Возможна ли установка автоматических трансформаторов на ЛЭП

Конструкция

Силовые трансформаторы делаются масляными, сухими. Высоковольтный аппарат представляет собой сложное инженерное оборудование.

В аппарат входит:

• Станина установки.
• Прямоугольный масляный бак.
• Термосифонный фильтр.
• Магнитопроводы.
• Обмотки низкого потенциала (2-слойная цилиндрическая).
• Обмотки высокой амплитуды.
• Вводные проходные изоляторы 2 классов амплитуды.
• Расширительная ёмкость.
• Газовое реле.
• Переключающее устройство РПН.
• Моторный привод.
• Радиаторы с вентиляторами, охладителями.
• Привод переключающего устройства.
• Запорная арматура по маслу, воде, газу.

По количеству фаз трансформаторы выпускают: однофазные, трёхфазные.

ГЛАВА 4.2 РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И ПОДСТАНЦИИ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1 кВ

Различают повышающие и понижающие трансформаторные подстанции. Повышающие подстанции сооружают в местах получения электроэнергии, с тем чтобы передавать ее на высоком напряжении, а понижающие — вблизи расположения потребителей. Подстанции, которые понижают напряжение питающей высоковольтной линии до напряжения потребителей (0,4/0,23 кВ), называют потребительскими.

В сельскохозяйственных районах применяют открытые (мачтовые, комплектные) и закрытые подстанции с трехфазными и однофазными трансформаторами.Комплектная трансформаторная подстанция типа КТП (рис. 64) состоит из трансформатора 5 и шкафов низкого 6 и высокого 4 напряжения, в которых смонтирована вся необходимая коммутационная аппаратура.

Силовой трансформатор подстанции расположен под шкафом высокого напряжения. К высоковольтной линии он присоединен через разъединитель, устанавливаемый на концевой опоре ВЛ 10 кВ. В целях безопасности предусмотрена механическая блокировка привода разъединителя и двери шкафа высшего напряжения, исключающая возможность открытия двери шкафа при включенном разъединителе.

Грозозащита подстанции осуществляется вентильными разрядниками, установленными на вводе 10 кВ КТП и на выводах 0,4 кВ трансформатора; учет активной энергии выполняет трехфазный счетчик, присоединенный к сети через трансформаторы тока.Монтаж такой подстанции прост: он сводится к установке се па фундамент, присоединению подходящей и отходящей линии и заземлению кожуха.

Р — разъединитель РЛНД-10/200 с приводом ПРМ-10М; ГПP — предохранители ПК-10; ТР — трансформатор ТМ-25-250/10; Wh — трехфазный трехэлементный счетчик активной энергии СА4У-И6; PC — рубильник трехполюсный; ТТ — трансформаторы тока ТПЛ-10; АВ — автоматический выключатель; ПМ — магнитный пускатель; 2ПР — предохранитель Е-27; R — сопротивление; 1PB — вентильные разрядники PC-10; 2PD — вентильные разрядники PBI-I-0,5.

Металлические части подстанций всех типов соединяют с контуром заземления. Сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 10 Ом при мощности трансформатора до 100 кВ-А и 4 Ом при мощности, большей 100 кВ-А.

УТВЕРЖДЕНО

приказом Минэнерго России

от 20 июня 2003 г. № 242

Вводится в действие с 1 ноября 2003 г.

4.2.1. Настоящая глава Правил распространяется на стационарные распределительные устройства (РУ) и трансформаторные подстанции (ПС) переменного тока напряжением выше 1 кВ.

выбора площадки (кроме 4.2.35);

инженерной подготовки территории;

мероприятий по снижению шума, создаваемого работающим электрооборудованием;

определения категории взрывопожарной и пожарной опасности помещений;

https://www.youtube.com/watch?v=MNg9tfbEuy4

определения степени огнестойкости зданий (кроме 4.2.117, 4.2.118);

охранных мероприятий;

противопожарной защиты и пожарной безопасности (кроме некоторых пунктов).

По перечисленному выше следует руководствоваться требованиями действующих строительных норм и правил и ведомственных документов.

4.2.3. Определения основных понятий, применяемых в настоящей главе, приняты по действующим стандартам, а также по 4.2.4 — 4.2.16.

4.2.4. Распределительное устройство (РУ) — электроустановка, служащая для приема и распределения электроэнергии и содержащая коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства (компрессорные, аккумуляторные и др.), а также устройства защиты, автоматики, телемеханики, связи и измерений.

Открытое распределительное устройство (ОРУ) — РУ, все или основное оборудование которого расположено на открытом воздухе.

Закрытое распределительное устройство (ЗРУ) — РУ, оборудование которого расположено в помещении.

