразрядные лампы, выпрямительные установки, сварочные агрегаты и др. Измерение электроэнергии при наличии высших гармоник производится с погрешностью, знак которой может быть как положительным, так и отрицательным. Для оценки точности учета в таких случаях необходимо измерить коэффициент гармоник (коэффициент линейных искажений). Техника измерений и исследований несинусоидальных токов приведена в [7]. Если потребитель с нелинейной нагрузкой питается от мощной энергосистемы, то напряжение практически синусоидально и счетчик учитывает энергию; только основной частоты. В большинстве случаев правильность учета сохраняется.
При отклонении частоты на 1 Гц погрешность счетчика может достигать 0,5%. В современных энергосистемах номинальная частота поддерживается с большой точностью и вопрос влияния частоты не имеет значения.

Нагрузочная характеристика счетчика

Рис.23. Нагрузочная характеристика счетчика

 Существенное изменение погрешности счетчика возникает при отклонении напряжения от номинального более чем на 10%. Обычно приходится считаться с влиянием пониженного напряжения. При нагрузке счетчика менее 30% снижение напряжения приводит к изменению погрешности в отрицательную сторону из-за ослабления действия компенсатора трения. При нагрузках более 30% снижение напряжения приводит к изменению погрешности уже в положительную сторону. Это происходит из-за уменьшения тормозящего действия рабочего потока в цепи напряжения. Иногда счетчики с номинальным напряжением 380/220 В устанавливают в сети 220/127 или даже 100В. Этого делать нельзя по вышеуказанным причинам. Еще раз напомним, что номинальное напряжение счетчика должно соответствовать фактическому.

Погрешность счетчика зависит от тока нагрузки. Диск счетчика начинает вращаться при нагрузке 0,5—1%. Однако в области нагрузок до 5% счетчик работает неустойчиво. В диапазоне 5 - 10% счетчик работает с положительной погрешностью, объясняемой перекомпенсацией (компенсационный момент превышает момент трения). При дальнейшем увеличении нагрузки до 20% погрешность счетчика становится, отрицательной из-за изменения магнитной проницаемости стали при малых токах последовательной обмотки. С наименьшей погрешностью счетчик работает в пределах от 20 до 100% нагрузки. Перегрузка счетчика до 120% приводит к возникновению отрицательной погрешности из-за эффекта торможения диска рабочими потоками. Эти погрешности регламентируются ГОСТ [I], При дальнейшей перегрузке отрицательная погрешность резко возрастает (рис. 23). Что же касается погрешности трансформатора тока, то она зависит от первичного тока нагрузки в значительно меньшей степени. Практически приходится считаться с погрешностью в области нагрузок менее 5 - 10 и более 120%.
Требования ПУЭ к коэффициенту трансформации трансформатора тока изложены в § 5. Для правильной оценки нагрузки необходимо снять несколько суточных графиков (в различные дни недели и времена года).
Из требований ПУЭ вытекает, что удовлетворительная точность учета электроэнергии может быть достигнута, если максимальная нагрузка превосходит минимальную более, чем в 22 раза, т.е. (110 - 5%). Однако у таких потребителей, как одно и двухсменные предприятия, сельское хозяйство, жилые дома и ряд других, нагрузка может колебаться в более широких пределах. В этих случаях должен быть разработан правильный режим работы, силового оборудования, предусматривающий, его экономичную загрузку. Это приведет и к повышению точности учета.
Если же применены счетчики, прямого, включений, то в таких случаях необходимо пользоваться перегрузочныыми счетчиками. При максимальном токе, значение котоpoгo указано на табличке, погрешность такого счетчика остается в допустимых пределах.
Изменение коэффициента мощности в пределах 0,7 - 1 не оказывает существенного влияния на погрешность счетчика. Электроустановки с более низким коэффициентом мощности не могут считаться удовлетворительными.
При изменении температуры окружающей среды в большинстве случаев приходится считаться с влиянием отрицательной температуры. При отрицательной температуре около – 15 С0 недоучет энергии может достигать 2 – 3%. Рост отрицательной погрешности объясняется, в основном, изменением магнитной проницаемости тормозного магнита. При более низких температурах в счетчиках, имеющих смазку опор, может произойти сгущение смазки. Тогда при нагрузке менее 50% погрешность счетчика резко возрастет.
Для избежания влияния внешних магнитных полей счетчик не следует устанавливать, вблизи сварочных агрегатов, мощных токопроводов и других источников значительных магнитных полей.
На точность учета влияет положение счетчика, ось счетчика должна быть строго вертикальной. Отклонение более чем на 3° вносит дополнительную погрешность из-за изменения момента трения в опорах. Положение счетчика и плоскости, на которой он установлен, проверяется, потрем координатным осям.

