Федеральное государственное
унитарное предприятие
«Всероссийский научно-исследовательский институт
метрологической службы»
(ФГУП «ВНИИМС»)
РЕКОМЕНДАЦИЯ
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
МОЩНОСТЬ НАГРУЗКИ ТРАНСФОРМАТОРОВ
НАПРЯЖЕНИЯ. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ
ИЗМЕРЕНИЙ БЕЗ ОТКЛЮЧЕНИЯ ЦЕПЕЙ
МИ 3195-2009
Москва
2009
ПРЕДИСЛОВИЕ
1 РАЗРАБОТАНА
ФГУП «ВНИИМС»
ИСПОЛНИТЕЛИ:
Киселев В.В., к.т.н., Удовиченко Е.А.
РАЗРАБОТАНА ОАО «ВНИИЭ»
ИСПОЛНИТЕЛИ:
3агорский Я.Т.
2 УТВЕРЖДЕНА ФГУП «ВНИИМС»
19 февраля 2009 г.
3 ЗАРЕГИСТРИРОВАНА ФГУП «ВНИИМС» 05 марта 2009
г.
4 ВВЕДЕНА ВПЕРВЫЕ
СОДЕРЖАНИЕ
1 Область применения. 1
2 Нормативные ссылки. 1
3 Общие положения. 2
4 Требования к погрешности
измерений. 2
5 Средства измерений. 2
6 Метод измерений. 3
7 Требования безопасности. 6
8 Требования к квалификации
операторов. 6
9 Условия выполнения измерений. 6
10 Подготовка к выполнению
измерений. 6
11 Выполнение измерений. 7
12 Обработка (вычисление)
результатов измерений. 7
13 Периодичность измерений. 8
14 Оформление результатов
измерений. 8
Приложение А. Протокол измерений
мощности нагрузки ТН.. 9
Приложение Б. Определение
мощности нагрузки ТН.. 10
Библиография. 11
|
РЕКОМЕНДАЦИЯ
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА
ИЗМЕРЕНИЙ
МОЩНОСТЬ НАГРУЗКИ
ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ БЕЗ ОТКЛЮЧЕНИЯ
ЦЕПЕЙ
|
МИ 3195-2009
|
1
Область применения
Настоящая рекомендация устанавливает
порядок измерения мощности нагрузки измерительных трансформаторов напряжения
(далее - ТН) в условиях эксплуатации без отключения вторичных цепей.
2
Нормативные ссылки
В настоящей рекомендации использованы
ссылки на следующие нормативные документы:
1) ГОСТ
12.2.007.0-75 ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования
безопасности;
2) ГОСТ
12.2.007.3-75 ССБТ. Электротехнические устройства на напряжение свыше 1000
В. Требования безопасности;
3) ГОСТ
12.3.019-80 Испытания и измерения электрические. Общие требования
безопасности;
4) ГОСТ
Р 8.563-96 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики
выполнения измерений;
5) ГОСТ
Р 1.5-2004 Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты национальные
Российской Федерации. Правила построения, изложения, оформления и обозначения;
6) РМГ
29-99 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения;
7) ГОСТ 1983-2001
Трансформаторы напряжения. Общие технические условия;
8) МИ
1317-2004 Государственная система обеспечения единства измерений.
Результаты измерений и характеристики погрешности измерений. Формы
представления. Способы использования при испытаниях образцов продукции и
контроле их параметров;
9) МИ
2083-90 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения
косвенные. Определение результатов измерений и оценивание их погрешностей.
3
Общие положения
Разработка настоящей рекомендации
обусловлена необходимостью получения легитимной измерительной информации о
значении мощности нагрузки стационарных электромагнитных измерительных
трансформаторов напряжения, изготовленных по ГОСТ 1983, при
проведении:
- паспортизации измерительных комплексов
учета электроэнергии (измерительных каналов - в составе автоматизированных
информационно-измерительных систем учета электроэнергии или в составе
автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии) в соответствии с [2];
- подготовки к ревизии и ревизии средств
учета электроэнергии в части соответствия мощности нагрузки трансформаторов
напряжения требованиям ГОСТ 1983 или
технической документации на трансформаторы напряжения;
- энергетических обследований систем
учета электроэнергии на энергообъектах.
При разработке настоящей рекомендации
учтены требования ГОСТ
Р 1.5 и ГОСТ
Р 8.563.