4.2.5. Комплектное распределительное устройство — РУ, состоящее из шкафов или блоков со встроенными в них аппаратами, устройствами измерения, защиты и автоматики и соединительных элементов (например, токопроводов), поставляемых в собранном или полностью подготовленном к сборке виде.

Комплектное распределительное устройство элегазовое (КРУЭ) — РУ, в котором основное оборудование заключено в оболочки, заполненные элегазом (SF6), служащим изолирующей и/или дугогасящей средой.

Комплектное распределительное устройство, предназначенное для внутренней установки, сокращенно обозначается КРУ, а для наружной — КРУН. Разновидностью КРУ является КСО —
камера сборная одностороннего обслуживания.

4.2.6. Трансформаторная подстанция — электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения энергии и состоящая из трансформаторов, РУ, устройств управления, технологических и вспомогательных сооружений.

4.2.7. Пристроенная ПС (РУ) — ПС (РУ), непосредственно примыкающая к основному зданию электростанции или промышленного предприятия.

4.2.8. Встроенная ПС (РУ) — ПС (РУ), занимающая часть здания.

4.2.9. Внутрицеховая ПС (РУ) — ПС (РУ), расположенная внутри цеха открыто (без ограждения), за сетчатым ограждением, в отдельном помещении.

4.2.10. Комплектная трансформаторная ПС (КТП) — ПС, состоящая из трансформаторов, блоков (КРУ и КРУН) и других элементов, поставляемых в собранном или полностью подготовленном на заводе-изготовителе к сборке виде.

4.2.11. Столбовая трансформаторная ПС (СТП) — открытая трансформаторная ПС, все оборудование которой установлено на одностоечной опоре ВЛ на высоте, не требующей ограждения ПС.

Мачтовая трансформаторная ПС
(МТП) — открытая трансформаторная ПС, все оборудование которой установлено на конструкциях (в том числе на двух и более стойках опор ВЛ) с площадкой обслуживания на высоте, не требующей ограждения ПС.

4.2.12. Распределительный пункт — РУ 6 — 500 кВ с аппаратурой для управления его работой, не входящее в состав ПС.

4.2.13. Секционирующий пункт — пункт, предназначенный для секционирования (с автоматическим или ручным управлением) участка линий 6 — 20 кВ.

4.2.14. Камера — помещение, предназначенное для установки аппаратов, трансформаторов и шин.

Закрытая камера — камера, закрытая со всех сторон и имеющая сплошные (не сетчатые) двери.

Огражденная камера — камера, которая имеет проемы, защищенные полностью или частично несплошными (сетчатыми или смешанными) ограждениями.

4.2.15. Биологическая защита — комплекс мероприятий и устройств для защиты людей от вредного влияния электрического и магнитного полей.

4.2.16. Здание вспомогательного назначения (ЗВН) — здание, состоящее из помещений, необходимых для организации и проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту оборудования ПС.

1) вызываемые нормальными условиями работы электроустановки усилия, нагрев, электрическая дуга или иные сопутствующие ее работе явления (искрение, выброс газов и т.п.) не могли причинить вред обслуживающему персоналу, а также привести к повреждению оборудования и возникновению короткого замыкания (КЗ) или замыканию на землю;

2) при нарушении нормальных условий работы электроустановки была обеспечена необходимая локализация повреждений, обусловленных действием КЗ;

3) при снятом напряжении с какой-либо цепи относящиеся к ней аппараты, токоведущие части и конструкции могли подвергаться безопасному техническому обслуживанию и ремонту без нарушения нормальной работы соседних цепей;

4) была обеспечена возможность удобного транспортирования оборудования.

1) разъединителями и отделителями напряжением 110 — 500 кВ независимо от климатических условий и степени промышленного загрязнения атмосферы при их наружной установке допускается отключать и включать ток холостого хода силовых трансформаторов и зарядные токи воздушных и кабельных линий, систем шин и присоединений, которые не превышают значений, указанных в табл. 4.2.1;

2) разъединителями и отделителями напряжением 110, 150, 220 кВ при их внутренней установке со стандартными расстояниями между осями полюсов соответственно 2; 2,5 и 3,5 м допускается отключать и включать токи холостого хода силовых (авто) трансформаторов при глухозаземленной нейтрали соответственно не более 4,2 и 2 А, а также зарядные токи присоединений не более 1,5 А;

3) указанные на рис. 4.2.1. расстояния по горизонтали а, б, в
от колонок и концов горизонтально-поворотных (ГП) подвижных контактов в отключенном положении до заземленных и токоведущих частей соседних присоединений должны быть не меньше расстояний между осями полюсов д, указанных в табл. 4.2.1
и 4.2.2.