Неисправность счетчика может возникнуть внезапно под влиянием резко неблагоприятных воздействий. К ним могут относиться удары и сотрясения, длительные перегрузки, КЗ на присоединении, грозовые и коммутационные перенапряжения.
Счетчик также может постепенно переходить в неисправное состояние до истечения межремонтного срока. В результате преждевременного износа, вызванного неблагоприятными условиями эксплуатации, появляются различныё дефекты: коррозия постоянного магнита, сердечников электромагнитов и других металлических частей. А также износ опор; засорение зазоров, в которых вращаются диски; сгущение смазки; ослабление крепления магнита и других деталей.
Все неисправности счетчика обычно приводят к таким последствиям: остановка подвижной системы, завышенная погрешность, неправильная работа счетного механизма, самоход.
При неподвижном диске следует проверить наличие напряжения всех фаз на зажимах счетчика и значение тока в последовательных обмотках. Затем снимается векторная диаграмма. Если все измерения не выявили причину, то она кроется в неисправности счетчика.
Если имеются подозрения на большую погрешность счетчика, то необходимо произвести его контрольную поверку на месте установки. Поверка может производиться либо контрольным счетчиком, либо ваттметрами и секундомером. Применение этого метода возможно лишь в тех случаях, когда нагрузка изменяется незначительно (±5%). Нагрузка должна быть не менее 10% номинальной. Если эти условия невыполнимы, счетчик следует снять и проверить его в лабораторных условиях.
Для контрольной поверки счетчика необходимо иметь механический секундомер и образцовые однофазные ваттметры класса 0,2 или 0,1 или трехфазный класса 0,2 или 0,5. Ваттметрами класса 0,2 можно поверять счетчики класса 2 и менее точные. Метрологические требования при этом будут удовлетворены. Применяя те же ваттметры для поверки счетчиков класса 1, необходимо вносить поправки, учитывающие погрешность образцовых приборов. Иногда включаются также два амперметра и два или три вольтметра.
Приборы включаются, как показано на рис. 24. Подключать их следует к зажимам переходной коробки или сборки зажимов. До начала измерений вычисляются постоянная счетчика С по формуле (9) и цена деления ваттметра CW по формуле
(32)
где IW, UW – пределы измерения ваттметра по току и напряжению;
nW – число делений шкалы.

К трансформаторам тока              К счетчику

проверка счетчика

                                            К счетчику

Поверку выполняют два человека. Один из них пускает секундомер при появлении красной черты в окошке счетчика, отсчитывает заданное число оборотов и, остановив секундомер, определяет время t. Число оборотов выбирают обычно кратным 20 и таким, чтобы время замера было не менее 1 мин. Второй человек через равные интервалы времени фиксирует и записывает показания ваттметров (не менее 10 измерений). По данным этих измерений определяется среднее арифметическое показание каждого ваттметра Р1 ср Р2 ср по которым можно определить среднюю суммарную мощность нагрузки.
РСР = ( Р1 СР + Р2 СР )CW . (33)
Далее находится нормальное время
(34)
Нормальное время счетчика - это время за которое счетчик совершил бы заданное число оборотов при отсутствии погрешности.
Зная нормальное время tн и фактическое время t, можно определить погрешность счетчика по формуле
(35)

Пример 12. Определить погрешность счетчика САЗУ класса 2,0 с номинальными параметрами 3x5 А; 3X100 В; 1 кВт*ч = 2500 оборотов диска. У контрольного ваттметра пределы 150 В, 5 А; число делений шкалы 150. Счетчик сделал 20 оборотов за 99,4 с.
За это время средние показания приборов в делениях шкалы Р1 СР = 23; Р2 СР = 38; I1 = I2 = 2,2 А; U = 100 В. Постоянная счетчика по (9)

Цена деления ваттметра по (32)

Средняя мощность нагрузки по (33)

Коэффициент мощности по (7)

Нормальное время счетчика при данной нагрузке по (34)

Погрешность счетчика по (35)

т.е. погрешность превышает допустимую, и счетчик подлежит замене.

