Controle dos modos de operação dos equipamentos elétricos de subestações transformadoras

Para garantir uma operação sem problemas subestações transformadoras é necessário controlar os modos de operação do equipamento elétrico: a carga nas conexões individuais, a tensão e a frequência nos pontos de controle das redes de transmissão de energia, o valor e a direção dos fluxos de energia ativa e reativa, a quantidade de energia fornecida.

O controle da conformidade com os parâmetros de fábrica e outros indicadores técnicos da operação de equipamentos elétricos é realizado principalmente com o auxílio de equipamentos de painel e, em alguns casos, se necessário, são utilizados dispositivos de medição portáteis.

Os quadros elétricos usados ​​em subestações têm uma classe de precisão de 2,5-4,0. Voltímetros de painel com classe de precisão de 1,0 são usados ​​nos pontos de controle do sistema de energia. Classe de precisão significa o maior erro β reduzido do instrumento como uma porcentagem da leitura máxima de imposto permitida pela balança do instrumento, ou seja,

onde cegonha é o valor medido de cegonha é o valor real determinado pelo dispositivo de amostragem; atax — leituras máximas da escala do instrumento.

Vários tipos de dispositivos de medição elétrica são usados ​​​​para controlar os modos de operação de equipamentos elétricos em subestações: magnetoelétrico, eletromagnético, eletrodinâmico, indução, digital e auto-gravação, bem como osciloscópios automáticos. Para controlar o valor nominal do valor medido, uma linha vermelha é traçada na escala do dispositivo, o que facilita o monitoramento do modo de operação do equipamento elétrico pelo pessoal de plantão e ajuda a evitar sobrecargas não autorizadas.

Dispositivos magnetoelétricos são usados ​​para medições em circuitos DC. Eles têm a mesma escala, permitem fazer medições com grande precisão, não são afetados por campos magnéticos e flutuações na temperatura do ar circundante. Para medição em circuitos CA, esses dispositivos são usados ​​em conjunto com retificadores.

Os dispositivos eletromagnéticos são usados ​​principalmente para medição em circuitos CA e são amplamente utilizados como quadros de distribuição. Sua precisão é inferior à dos dispositivos magnetoelétricos.

Os dispositivos eletrodinâmicos possuem duas bobinas localizadas uma dentro da outra, o momento oposto é criado por uma mola. Esses dispositivos são convenientes para medir parâmetros elétricos que são o produto de duas grandezas (por exemplo, potência). Os wattímetros eletrodinâmicos medem a potência em circuitos CA e CC. Os dispositivos deste sistema possuem um campo magnético interno fraco, durante a operação estão sujeitos à influência de campos magnéticos externos e consomem energia significativa.

Os dispositivos de indução operam com base no princípio de um campo magnético rotativo e só podem funcionar em circuitos de corrente alternada. Eles são usados ​​como wattímetros e medidores de eletricidade.

Os dispositivos digitais eletrônicos têm, via de regra, uma classe de alta precisão (0,1 — 1,0), alta velocidade, que permite observar mudanças rápidas no valor medido, capacidade de ler as leituras diretamente em números. Tais dispositivos são usados ​​​​como medidores de frequência (F-205), bem como voltímetros DC e AC (F-200, F-220, etc.).

Os registradores são utilizados para registro contínuo de corrente, tensão, frequência, potência e permitem o registro documental dos mais importantes indicadores de desempenho de equipamentos elétricos, o que facilita a análise de modos normais e situações de emergência no sistema de energia.

Osciloscópios automáticos de feixe de luz referem-se a dispositivos projetados especificamente para registrar e analisar processos de emergência em sistemas de energia.

A carga é monitorada por amperímetros conectados em série ao circuito de medição. Dispositivos para altas correntes são difíceis de implementar, portanto, ao medir corrente contínua, os amperímetros são conectados por meio de derivações (Fig. 1, a) e para corrente alternada - por meio de transformadores de corrente (Fig. 1, b, c).

A conexão e desconexão de dispositivos a derivações e enrolamentos secundários de transformadores de corrente podem ser realizadas sob tensão e sem desconexão da carga no circuito primário, de acordo com as normas de segurança aplicáveis.

Os amperímetros CA são instalados onde o controle sistemático do processo é necessário; em todos os circuitos acima de 1 kV, se houver transformadores de corrente usados ​​para outros fins, e em circuitos com tensão de até 1 kV, medição da corrente total de todos os consumidores elétricos conectados (e às vezes para consumidores elétricos individuais).

Arroz. 1. Diagramas de conexão de amperímetros para medição de corrente alternada e contínua

Os amperímetros de corrente contínua são instalados em circuitos retificadores, em circuitos de excitação de compensadores síncronos, em circuitos de bateria.

Para controlar a carga em circuitos de corrente alternada com tensão de 0,4-0,6-10 kV, são utilizados dispositivos portáteis - braçadeira elétrica (tipos Ts90 para 15-600 A, 10 kV, Ts91 para 10-500 A, 600 V). Na fig. 2 mostra uma visão geral e diagrama da pinça elétrica Ts90.

O alicate amperímetro consiste em um transformador de corrente com um circuito magnético dividido 1, equipado com alças 4 e um amperímetro 3. Ao medir, o circuito magnético do alicate deve cobrir o fio condutor de corrente 2 para que não toque nele ou nas proximidades fases. As garras da corrente magnética destacável devem ser pressionadas firmemente.