4
Требования к погрешности измерений
Приписанная характеристика погрешности
результата измерений мощности нагрузки ТН - доверительные границы допускаемой
относительной погрешности результата измерений мощности нагрузки ТН при
доверительной вероятности 0,95 по данной рекомендации не превышает:
±11 % при выполнении измерений в
нормальных условиях эксплуатации, указанных в разделе 9;
±15 % при выполнении измерений в рабочих
условиях эксплуатации, указанных в разделе 9.
5
Средства измерений
5.1 При выполнении измерений по данной
рекомендации допускается применение СИ из числа зарегистрированных в
Государственном реестре СИ с характеристиками не хуже указанных в таблице 1.
5.2 Применяемые СИ должны быть поверены и
иметь действующие свидетельства о поверке.
Таблица 1 - Характеристики средств измерений
Наименование
|
Измеряемая
величина
|
Метрологические
характеристики
|
1. Измеритель
с токовыми клещами
|
Действующее
значение силы тока
|
Диапазон
измерений: (0 - 10) А
Пределы
допускаемой относительной основной погрешности (δI):
±7 %.
|
Действующее
значение напряжения
|
Диапазон
измерений: (0,8 - 1,15)·Uном
Пределы
допускаемой относительной основной погрешности (δU):
±7 %
|
2. Термометр
|
Температура
окружающего воздуха
|
Диапазон
измерений: (0 ... +40) °С;
цена деления
шкалы 1 °С.
Пределы
допускаемой абсолютной основной погрешности: ±1 °С.
|
3. Психрометр
|
Относительная
влажность воздуха
|
Диапазон
измерения (3 - 95) %
Пределы
допускаемой абсолютной основной погрешности: ±5 %
|
5.3 Перечень рекомендуемых СИ:
для проведения измерений действующих
значений силы тока и напряжения - мультиметр «Ресурс-ПЭ», вольтамперфазометр
«Парма ВАФ-Т», прибор энергетика многофункциональный для измерения
электроэнергетических величин «ПЭМ-02 И»;
для проведения измерений температуры и
влажности - приборы комбинированные ТКА-ПКМ (модель 20).
6
Метод измерений
6.1 Измерение мощности нагрузки ТН
выполняют измерителем с функциями измерения действующего значения силы тока и
напряжения (далее - измеритель) методом «вольтметра-амперметра» без разрыва
вторичных цепей ТН. При этом фактическая мощность нагрузки ТН характеризуется полной
мощностью, потребляемой вторичной цепью ТН, выраженной в вольтамперах.
При расчете полной мощности ТН следует
учитывать следующие особенности включения:
- для трехфазных трехобмоточных
трансформаторов с основными и дополнительной вторичными обмотками равна сумме
полных мощностей нагрузки вторичных основных и дополнительной обмоток;
- для однофазных трехобмоточных
трансформаторов с основной и дополнительной вторичными обмотками фактическая
мощность равна сумме полных мощностей нагрузки вторичной основной и
дополнительной обмоток;
- для однофазных двухобмоточных
трансформаторов с двумя основными вторичными обмотками фактическая мощность
равна сумме полных мощностей нагрузки вторичной основной 1 и основной 2
обмоток.
6.2 На рисунке 1 представлена схема измерения
действующих значений токов и напряжений для трехфазного трансформатора в
трехфазной четырехпроводной сети.
6.3 На рисунке 2 представлена схема измерения
действующих значений токов и напряжений для однофазных трансформаторов
трехфазной группы.
6.4 На рисунке 3 представлена схема измерения
действующих значений токов и напряжений для двух однофазных трансформаторов напряжения
трехфазной группы, включенных на линейное напряжение по трехпроводной схеме.
Рис. 1 Схема измерения токов и напряжений вторичной
цепи трехфазного трансформатора.
АВ1 - автоматический выключатель вторичных цепей основной измерительной
обмотки (звезда);
АВ2 - автоматический выключатель вторичных цепей дополнительной обмотки
(разомкнутый треугольник);
А, В, С - высоковольтные выводы первичной обмотки ТН;
а, в, с, о - выводы основной измерительной вторичной обмотки;
аА - хА - выводы дополнительной вторичной обмотки;
А601, В600, С601, 0601; Н, К - маркировка основных и дополнительных
вторичных цепей ТН.
Рис. 2 Схема измерения токов и напряжений вторичной
цепи однофазных трансформаторов трехфазной группы.
АВ1 - автоматический выключатель вторичных цепей основных измерительных
обмоток;
АВ2 - автоматический выключатель вторичных цепей дополнительных обмоток;
А - X - выводы первичной обмотки ТН;
а - х - выводы основных измерительных вторичных обметок (звезда собрана
на входном клеммнике);
аА - хА - выводы дополнительных вторичных обмоток
(разомкнутый треугольник собран на входном клеммнике);
А601, В600, С601, 0601; Н, К - маркировка основных и дополнительных
вторичных целей ТН.