Расстояния по вертикали г от концов вертикально-рубящих (ВР) и ГП подвижных контактов до заземленных и токоведущих частей должны быть на 0,5 м больше расстояний д;

4) разъединителями и отделителями 6 — 35 кВ при их наружной и внутренней установке допускается отключать и включать токи холостого хода силовых трансформаторов, зарядные токи воздушных и кабельных линий электропередачи, а также токи замыкания на землю, которые не превышают значений, указанных в табл. 4.2.2 (см. рис. 4.2.1) и табл. 4.2.3
(рис. 4.2.2, а и б).

Принцип работы

Работа СТ осуществляется на законах электротехники. СТ ничем не отличаются от обыкновенного трансформатора. Проходящий в первичной обмотке ток изменяется во временном диапазоне гармониками. Он создаёт в магнитопроводах мощный поток магнитных полей. Индукция проникает сквозь витки вторичной обмотки, создаётся электродвижущая сила.

Съём нагрузок происходит с проходных изоляторов вторичной обмотки на крыше трансформатора. Параметры тока вторичной обмотки держат не выше расчётной величины. В таком состоянии силовые установки работают месяцами, продолжительное время. Преобразуется 1 потенциал амплитуды низкого потенциала (6 – 10 кВ) электричества в высокий класс амплитуды (35, 110, 220, 500, 1100 кВ).

В рабочем режиме СТ подключён шинами РУ, линией электропередачи на нагрузку потребителей энергии. Без отбора мощности происходит повышение частоты электрического тока. СТ работающие в группе разгружены, близки к режимам работы на холостом ходу. При отборе мощности потребителями уменьшается частота электрического тока, трансформатор грузится на 100 – 140% мощность.

Трансформаторы бывают повышающие и понижающие, что бы это определить нужно узнать коэффициент трансформации, с его помощью можно узнать какой трансформатор. Если коэффициент меньше 1 то трансформатор повышающий(также это можно определить по значениям если во вторичной обмотке больше чем в первичной то такой повышающий) и наоборот если К{amp}gt;1, то понижающий(если в первичной обмотке меньше витков чем во вторичной).

• U1 и U2 – ВН и НН напряжения,
• N1 и N2 – количество витков в первичной и вторичной обмотке,
• I1 и I2 – ток в первичной и вторичной обмотки.

§ 5. Электрические линии высокого и низкого напряжения

Электрическая энергия от электростанций к потребителям передается по линиям высокого (свыше 1000 В) и низкого (до 1000 В) напряжения. В сельских районах сооружают трехпроводные обычные воздушные высоковольтные линии напряжением 6, 10, 20 и 35 кВ, а низковольтные — воздушные и кабельные — напряжением 380/220 В с глухозаземленным нулевым проводом.

Напряжение 6 кВ для вновь строящихся линий не рекомендуется.Основные элементы воздушной линии — опоры, провода, изоляторы и арматура.На деревянных или железобетонных опорах подвешивают провода. Деревянные опоры (сосна, лиственница, а также пихта, ель) пропитывают антисептиком и, как правило, прикрепляют к железобетонным пасынкам.

Промежуточные опоры устанавливают на прямых участках, анкерные — в местах пересечения дорог, оврагов, путей сообщения, угловые — там, где изменяется направление линии, концевые — на концах линии.Для воздушных линий применяют голые алюминиевые (А), стале-алюминиевые (АС), стальные многопроволочные (ПС, ПСМ) и однопроволочные (ПСО) провода.

Сечение проводов воздушной линии выбирают по условиям допустимых значений нагрева, потери напряжения и механической прочности. По условиям механической прочности сечение алюминиевых проводов линии напряжением 6—35 кВ должно быть не менее 35 мм3, стале-алюминиевых и стальных не менее 25 мм2. В ненаселенной местности допускается применение алюминиевых проводов сечением 25 мм2, стале-алюминиевых 16 мм2, стальных 25 мм2.

Для низковольтных линий напряжением 380 и 220 В минимальные сечения алюминиевых проводов 16 мм2, стальных; многопроволочных— 25 мм2, а наименьший диаметр стальных однопроволочных проводов 4 мм.Изоляторы — штыревые и подвесные, фарфоровые и стеклянные — служат для крепления проводов и изоляции их от опоры.

Арматура — это различные металлические детали, используемые для соединения проводов и тросов, крепления проводов и тросов к изоляторам. К опорам изоляторы крепят при помощи штырей и крюков. К штыревым изоляторам провода присоединяют проволочной вязкой, к подвесным — зажимами.Кабельные линии применяют в густо населенных сельских поселках городского типа.

