Федеральное государственное
унитарное предприятие
«Всероссийский научно-исследовательский институт
метрологической службы»
(ФГУП «ВНИИМС»)
РЕКОМЕНДАЦИЯ
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
ВТОРИЧНАЯ НАГРУЗКА ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ БЕЗ
ОТКЛЮЧЕНИЯ ЦЕПЕЙ
МИ 3196-2009
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. 7
11 Выполнение измерений. 7
Библиография. 10
|
РЕКОМЕНДАЦИЯ
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА
ИЗМЕРЕНИЙ
ВТОРИЧНАЯ НАГРУЗКА ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ
ИЗМЕРЕНИЙ БЕЗ ОТКЛЮЧЕНИЯ ЦЕПЕЙ
|
МИ 3196-2009
|
1
Область применения
Настоящая рекомендация устанавливает
порядок измерения нагрузки и коэффициента мощности трансформаторов тока (далее
- ТТ) 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 7746-2001
Трансформаторы тока. Общие технические условия;
5) ГОСТ
Р 8.563-96 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики
выполнения измерений;
6) ГОСТ
Р 1.5-92. Государственная система стандартизации Российской Федерации.
Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию стандартов;
7) РМГ
29-99 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология.
Основные термины и определения;
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 вторичной нагрузки и коэффициента мощности стационарных
электромагнитных измерительных ТТ, изготовленных по ГОСТ 7746, 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 [5];
- подготовки к ревизии и проведении
ревизии средств учета электроэнергии в части соответствия вторичной нагрузки ТТ
требованиям ГОСТ 7746 или
технической документации на ТТ;
- энергетических обследований систем
учета электроэнергии на энергообъекте.
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 вторичной нагрузки ТТ - доверительные границы допускаемой
относительной погрешности результата измерений вторичной нагрузки ТТ по данной
рекомендации при доверительной вероятности 0,95 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 средства измерений
|
Измеряемая
величина
|
Метрологические
характеристики
|
1. Измеритель с токовыми клещами
|
Действующее
значение силы тока
|
Диапазон
измерений: (0,01 ... 1,2)·Iном
Пределы
допускаемой относительной погрешности (δI):
±7 %.
|
Действующее
значение напряжения
|
Диапазон
измерений: (0 - 20) В
Пределы
допускаемой относительной погрешности (δU):
±7 %
|
2. Термометр
|
Температура
окружающего воздуха
|
Диапазон
измерений: (0 ... +40) °С;
цена деления
шкалы 1 °С.
Пределы
допускаемой абсолютной погрешности: ±1 °С.
|
3. Психрометр
|
Относительная
влажность воздуха
|
Диапазон
измерения (10 - 95) %
Пределы
допускаемой абсолютной 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 вторичной нагрузки ТТ
выполняют измерителем с функциями измерения действующего значения силы тока,
напряжения и угла фазового сдвига между напряжением и током (далее -
измеритель), методом «вольтметра-амперметра» без разрыва вторичных цепей ТТ.
При этом фактическая вторичная нагрузка ТТ характеризуется полным
сопротивлением внешней вторичной цепи ТТ, выраженным в Омах, либо кажущейся
(полной) мощностью, выраженной в вольтамперах.
6.2 Вторичную нагрузку ТТ вычисляют по
формуле
(6.1)
где Z -
сопротивление внешней вторичной цепи, Ом;
U - результат измерений напряжения;
I - результат измерений силы тока.
6.3 Вторичную нагрузку ТТ, выраженную в
вольтамперах, вычисляют по формуле
(6.2)
где Iном - номинальный вторичный
ток ТТ, указанный в его паспорте, А.
6.4 Выбор формулы (6.1)
или (6.2)
для расчета определяется формой задания номинальной нагрузки в паспорте ТТ.
6.5 Схемы измерения силы тока и
напряжения с использованием измерителя с токовыми клещами в зависимости от схем
соединения обмоток ТТ представлены на рисунках 1 - 4.
Рис. 1 Схема измерения силы тока и напряжения для
схемы соединения вторичных обмоток ТТ «звезда», с нолем собранным на ТТ. Ток
измеряется токоизмерительными клещами.
Рис. 2 Схема измерения силы тока и напряжения для
схемы соединения вторичных обмоток ТТ «неполнофазная звезда», с нолем собранным
на ТТ. Ток измеряется токоизмерительными клещами.