Рис. 3 Схема измерения токов и напряжений вторичной
цепи двух однофазных трансформаторов трехфазной группы, включенных на линейное
напряжение по трехпроводной схеме.
АВ - автоматический выключатель вторичных цепей;
А - Х - выводы первичных обмоток;
а - х - выводы вторичных обмоток (средняя точка собрана на клеммнике);
А601, В600, С601 - маркировка вторичных цепей ТН.
7
Требования безопасности
7.1 При выполнении
измерений мощности нагрузки ТН соблюдают требования безопасности в соответствии
с ГОСТ 12.2.007.0,
ГОСТ 12.2.007.3,
ГОСТ 12.3.019,
РД 34.20.501,
[4], эксплуатационными документами на ТН и СИ.
7.2 Корпуса измерительных приборов должны
быть заземлены.
8
Требования к квалификации операторов
8.1 К выполнению измерений и обработке их
результатов допускают лиц, подготовленных в соответствии с требованиями пункта 7.1,
имеющих группу по электробезопасности не ниже III и обученных
выполнению измерений мощности нагрузки ТН. В электроустановках до и выше 1000 В
работы проводит бригада в составе не менее двух человек.
8.2 В состав бригады должен быть включен
представитель службы релейной защиты и автоматики организации, на территории
которой проводятся измерения по настоящей рекомендации.
8.3 К выполнению измерений допускаются
лица, изучившие руководство по эксплуатации измерителя и освоившие технику
работы с ним.
8.4 К обработке результатов измерений
допускают лиц с образованием не ниже среднего специального.
9 Условия выполнения измерений
При выполнении измерений соблюдают
условия, приведенные в таблице 2.
Таблица 2 - Условия выполнения измерений
Наименование измеряемой величины
|
Наименование
влияющей величины
|
Значение
влияющей величины
|
номинальное
(нормальное)
|
допускаемое
(рабочее)
|
1. Действующее
значение силы тока
|
Температура
окружающего воздуха
|
(20
± 5) °С
|
(0
... 40) °С
|
2. Действующее значение
напряжения
|
Относительная
влажность воздуха
|
(30
- 80) %
|
90
% при 30 °С
|
10
Подготовка к выполнению измерений
10.1 При подготовке к выполнению
измерений проводят следующие работы:
- подготавливают перечень проверяемых ТН
в соответствии с протоколом, приведенным в приложении А, принципиальные и монтажные
схемы включения ТН и их вторичных цепей;
- проверяют наличие или отсутствие
документов, подтверждающих положительные результаты плановых проверок состояния
ТН и их вторичных цепей в соответствии с [2] (паспорт-протокол, инструкция
по обслуживанию ТН и их вторичных цепей и др.);
- проверяют целостность пломб на
конструкциях решеток и дверей камер, в которых установлены предохранители на
стороне высокого напряжения ТН, и на рукоятках приводов разъединителей ТН,
используемых для расчетного (коммерческого) учета электроэнергии;
- проверяют комплектность ТН и вторичных
цепей на месте эксплуатации, а также соответствие данных, указанных на табличке
ТН, требованиям ГОСТ 1983,
характеристикам в его эксплуатационной документации;
- визуально проверяют состояние и
целостность изоляции, маркировку и состояние выводов обмоток ТН, вторичных
цепей; затяжку и состояние контактных (резьбовых) соединений, наличие необходимых
пломб, клейм, этикеток; надежность заземлений выводов обмоток, вторичных цепей;
отсутствие влаги и масла на выводах вторичных обмоток ТН в соответствии с ГОСТ 1983.
10.2 При подготовке рабочего места для
выполнения измерений проводят следующие работы:
- проверяют меры безопасности, указанные
в эксплуатационной документации на СИ, ТН и по пункту 7.1;
- подготавливают формы протоколов
измерений мощности нагрузки ТН, приведенные в приложении А,
заполняют вводную часть и пункты 1, 2 протокола;
- проводят подготовку и настройку режимов
работы СИ согласно их эксплуатационной документации;
- в местах выполнения измерений
определяют значения влияющих величин;
- проводят мероприятия по обеспечению
требуемых условий выполнения измерений при превышении влияющими величинами
допускаемых значений по рекомендации;
- записывают в протокол результаты
измерений влияющих величин в границах, допускаемых рекомендацией (приложении А).