Использование кабеля той или иной марки зависит от способа прокладки и характера окружающей среды. Глубина заделки кабеля не менее 0,7 м, а в местах пересечений — не менее 1 М. Кабели напряжением до 20 кВ на всем протяжении защищают от механических повреждений слоем красного кирпича или специальными плитами, а кабели напряжением до 1000 В — там, где возможны механические повреждения.

Основное назначение

В сетях подстанций происходит многократного цикла трансформация электричества. Она меняется регулярно мощными СТ. Их потенциал, амплитуды в 30 раз выше, снятой со щёточных аппаратов генераторов ТЭС, ГЭС, АЭС, ВЭС. Промышленный СТ поддерживает постоянной частоту тока 50 ( /- 1%) Гц. Предел отклонения по ПУЭ держат 1% по причине выхода из строя всех установок потребителей. СТ промышленного применения делают 3-фазного исполнения. Для 1-фазной сети производят 1-фазные устройства.

§ 1. Современные способы получения электрической анергии

Электрическая энергия вырабатывается на электростанциях, где происходит преобразование различных видов энергии в электрическую. В зависимости от вида используемой первичной энергии электростанции подразделяют на гидравлические (ГЭС), тепловые. (ТЭС), атомные (АЭС) и др. Основным видом электростанций остаются тепловые, на долю которых приходится 85% всей вырабатываемой электроэнергии.

На гидравлических электростанция х первичной энергией является энергия водных потоков, которая при помощи гидрогенераторов (гидротурбина и электрогенератор) преобразуется в электрическую.На тепловых электростанциях происходит преобразование химической энергии твердого, жидкого или газообразного топлива в электрическую.

Тепловые электростанции могут быть паротурбинными, газотурбинными и с двигателями внутреннего сгорания. На получивших наибольшее распространение паротурбинных электростанциях выделяющаяся при сгорании топлива теплота передается воде, нагревает ее и превращает в пар, который под давлением Поступает на лопатки турбины, вращает ее ротор и соединенный с ним ротор генератора, вырабатывающего электроэнергию. Тепловые электростанции, снабжающие потребителей электроэнергией, паром и горячей водой, называют теплоэлектроцентралями (ТЭЦ).

Атомные электростанции в качестве источника энергии используют ядерное топливо. В результате цепной реакции распада выделяется тепло, расходуемое на нагрев и превращение воды в пар, который поступает в паровую турбину. Процесс получения пара осуществляется по различным схемам и циклам. В остальном атомные электростанций подобны тепловым.

Ведутся работы над освоением энергии солнца, тепла подземных вод, морских приливов и отливов, исследования по непосредственному преобразованию атомной и тепловой энергии в электрическую.Различные электростанции соединяют в энергосистемы, а отдельные энергосистемы — в объединенные энергетические системы (ОЭС), которые обеспечивают экономичное использование оборудования и энергетических ресурсов. Дальнейшее развитие энергетики позволит в будущем создать Единую энергетическую систему СССР.

Расшифровка маркировки

СТ состоят из 2 или нескольких обмоток. Они индуктивно связаны внутри аппарата. Передающие силовые обмотки электрическую мощность потребителям, называют вторичной обмоткой. Многофазного типа силовая установка обмотками соединяется в звезду многими лучами. 3-фазные трансформаторы соединяются 3-лучевой схемой звезды, треугольник.

§ 2. Электроснабжение сельскохозяйственных потребителей

В настоящее время электроснабжение сельскохозяйственных потребителей, как правило, осуществляется централизованно — от государственных энергосистем. Обычная схема централизованного электроснабжения выглядит так: от высоковольтной линии энергосистемы (рис. 60, а) через понижающие подстанции питание получают распределительные линии 35—10—6 кВ, к которым присоединяются потребительские подстанции 35/0,4; 10/0,4;

6/04 кВ, расположенные в населенных пунктах или вблизи животноводческих ферм. Все большее применение находят распределительные линии напряжением 20 кВ и потребительские подстанции 20/0,4 кВ.Иногда еще встречаются одиночные электростанции, от которых электроэнергия подается потребителям по низковольтным линиям 380/220 В (рис. 60, б).

В некоторых районах страны электроснабжение осуществляется от районах и межрайонных ГЭС и ТЭС, соединенных в местные энергосистемы напряжением 10 кВ (рис. 60, в).Удаленные зерноочистительные тока и стригальные пункты снабжают энергией от передвижных электростанций с дизельными или карбюраторными двигателями внутреннего сгорания. Их также применяют в качестве резервных в случае перерыва питания от основного источника.

Рис. 60. Основные схемы питания потребителей электроэнергией:а — от энергосистем; б — от небольших сельских электростанций; в — от сельских электростанций, работающих параллельно.На электростанциях всех типов устанавливают синхронные генераторы переменного трехфазного тока напряжением от 0,4 до 21 кВ и частотой 50 Гц.