Рис. 3 Схема измерения силы тока и напряжения для
схемы соединения вторичных обмоток ТТ «звезда», с нолем собранным на сборке
клеммных зажимов ТТ. Ток измеряется токоизмерительными клещами.
Рис. 4 Схема измерения силы тока и напряжения для
схемы соединения вторичных обмоток ТТ «неполнофазная звезда», с нолем собранным
на сборке клеммных зажимов ТТ. Ток измеряется токоизмерительными клещами.
7
Требования безопасности
7.1 При выполнении
измерений вторичной нагрузки ТТ соблюдают требования безопасности в
соответствии с ГОСТ 12.2.007.0,
ГОСТ 12.2.007.3,
ГОСТ 12.3.019,
РД 34.20.501-2003
[2], эксплуатационными документами на ТТ.
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 вторичной нагрузки ТТ. 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
|
1. Действующее
значение силы тока
2. Действующее значение
напряжения
3. Угол фазового сдвига между
напряжением и током
|
Температура
окружающего воздуха
|
(20
± 5) °С
|
(0
... 40) °С
|
Относительная
влажность воздуха
|
(30
- 80) %
|
90
%
|
10
Подготовка к выполнению измерений
10.1 При подготовке к выполнению
измерений проводят следующие работы:
- подготавливают перечень проверяемых ТТ
в соответствии с протоколом, приведенным в приложении А, принципиальные и монтажные
схемы включения ТТ и их вторичных цепей;
- проверяют наличие или отсутствие
документов, подтверждающих положительные результаты плановых проверок состояния
ТТ и их вторичных цепей в соответствии с [5] (паспорт-протокол, инструкция
по обслуживанию ТТ и их вторичных цепей и др.);
- проверяют комплектность ТТ и вторичных
цепей на месте эксплуатации, а также соответствие данных, указанных на табличке
ТТ, данным, регламентированным в ГОСТ 7746 и в его
эксплуатационной документации;
- визуально проверяют состояние и
целостность изоляции, маркировку и состояние выводов обмоток ТТ, 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 ТТ в
соответствии с ГОСТ 7746.
10.2
При подготовке рабочего места для выполнения измерений проводят следующие
работы:
- проверяют меры безопасности, указанные
в эксплуатационной документации на СИ, ТТ и по пункту 7.1;
- подготавливают формы протоколов
(приложение А)
измерений вторичной нагрузки ТТ и коэффициента мощности, заполняют вводную
часть протокола и паспортные данные ТТ;
- 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 границ;
- записывают в протокол результаты
измерений влияющих величин в границах, допускаемых рекомендацией (приложение А).
11
Выполнение измерений
11.1 При выполнении измерений вторичной
нагрузки ТТ по настоящей рекомендации проводят следующие операции:
- определяют схему соединения обмоток ТТ
и подлежащие измерениям токи и напряжения;
- подключают СИ тока и напряжения
согласно рисунку 1 - 4;
- измеряют токи фаз в любом доступном для
измерения месте без разрыва вторичной цепи ТT с помощью
токовых клещей, входящих в комплект поставки измерителя;
- измеряют падение напряжения
непосредственно на нагрузке ТТ в фазах А, В и С с помощью измерителя у шкафа
зажимов ТТ;
- записывают в протокол результаты
измерений тока и напряжения.
11.2 Операции по измерению тока и
напряжения производят однократно и одновременно в соответствии с инструкцией на
измеритель.
Примечание
- Если выполняется неравенство
(11.1)
где - сопротивление участка цепи от ТТ до
места измерения падения напряжения, Ом;
-
сопротивление участков цепи от места измерения падения напряжения до
места сборки проводников в «звезду» на стороне нагрузки (счетчика электрической
энергии), Ом;
ρi - удельная
проводимость проводника, Ом·м/мм2;
Li - длина проводника, м;
Fi - сечение проводника, мм2;
δрез. доп - относительная погрешность измерения нагрузки
на вторичную обмотку ТТ, допускаемая по МИ
2808, равной ±20 %;
δS - предел относительной погрешности измерения нагрузки на
вторичную обмотку по настоящей МИ,
то сопротивлением R1пров
можно пренебречь.
12 Обработка
(вычисление) результатов измерений
12.1
Обработку результатов измерений вторичной нагрузки ТТ выполняют в следующей
последовательности:
- вычисляют вторичную нагрузку каждой
фазы ТТ в соответствии с формулами (6.1), (6.2);
- записывают в протокол вычисленные
значения вторичной нагрузки фаз А, В, С;
12.2 Результаты вычислений округляют до
сотых долей вольтампер или Ом.