Необходимо помнить, что таким образом определяется только погрешность счетчика, а не полная погрешность измерения электроэнергии. Электроэнергия может быть, определена, если образцовые приборы будут включены через образцовые измерительные трансформаторы.
Применение комплектного испытательного устройства КИУ-14, разработанного в Челябэнерго, позволяет повысить точность поверки и значительно снижает трудозатраты. Устройство КИУ-14 состоит из смонтированных в одном корпусе контрольного счетчика и блока отсчета импульсов. В качестве контрольного использован счетчик типа САЗУ-И681 (3X5 А; ЗХ100 В), отрегулированный с точностью класса 0,5. Обороты диска контрольного счетчика автоматически фиксируются блоком отсчета на электромеханическом счетчике импульсов типа МЭС-54. Питание блока отсчета импульсов осуществляется от источника 100 В через раздельный трансформатор.
Поверка этой установкой может производиться одним поверителем. Контрольный счетчик подключается к поверяемому счетчику последовательно в цепь тока и параллельно в цепь напряжения. Блок отсчета запускается на время, за которое поверяемый счетчик сделает полное число оборотов (10, 20 или 40 в зависимости от нагрузки), отсчитываемое поверителем. В зависимости от количества импульсов МЭС-54 по таблице находятся погрешности поверяемого счетчика. Таблица составлена для счетчиков на 1000, 1750, 2000 и 2500 оборотов диска.
Описанные выше измерения, в сущности, определяют частоту вращения диска. Возможны, однако, случаи, когда частота вращения отрегулирована правильно и, тем не менее, показания счетчика неверны. Причинами этого могут явиться механическая неисправность счетного механизм и, ошибки при его сборке и др. Проверить полностью работу всего счетного механизма на месте установки весьма затруднительно. Такая проверка может быть проведена в лабораторных условиях. У работающего счетчика можно проверить передаточное число счётного механизма следующим приемом. Если передаточное число счетчика 1 кВт*ч = 2500 оборотов диска и последнее цифровое окошко отделено запятой, то, следовательно, при 2500 оборотах диска последний ролик счетного механизма должен сделать один оборот, а при 250 оборотах диска этот ролик должен передвинуться на одну цифру.
Самоход счетчика приводит к завышенным показаниям, если нагрузка в какие-то периоды: времени отсутствует. Проверить счетчик на отсутствие самохода можно путем отсоединения последовательных обмоток от предварительно закороченных токовых цепей.
Целесообразно подсоединить к поверяемому счетчику контрольный счётчик на сутки или больший срок. В качестве контрольного счетчика используют обычный счетчик, отрегулированный в классе 0,5. Такая поверка позволяет выявить любые неисправности счетчика, включая неисправность счетного механизма.

Неисправность измерительных трансформаторов. Характерный признак повреждения трансформатора тока несоответствие вторичного тока первичному (I2 I1/К1).Однако такое же значительное уменьшение вторичного тока может возникнуть и при неисправностях и ошибках в схеме. Поэтому проверке подлежит как трансформатор тока, так и его цепи.
Выявить поврежденный трансформатор тока можно по следующему характерному признаку: вторичный ток, при сопротивлении вторичных цепей, близком к нулю (обмотка закорочена на сборке зажимов), значительно больше, чем вторичный ток при фактическом сопротивлении. Повреждение трансформатора напряжения вызывает перегорание одного или нескольких предохранителей на стороне высшего напряжения, после чего вторичное напряжение на отключенной фазе исчезает или снижается.