В целях уменьшения потерь электроэнергий при передаче ее на большие расстояния напряжение генератора повышают до стандартного: 3, 6, 10, 20, 35, 116, 154, 220, 330, 500 и 750 кВ. На местах потребления электроэнергии высокое напряжение сети понижают до 380, 220, 127, 36 и 12 В. Стандартные напряжения постоянного тока; 440, 220, 110, 24 и 12 В.

Требования к распределительным устройствам: ОРУ, ЗРУ, ВРУ

ЛЭП подключается с ввода удалённой подстанции. Распределительные устройства: ОРУ, ВРУ, ЗРУ рассчитывают на протяжённость участка линии. СТ, ВЛ в РУ защищают от перенапряжения, токов короткого замыкания. Между РУ генерации электроэнергии и потребителем ставятся системы понижения напряжения. На 2 узлах: РУ, электрической подстанции ставятся мощные сивые установки. Они занимаются трансформацией электроэнергии большой мощности.

К промышленным относят мощные установки:

1. Силовые трансформаторы.
2. Автотрансформаторы.

Транспорт электрической энергии на далёкие расстояния требует уменьшать потери в РУ, оборудовании, магистральной сети. Применяется метод трансформации электричества. С генераторов электрический ток подаётся в СТ. Повышается напряжение до амплитуды ЛЭП.

Также вы можете прочитать информацию в книге, со страницы 55 до 76:Открыть книгу для чтения

В условиях сельскохозяйственного производства при помощи электроизмерительных приборов измеряют и электрические величины (например, напряжение, ток, мощность, сопротивление) и некоторые неэлектрические величины (температура, давление, перемещение, уровень и т. п.).К электроизмерительным приборам предъявляется ряд общих технических требований.Точность.

Всякий измерительный прибор из-за относительного несовершенства конструкции, а также из-за нестабильности измерительной цепи имеет погрешность, то есть его показания всегда отличаются от действительного значения измеряемой величины.Точность (и класс) прибора тем выше, чем меньше отличаются его показания от действительного значения измеряемой величины.Стабильность.

Физико-механические, электрические, магнитные и другие свойства электроизмерительных приборов в процессе их эксплуатации под действием различных факторов могут изменяться и тем самым влиять на погрешность прибора, то есть сказываться на стабильности, неизменности результатов измерений.Устойчивость к влияниям внешних факторов способствует более точной и качественной работе электроизмерительных приборов.

Чем меньше влияния внешних факторов, тем достовернее результаты измерений.Чувствительность — это отношение линейного или углового перемещения указателя (стрелки) прибора к изменению значения измеряемой величины.Электроизмерительный прибор должен наряду с точным показанием числового значения измеряемой величины остро реагировать па самое малое изменение этой величины.

Собственное потребление электроэнергии — важный показатель качества электроизмерительного прибора.С увеличением потребляемой прибором электроэнергии возрастает его влияние на исследуемую цепь и увеличиваются погрешности измерений.Перегрузочная способность характеризует свойство электроизмерительных приборов противостоять в процессе эксплуатации кратковременным незначительным перегрузкам.

Электроизмерительные приборы рассчитаны на определенную перегрузочную способность.Изоляция токоведущих частей. Надежность работы электроизмерительных приборов в значительной мере зависит от состояния изоляции их токоведущих частей. При пониженном сопротивлении изоляции токоведущих частей прибора возможны токи утечки, приводящие к увеличению погрешности измерений.

Как выбрать

Показатели характерные СТ для строительства, монтажа ТЭС, ГЭС, АЭС, ДЭС являются: мощность, надёжность электрического питания. По отдельным категориям потребителей электричества важным фактором является надёжность электроснабжения. При подборе устройств уделяют внимание защите ЛЭП. Высокая степень финансовой эффективности СТ – проектирование оптимальной сети распределительных устройств: ОРУ, ЗРУ, ВРУ по передаче электроэнергии.

К затратам покупки, обслуживания трансформаторов относят устройства преобразования электроэнергии. Предприятие на перспективу развивает, проводит реконструкцию производства. Меняются требования по технической оснащённости электрических сетей характеристики силовых трансформаторов.

Обеспечение бесперебойного питания предприятия делается установкой второго СТ. 1-ый находится постоянно в работе. 2-ый считается резервным. Периодически 1 из 2 аппаратов выводят в капитальный, средний, текущий ремонт, наладку, на испытания сетей, оборудования. На предприятии устанавливают 2 агрегата с условием работы каждого аппарата с коэффициентом загрузки мощности 0,7 от номинального параметра.