11
Выполнение измерений
11.1 При выполнении измерений мощности
нагрузки ТН по настоящей рекомендации проводят следующие операции:
- определяют схему соединения обмоток ТН
и подлежащие измерениям токи и напряжения;
- подключают СИ тока и напряжения
согласно рисунку 1 (2, 3);
- измеряют токи фаз у шкафа зажимов ТН без
разрыва вторичной цепи ТН с помощью токовых клещей, входящих в комплект
измерителя;
- измеряют фазные или междуфазные
напряжения с помощью измерителя у шкафа зажимов ТН;
- записывают в протокол полученные
значения тока и напряжения.
11.2 Операции по измерению тока и
напряжения производят однократно и одновременно в соответствии с инструкцией на
измеритель.
12
Обработка (вычисление) результатов измерений
12.1 Обработку результатов измерений
мощности нагрузки ТН выполняют в следующей последовательности:
- вычисляют фактическую мощность нагрузки
каждой фазы ТН в соответствии с формулами, приведенными в приложении Б;
- записывают в протокол вычисленные
значения мощности нагрузки фаз Sa, Sb, Sc.
12.2 Если измеренные (рабочие) значения
вторичного напряжения отличаются от номинального значения Uн,
указанного в паспорте ТН, то производят пересчет рассчитанной мощности S на
номинальное напряжение по формуле приведенной мощности Sпр
(12.1)
Вычисленные по формуле (12.1)
значения мощности нагрузки ТН записывают в протокол.
12.3 Результаты вычислений округляют до
сотых долей вольтампер.
12.4 Фактическую мощность нагрузки ТН
сопоставляют с номинальной. В соответствии с ГОСТ 1983
фактическая мощность нагрузки ТН должна находиться в диапазоне (25 - 100) % от
номинальной, если иного не указано в технической документации на ТН конкретного
типа.
12.5 Заключение о
соответствии (или несоответствии) фактической мощности нагрузки ТН требованию ГОСТ 1983
отражают в протоколе.
12.6 В случае
проведения измерений в нормальных условиях допускаемые доверительные границы
основной относительной погрешности измерения мощности нагрузки ТН при доверительной
вероятности 0,95 рассчитывают по формуле
(12.2)
где δU - предел допускаемой основной относительной погрешности
измерения действующего значения напряжения;
δI - предел
допускаемой основной относительной погрешности измерения действующего значения
силы тока.
12.7 В случае проведения измерений в
рабочих условиях допускаемые доверительные границы относительной погрешности
измерения мощности нагрузки ТН при доверительной вероятности 0,95 рассчитывают
по формуле
(12.3)
где δUt - дополнительная погрешность от температуры при
измерении напряжения, %;
δIt - дополнительная погрешность от температуры при
измерении тока, %.
12.8 При расчете погрешности измерений
суммарной полной мощности нагрузки на вторичные обмотки трехфазных
трехобмоточных ТН, однофазных трехобмоточных ТН, однофазных двухобмоточных ТН
вычисления проводят следующим образом:
12.8.1 Вычисляют относительную
погрешность измерения мощности нагрузки (Sпр_i) на
каждую i-ую вторичную обмотку ТН (δSi)
в соответствии с указаниями п.п. 12.5 или
12.6;
12.8.2 Вычисляют погрешность измерения
суммарной полной мощности нагрузки на вторичные обмотки ТН
(12.4)
13 Периодичность измерений
13.1 Основной целью периодического
контроля мощности нагрузки ТН является проверка правильности и соблюдения
условий эксплуатации ТН, регламентированных в ГОСТ 1983.
13.2 Периодический контроль мощности
нагрузки ТН проводят один раз в четыре года или через интервалы времени,
установленные согласно местным инструкциям энергообъекта.
13.3 Периодический (внеочередной)
контроль мощности нагрузки ТН также проводят при:
- изменении схемы вторичных цепей ТН;
- замене дополнительных СИ напряжения,
тока во вторичных цепях на СИ других типов;
- замене ТН или после его ремонта;
- изменении условий выполнения измерений.
14
Оформление результатов измерений
14.1
Результаты измерений мощности нагрузки ТН оформляют протоколом, форма которого
приведена в Приложении А. При этом в протоколе делают заключение о
соответствии (или несоответствии) фактической мощности нагрузки ТН требованию ГОСТ 1983.
14.2 Результаты измерений оформляются документально.
Протокол измерений удостоверяет лицо, проводившее измерения от уполномоченной
организации, а также административно ответственное лицо от
организации-заказчика (руководитель, главный инженер, главный метролог
предприятия, начальник цеха, участка или другое лицо).