Повышенная нагрузка измерительных трансформаторов, превышающая допустимую для данного класса точности, вносит дополнительную, отрицательную погрешность (недоучет). Определить нагрузку вторичных обмоток можно вышеприведенным расчетным путем либо экспериментально. Для опытного определения нагрузки измеряют одновременно токи и напряжения во вторичных цепях. Измерения могут быть проведены как под рабочим током и напряжением, так и на отключенном присоединении с подачей напряжения от постороннего источника. Снизить нагрузку вторичной обмотки трансформатора тока можно путем увеличения сечения жил кабелей в токовых цепях. И путем исключения из этих цепей дополнительной аппаратуры.
Для снижения нагрузки и снижения погрешности трансформатора напряжения нагрузку следует распределить по возможности так, чтобы токи во всех фазах были одинаковы.

Нагрузку трансформаторов напряжения, соединенных в открытый треугольник, целесообразно распределить следующим образом. На напряжение Uca нагрузка не подключается. Она по возможности равномерно распределяется между напряжениями Uab и Ubc.
Необходимо проверить возможность снижения нагрузки путем исключения дополнительной аппаратуры в цепях напряжения, а также проверить падение напряжения в проводах, соединяющих, трансформатор напряжения со счетчиком.

Повышенное падение напряжения в проводах, соединяющих трансформатор напряжения со счетчиком, приводит к увеличению отрицательной погрешности. Практически это может иметь место, если длина провода превышает 15 м. Падение напряжения может быть определено опытным путем. Для этой цели пригоден вольтметр переменного тока, обладающий большим внутренним сопротивлением (1 - 10 кОм/В). Вольтметр подключается к концам жилы (рис. 25). Измерение потери напряжения, как разности линейных напряжений на концах кабеля не может дать достоверных результатов. Большая ошибка будет внесена погрешностью вольтметров, не одновременностью отсчета и прочими причинами.
Для уменьшения падения напряжения необходимо увеличить сечение жил кабеля. В отдельных случаях приходится питать счетчики не от общих шинок напряжения, а прокладывать к ним отдельный кабель.

Хорошие результаты для уменьшения падения напряжения в проводах, соединяющих, трансформатор напряжения и счетчик, даёт емкостная компенсация, индуктивности обмоток напряжения счетчика.

сборка зажимов трансформатора напряжения

сборка зажимов цепей учета

Рис. 25. Измерение падения напряжения в жиле контрольного кабеля:
I - сборка зажимов трансформатора напряжения;
II - сборка зажимов цепей учета;
III - резервная жила.

 

Схема подключения компенсирующих конденсаторов

Рис. 26. Схема подключения компенсирующих конденсаторов в цепи трансформатора напряжения

Емкостная компенсация применяется для снижения потребления, параллельных обмоток счетчиков путем увеличения их коэффициента мощности. Это достигается тем, что параллельно каждой обмотке напряжения подключается конденсатор емкостью. 1 - 1,5 мкФ (рис. 26). Таким образом, индуктивное сопротивление обмотки компенсируется емкостным сопротивлением конденсатора. В результате cosф трансформатора напряжения возрастает до 0,8 - 0,9, полная мощность его нагрузки снижается в 2,5 - 3 раза. Точн6сть измерения электроэнергии повышается за счет уменьшения падения напряжения, как в обмотке трансформатора напряжения, так и в соединительных проводах. Кроме того, уменьшается и угловая погрешность трансформатора напряжения, так как cos приближается к, номинальному (0,8).
Если счетчики удалены друг от друга, конденсаторы целесообразно устанавливать отдельно для каждого счетчика. При централизованном размещении счетчиков достаточно установить батарею конденсаторов.

Неправильная схема включения счетчика может иметь место в. двух случаях: если во время первоначальной проверки была допущена ошибка (или такая проверка вообще ранее не выполнялась) и если в процессе эксплуатации в схему вносились изменения. Поэтому во всех случаях нарушения учета правильность включения необходимо проверить заново.

К неисправностям элементов вторичных цепей относятся обрыв цепи напряжения или сгорание предохранителя на одной фазе, обрыв последовательной цепи.
В большинстве случаев неисправности приводят к бездействию одного вращающего элемента. Неисправности легко выявляются путем измерений токов и напряжений на зажимах счетчика.



 
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.