При выходе из строя 1 работающего аппарата из 2. Один аппарат постоянно переводится в режим резерва. При эксплуатации возникают: неисправности, проблемы с защитами, нарушения в работе оборудования РУ, подстанции. 2 работающий агрегат становится под перегруз мощности в 1,4 раза, т.е второй трансформатор можно перегружать только на 40%.

§ 2. Классы точности электроизмерительных приборов и погрешности измерения

Точность измерений характеризуется погрешностью измерений. Принято различать абсолютную, относительную и приведенную относительную погрешности.Абсолютная погрешность(139)где Аизи — показание прибора;Ад — действительное значение измеряемой величины (может быть принято по показанию образцового прибора).

Относительная погрешность(140)Приведенная относительная погрешность прибора(141)где Аи—номинальное значение шкалы прибора, то есть его верхний предел измерений.В соответствии с приведенной относительной погрешностью все электроизмерительные приборы подразделяют на восемь классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

Эти числа приводятся на шкалах приборов и показывают, какую наибольшую погрешность (в процентах от номинального значения шкалы) может дать прибор при измерениях. Следовательно, наибольшие допустимые погрешности, определяющие классы точности приборов, таковы: ±0,05; ±0,1; ±0,2; ±0,5; ±1,0; ±1,5;±2,5; ±4,0%.

Обратимся к конкретному примеру. Если, судя по показаниям амперметра, номинальное значение шкалы которого 10А, ток в электрической цепи 4,9 А, а действительное значение тока (по показаниям эталонного прибора) 5,0 А, то абсолютная погрешностьотносительная погрешность а приведенная относительнаяпогрешность

Электрические измерения по способу получения результата разделяют на прямые и косвенные.Прямые измерения выполняют при помощи приборов, шкала которых проградуирована в искомых величинах (например, силу тока измеряют амперметром, напряжение вольтметром, сопротивление омметром).Косвенные измерения предполагают применение приборов, дающих значения вспомогательных величин, посредством которых затем вычисляют искомую величину.

Например, электрическую мощность можно вычислить по известной формуле Р=UI, предварительно измерив амперметром силу тока I и вольтметром напряжение U.Существуют два метода измерений: метод непосредственной оценки и метод сравнеия. В соответствии с первым из них значение некоторой величины определяют непосредственно по показаниям измерительного прибора (так измеряют, например, силу тока,напряжение).

По второму методу числовое значение искомой величины находят путем сравнения с мерой данной величины (например, измерение неизвестного сопротивления сводится к его сравнению с заранее известными калиброванными сопротивлениями).Электроизмерительные приборы в общем случае подразделяют на приборы непосредственной оценки — показывающие (амперметры, вольтметры, ваттметры и др.

) и приборы сравнения (например, измерительные мосты, потенциометры).Ниже приведена классификация электроизмерительных приборов по основным признакам.По принципу действия: приборы магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, ферродинамической, индукционной и некоторых других систем.

По роду измеряемой величины: вольтметры (напряжение, э.д.с.), амперметры (сила тока), ваттметры (мощность), счетчики электроэнергии (энергия), омметры (сопротивление), частотомеры (частота переменного тока), фазометры (угол сдвига фаз, cos {amp}lt;р) и др.По роду тока: приборы постоянного тока, приборы переменного тока и универсальные — постоянного и переменного тока.

По характеру применения: переносные и стационарные (щитовые).По условиям эксплуатации: приборы группы А (в сухих отапливаемых помещениях при температуре окружающей среды 10— 35°С и влажности до 80%); Б (в закрытых неотапливаемых помещениях при температуре окружающей среды —30- 40° С и влажности до 90%);

Защиты трансформатора

Ставятся стандартного типа защиты по ПУЭ:

1. Токовая защита нулевой последовательности от внешних замыканий на землю п.3.2.63.
2. Защиту от токов, вызванных внешними КЗ п.3.2.64.
3. Оперативное ускорение защиты от токов, обусловленных внешними КЗ с выдержкой времени 0,5 сек п.3.2.65 (АТ подстанций, блок-генератор СТ).
4. Газовая защита добавочного трансформатора п.3.2.71.
5. Защита контактного устройства РПН с реле давления, отдельным газовым реле п.3.2.71.
6. Дифференциальная токовая защита цепей стороны низшего напряжения (АТ) п.3.2.70 – 3.2.71.
7. Дифференциальная защита перегруза фаз.
8. От внутренних повреждений: уровень давление масла, температура обмотки, стали сердечника, наличию газов.

Условия эксплуатации

СТ требуется высокая степень надёжности с большими значениями напряжения, мощности. Это влияет на качество эксплуатации, профилактику. Делаются регламентные работы правильного, полного технического обслуживания, ремонта, испытаний, наладки. Трансформаторы и оборудование находятся в месте постоянного дежурства персонала. Графиками ежедневного осмотра, приборами контроля, измерения проверяется состояние работы электрической сети, трансформаторов.