Протокол измерения используется для
заполнения паспорта-протокола в соответствии [2] или иным нормативным
документом.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)
Протокол
измерений мощности нагрузки ТН
Организация, проводящая работы Организация-Заказчик
_________________________ _________________________
(наименование) (наименование)
Протокол № ______ от ___ _____________ 20__ г.
1.
Наименование присоединения
__________________________________________________________________________
2. Трансформатор напряжения
__________________________________________________________________________
(тип, год выпуска, зав. номер)
Обозначение
фазы
|
Заводской
номер
|
Класс
точности
|
Номинальная
мощность, Sном, В·А
|
Схема
соединения вторичных обмоток и нагрузок
|
А
(AB)
|
|
|
|
|
В
(BC)
|
|
|
|
|
С
(AC)
|
|
|
|
|
3. Метод измерений в соответствии
__________________________________________________________________________
4. Результаты измерений:
Обозначение
фазы
|
Измеренное
значение
|
Фактическая
мощность нагрузки фаз S, B·A
|
Погрешность
измерений δS, %
|
U, B
|
I, A
|
рассчитанная
|
приведенная
|
А
(AB)
|
|
|
|
|
|
В
(BC)
|
|
|
|
|
|
С
(AC)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Средства измерений:
Тип _________________, № _____________, св-во о
поверке № ____________________
действ. до ________________
Тип _________________, № _____________, св-во о
поверке № ____________________
действ. до ________________
6. Условия выполнения измерений
Температура окружающего воздуха:
___________________________________________
Влажность воздуха:
_________________________________________________________
7. Заключение
Фактическая мощность нагрузки
_____________________________________________
(соответствует, не соответствует ГОСТ 1983;
__________________________________________________________________________
ТН перегружен, недогружен (указать фазы))
Измерения выполнили:
________________________ ( )
________________________ ( )
Протокол проверил ________________________ ( )
|
ПРИЛОЖЕНИЕ
Б
(справочное)
Определение
мощности нагрузки ТН
Таблица Б
Схема
соединения обмоток ТН
|
Наименование
ТН и схемы включения
|
Измеряемая
величина
|
Расчетная
формула
|
|
Два
однофазных двухобмоточных ТН (НОС, НОМ, НОЛ) по схеме открытого треугольника
|
Iа; Uab
Ic; Uac
|
SТН1 = Iа·Uab
SТН2 = Ic·Uac
|
|
Три
однофазных двухобмоточных ТН (НОС, НОМ, НОЛ) по схеме звезды
|
Iа; Uab
Ib; Ubc
Ic; Uca
|
|
|
Три
однофазных трехобмоточных ТН (ЗНОМ, ЗНОЛ, НКФ, НДЕ) по схеме звезды с
выведенной нейтралью
|
Iа; Uab
Ib; Ubc
Ic; Uca
или
Iа; Ua0
Ib; Ub0
Ic; Uc0
|
|
|
Трехфазный
двухобмоточный ТН (НТМК)
|
Iа; Uab
Ib; Ubc
Ic; Uca
|
|
|
Трезфазный
трехобмоточный ТН (НТМИ)
|
Iа; Uab
Ib; Ubc
Ic; Uca
или
Iа; Ua0
Ib; Ub0
Ic; Uc0
|
|
БИБЛИОГРАФИЯ
1. РД
153-34.0-11.209-99. Рекомендации. Автоматизированные системы контроля и учета
электроэнергии и мощности. Типовая методика выполнения измерений электроэнергии
и мощности;
2. РД 34.09.101-94.
Типовая инструкция по учету электроэнергии при ее производстве, передаче и
распределении;
3. РД
34.20.501-95 Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей
РФ;
4. РД 153-34.0-03.150-00 Межотраслевые правила по охране труда (правила
безопасности) при эксплуатации электроустановок. ПОТ Р М-016-2001;
5. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. - М.:
НЦЭНАС, 2007;
6. Автоматизированные
информационно-измерительные системы коммерческого учета электрической энергии
(мощности) субъекта ОРЭ. Технические требования (Приложение № 11.1 к Договору о
присоединении к торговой системе оптового рынка);
7. Вавин В.Н. Трансформаторы напряжения и
их вторичные цепи. Москва, «Энергия», 1977;
8. Техническое обслуживание измерительных
трансформаторов тока и напряжения. Сост. Ф.Д. Кузнецов; под ред. Б.А.
Алексеева. Москва, Изд-во НЦ ЭНАС, 2004.