Ao medir com uma pinça elétrica, todos os requisitos das regras de segurança devem ser observados (uso de luvas dielétricas, localização do dispositivo de medição em relação às partes vivas da instalação elétrica, etc.). No circuito do alicate amperímetro (Fig. 2, b), o dispositivo de medição (amperímetro) é conectado ao enrolamento secundário do transformador de corrente do alicate usando uma ponte sobre resistores e diodos. Resistores adicionais R1 — R10 permitem cinco faixas de medição (15, 30, 75, 300, 600 A).

O nível de tensão é monitorado por voltímetros em todas as seções do barramento com todas as tensões, tanto em corrente contínua quanto em corrente alternada, que podem funcionar separadamente (é permitido instalar um voltímetro com chave para vários pontos de medição). Para medir a tensão, os voltímetros são conectados em paralelo no circuito de medição. Se for necessário estender os limites de medição, resistores adicionais são conectados em série com os instrumentos.

Os esquemas para ligar voltímetros com resistores adicionais e usar interruptores são mostrados na fig. 3. Resistores adicionais são usados ​​para medições em circuitos CC e CA de até 1 kV.

Arroz. 2. Pinça de medição elétrica: a — visão geral; b - esquema

Ao medir a tensão em redes de corrente alternada acima de 1 kV, são usados ​​​​transformadores de tensão. Esquemas para conectar voltímetros através de transformadores de tensão são mostrados na fig. 5. A tensão nominal do enrolamento secundário do transformador de tensão em todos os casos é igual a 100 V, independentemente da tensão nominal do enrolamento primário, e os voltímetros do painel são calibrados levando em consideração a taxa de transformação do transformador de tensão em unidades de primário tensão.

Medição de energia CA e CC produzida usando wattímetros. Nas subestações, a energia CA (ativa e reativa) é medida principalmente: em transformadores, linhas de energia de 110-1150 kV e compensadores síncronos. Apenas os esquemas de conexão são diferentes.O esquema de um wattímetro (varmeter) através de transformadores de corrente e tensão (em instalações elétricas acima de 1 kV) é mostrado na fig. 5.

Arroz. 3. Esquemas para comutar um voltímetro: a — com um resistor adicional; b — usando o interruptor

Arroz. 4. Esquemas de inclusão de voltímetros com transformadores de tensão: a — em redes monofásicas; b — diagrama de triângulo aberto; transformador trifásico de dois enrolamentos de entrada

Arroz. 5. Diagrama de fiação de um wattímetro de dois elementos (dois wattímetros monofásicos)

Quando o wattímetro é ligado, o início do enrolamento de tensão (marcado *) deve ser conectado ao terminal do enrolamento secundário do transformador de tensão da fase em que o transformador de corrente está conectado. E quando o varímetro é ligado, o enrolamento de tensão do dispositivo é conectado aos enrolamentos do transformador de tensão de outras fases (na Fig. 5 é necessário trocar os terminais ae do enrolamento secundário do VT).

Se a direção da potência medida das conexões (transformador, linha) puder mudar sua direção dependendo do modo, então, neste caso, os wattímetros ou medidores de vazão devem ter uma escala de dois lados com uma divisão zero no meio da escala.

Para medir energia, medidores de energia ativa e reativa são usados ​​em circuitos de corrente alternada. Não há medição calculada e técnica de eletricidade.A contabilidade contábil (medidores) é usada para liquidações monetárias com os consumidores pela eletricidade fornecida, e a contabilidade técnica (medidores de controle) é usada para controlar o consumo de eletricidade em empresas, usinas, subestações (por exemplo, para necessidades próprias: transformadores de resfriamento, aquecimento de chaves e suas unidades, etc., etc.).

Para a eletricidade registrada pelos medidores de controle, nenhum acordo monetário é feito com a organização de fornecimento de eletricidade. Nas subestações, os medidores de energia ativa e reativa são instalados no lado de alta e média tensão, e na ausência de transformadores de corrente no lado de alta tensão, os medidores podem ser instalados no lado de baixa tensão.

Os medidores calculados para energia ativa são instalados nas linhas intersistemas para cada linha que sai da subestação (exceto para linhas pertencentes a consumidores e com medidores na extremidade receptora). Os medidores de energia reativa em cabos e linhas aéreas até 10 kV, partindo de subestações do sistema de energia, são instalados nos casos em que o cálculo com usuários industriais é feito usando medidores de energia ativa nessas linhas.

Em princípio, os circuitos de comutação do medidor não são diferentes dos circuitos de comutação do wattímetro. Os medidores universais são conectados através de transformadores de corrente e tensão com valores secundários de 5 A e 100 V, respectivamente.

Nessas linhas e transformadores, onde o fluxo de energia pode mudar de direção, são instalados medidores de tomada que medem a eletricidade em apenas uma direção.

Controle de frequência em barramentos de subestações elétricas terceirizados por contadores de frequência... Atualmente são utilizados contadores eletrônicos. Dispositivos desse tipo possuem um circuito complexo montado em elementos integrados (microcircuitos) e são dispositivos com maior precisão (medem a frequência com precisão de centésimos de hertz). Os medidores de frequência são incluídos nos circuitos secundários dos transformadores de tensão da mesma forma que os voltímetros.