Контролируют показания датчиков приборов, измеряют:

• Температуру.
• Давление.
• Уровень масла.
• Степень истощённости влагопоглотителей.
• Состояние регенераторов масла.

Проверяется потёки масла в каре трансформатора, ОРУ, ЗРУ, механические повреждения в корпусе, фланцевых местах соединений (масла, охлаждающей жидкости), радиаторов, вентиляторов, участков труб. Контролируется число работающих вентиляторов, уровень масла в газоанализаторе при определённой нагрузке трансформатора.

По графику обслуживания, при ТО доливается масло, смена непригодного трансформаторного масла новым составом. Определяется качество масла химическим лабораторным анализом. В ПУЭ, инструкции трансформаторов, оборудования даются критерии к требованиям масел, визуальному осмотру, цвету. При аварийных режимах, резкой смене температуры наружного воздуха делаются внеплановые осмотры.

Проверке подлежит защита. 1 раз в 365 дней, капитальный ремонт берут на лабораторный анализ масло. Периодичность ТО устройств регулирования напряжения силовых трансформаторов связана с проверкой контактов меди, латуни окисляемости. Делается им профилактика, зачистка, смазка, переборка, подтяжка динамометрическим ключом для уменьшения переходного сопротивления в контактном узле.

С целью смены плёнки окислов 2 раза в 365 дней отключают трансформаторы от электроэнергии, снимают их нагрузку на 0, переключатели ставят во всевозможные регулируемые положения по нескольку раз. Методы смены положений делают в переходный осенний зимний период до максимального набора нагрузки.

§ 4. Измерительные механизмы электроизмерительных приборов

Измерительные механизмы приборов могут быть отнесены к различным системам, основные из которых охарактеризованы ниже.

Рис. 50. Схема измерительного механизма электроизмерительного прибора магнитоэлектрической системы:1 — постоянный магнит; 2 — полюсный наколенник; 3 — стрелка; 4 — полуось; 5 — противовес; 6 — пружина; 7 — сердечник рамки: а — рамка.

Измерительные механизмы магнитоэлектрической системы состоят из двух основных частей: обычно это неподвижный постоянный магнит 1 (рис. 50) и подвижная проволочная рамка 8, расположенная между его полюсами 2 и укрепленная на полуосях (кернах) 3.В результате взаимодействия магнитных полей магнита 1 и постоянного тока, пропускаемого по обмотке рамки 8, возникает электромагнитный момент, поворачивающий рамку и связанную с ней стрелку 3 на некоторый угол, который определяют по выражению(142)где В — магнитная индукция в зазоре;S — площадь. рамки;

w — число витков обмотки рамки;I — ток, протекающий по обмотке рамки;D— удельный противодействующий момент спиральной пружины.Противодействующий электромагнитному механический момент создает спиральная пружина 6.Для каждого прибора отношение—величинапостоянная и, следовательно,при некотором номинальном предельном значении тока рамка отклоняется на максимальный угол.Иногда в приборах магнитоэлектрической системы применяют подвижный постоянный магнит и неподвижную проволочную катушку.

Рис. 51. Схема измерительного механизма электроизмерительного прибора электромагнитной системы:1— катушка; 2 — сектор успокоителя; 3 — экран; 4 — ось; 5 — магнит успокоителя; 6— подвижный сердечник; 7 — противовес; 8 — пружина) 9 — стрелка.

Электромагнитная система находит наибольшее применение для технических измерений. Принцип действия измерительных механизмов этой системы основан на свойстве неподвижной катушки 1 (рис. 51), включенной в цепь тока, втягивать якорь — стальной сердечник 6, связанный с указательной стрелкой 9. Противодействующий механический момент создается спиральной пружиной 8.

Угол поворота, подвижного механизма и стрелки пропорционален квадрату силы тока, проходящего по обмотке катушки 1.В измерительных механизмах электродинамической системы в результате взаимодействия токов, проходящих по обмоткам неподвижной и подвижной катушек, возникает электромагнитный момент, поворачивающий на определенный угол подвижную катушку вместе с указательной стрелкой.

§ 6. Электрические измерения некоторых неэлектрических величин

Методы электрических измерений неэлектрических величин находят чрезвычайно широкое применение в сельскохозяйственном производстве.Особенность подобных методов заключается в том, что искомая неэлектрическая величина (температура, влажность, давление, скорость и т. д.) преобразуется в зависимую от нее электрическую величину (напряжение, ток), по измерениям которой судят о значении соответствующей неэлектрической величины.

реостатные (для измерения объема, уровня жидкости, перемещения деталей и т. д.), контактного сопротивления и проволочные (для измерения давления, деформации и т. п.); термосопротивления (для измерения температуры, скорости движения газов, состава газов и др.); электролитические (для измерения концентрации и количественного анализа жидкостей и газов);

магнитоупругие (для измерения механических величии); индуктивные (для измерения силы, давления и линейного перемещения); емкостные (для измерения силы, давления, линейного перемещения, угла поворота, количества вещества, содержания влаги); фотоэлектрические (для измерения линейных размеров, температуры, прозрачности и мутности жидкости и газовой среды);

ионизационные (для анализа газа, определения плотности газа, а также геометрических размеров изделий).Ниже в общем виде охарактеризованы методы и средства, применяемые в практике электрических измерений некоторых неэлектрических величин.Измерения температуры почвы, воздуха, растений, животных, зерна и других объектов выполняются при помощи термометров сопротивления, термисторных и термоэлектрических термометров.

Принцип действия термометров сопротивления основан на том, что используемые в них проволочные термосопротивления из материала, который обладает большим температурным коэффициентом сопротивления, например меди (до 150° С), никеля (до 300° С), платины (до 600 °С), помещенные в контролируемую среду, изменяют свое сопротивление с изменением ее температуры.

Измеряя электрическое сопротивление этих материалов, определяют температуру контролируемой среды.В  термисторных термометрах в качестве воспринимающего элемента применяют полупроводниковые термосопротивления (термисторы, например тина ММТ), температурный коэффициент сопротивления которых намного (примерно в 10 раз) больше, чем у металлов.

Т е р м о э л е к т р и ч е с к и е  термометры преобразуют измеряемую неэлектрическую величину (температура) в электрическую — э.д.с. Таким термоэлектрическим преобразователем является термопара, состоящая из двух специально подобранных проволок, одни концы которых спаяны или сварены, а другие подключены к измерительному прибору.

Если место соединения проволок нагреть, то на свободных концах появляется термо-э.д.с., значение которой пропорционально температуре и зависит от материала проволок. В термопарах используют сочетания различных металлов: медь — константам (до 300° С), Медь — копель (до 600°), железо — копель (до 800° С), хромель — копель (до 800° С), хром — алюмель (до 1300 С), платина — платинородий (до 1600° С).

Измерение влажности твердых тел (дерева, ткани, кожи и др.) и сыпучих тел (почвы, зерна, крупы, муки и др.) выполняют, используя метод электропроводности или метод диэлектрической проницаемости.В приборах для измерения влажности твердых и сыпучих материалов применяют емкостные преобразователи (конденсаторы).

При заполнении испытуемым материалом пространства между электродами изменяется емкость такого конденсатора, которая определяется диэлектрической проницаемостью материала, зависящей, в свою очередь, от содержания влаги в нем.Измерение давлений, усилий и деформаций проводят посредством электрических датчиков с проволочными или индуктивными преобразователями, соединенными по мостовой схеме.

Преобразователи (датчики) из тонкой (например, из константановой или нихромовой) проволоки приклеивают к поверхности исследуемой машины, установки или детали. Во время испытаний деформации воспринимаются преобразователем, в результате чего его размеры, удельное и общее сопротивления соответственно изменяются.

Измеряя электрическое сопротивление, определяют давления и механические напряжения, возникающие в исследуемом объекте.Измерение частоты вращения выполняют при помощи электрических тахометров.В индукционных тахометрах скорость вращения преобразуется посредством генератора постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов в напряжение, измеряемое вольтметром, шкала которого проградуирована непосредственно в единицах искомой величины (об/мин).

Лабораторная работа 6. Электроизмерительные приборы и электрические измерения неэлектрических величииЦель работы. Ознакомиться с устройством, принципом действия и схемами включения электроизмерительных приборов — вольтметра и амперметра и датчиков температуры. Проведи сравнительные измерения температуры термометром сопротивления, электротермометром с термистором и ртутным термометром.

https://www.youtube.com/watch?v=Z-ha_2vaQ3M

Последовательность выполнения работы.

1. Ознакомиться с техническими характеристиками, схемами устройства и конструкциями электроизмерительных приборов (вольтметра, амперметра).
2. Записать основные технические характеристики электроизмерительных приборов.
3. Вычертить и собрать схему для измерения силы тока.
4. Вычертить и собрать схему для измерения напряжения.
5. После проверки схем преподавателем измерить салу тока и напряжение а цепи.
6. Ознакомиться с устройством электрических приборов для измерения температуры.
7. Записать краткие технические характеристики электрических термометров.
8. Провести измерения температуры по нескольким точкам электрическими методами и сравнить результаты измерений с показаниями ртутного термометра.
9. Составить отчет о работе.