12.3 Фактическую вторичную нагрузку ТТ
сопоставляют с номинальной нагрузкой ТТ. В соответствии с ГОСТ 7746
фактическая вторичная нагрузка ТТ должна находиться в диапазоне (25 - 100) % от
номинальной. Для ТТ с номинальными вторичными нагрузками 1; 2; 2,5; 3; 5 и 10
В·А нижний предел вторичных нагрузок - 0,8; 1,25; 1,5; 1,75; 3,75 и 3,75 В·А
соответственно.
12.4 Заключение о соответствии (или
несоответствии) фактической вторичной нагрузки ТТ требованию ГОСТ 7746 отражают в
протоколе.
12.5 В случае проведения измерений в
нормальных условиях допустимые границы основной относительной погрешности
измерения вторичной нагрузки ТТ при доверительной вероятности 0,95 рассчитывают
по формуле
(12.1)
где δU - предел
допускаемой основной относительной погрешности измерения действующего значения
напряжения;
δI - предел допускаемой основной
относительной погрешности измерения действующего значения силы тока.
12.6 В случае проведения измерений в
рабочих условиях допустимое значение относительной погрешности измерения
вторичной нагрузки ТТ при доверительной вероятности 0,95 рассчитывают по
формуле
(12.2)
где δUt - дополнительная погрешность от
температуры при измерении тока, %;
δIt - дополнительная погрешность от
температуры при измерении напряжения, %.
13 Периодичность измерений
13.1 Основной целью периодического
контроля вторичной нагрузки ТТ является проверка правильности и соблюдения
условий эксплуатации ТТ, регламентированных в ГОСТ 7746.
13.2 Периодический контроль вторичной
нагрузки ТТ проводят один раз в четыре года или через интервалы времени,
установленные согласно местным инструкциям энергообъекта.
13.3 Периодический (внеочередной)
контроль вторичной нагрузки ТТ также проводят при:
- изменении схемы вторичных цепей ТТ;
- замене дополнительных СИ напряжения,
тока во вторичных цепях на СИ других типов;
- замене ТТ или после его ремонта;
- изменении условий выполнения измерений.
14 Оформление результатов измерений
14.1 Результаты
измерений вторичной нагрузки ТТ оформляют протоколом, форма которого приведена
в Приложении А.
При этом в протоколе делают заключение о соответствии (или несоответствии)
фактической вторичной нагрузки ТТ требованию ГОСТ 7746.
Результаты измерений, оформленные
документально, 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 измерений используется для заполнения
паспорта-протокола в соответствии с [5] или иным нормативным
документом.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Протокол измерений вторичной нагрузки ТТ
Организация, проводящая работы Организация-Заказчик
____________________________ _________________________
(наименование) (наименование)
Протокол № ______
измерений мощности нагрузки ТТ
1.
Наименование присоединения _________________________________________
2. Трансформатор
напряжения ___________________________________________
(тип, год выпуска)
Обозначение
фазы
|
Заводской
номер
|
Класс
точности
|
Номинальная
мощность Sном, В·А
|
Схема
соединения вторичных обмоток и нагрузок
|
А
|
|
|
|
|
В
|
|
|
|
|
С
|
|
|
|
|
3. Результаты измерений
Обозначение
фазы
|
Измеренное
значение
|
Вторичная
нагрузка Z, Om
|
Вторичная
нагрузка S, B·A
|
Погрешность
измерений δS, %
|
U, B
|
I, A
|
А
|
|
|
|
|
|
В
|
|
|
|
|
|
С
|
|
|
|
|
|
4. Использованные
средства измерений:
Тип _______________, № _____________,
св-во о поверке № _________________
действ. до ________________
Тип _______________,
№ _____________, св-во о поверке № _________________
действ. до ________________
Тип _______________,
№ _____________, св-во о поверке № _________________
действ. до ________________
5. Условия выполнения
измерений
Температура окружающего воздуха:
______________________________________
Относительная влажность воздуха:
_______________________________________
6. Заключение
Фактическая мощность нагрузки
_________________________________________
(соответствует, не соответствует ГОСТ 7746;
____________________________________________________________________
ТТ
перегружен, недогружен (указать фазы))
Измерения выполнили:
________________________ ( )
________________________ ( )
Протокол проверил ________________________ ( )
|
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. ПОТ Р М-016-2001 «Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при
эксплуатации электроустановок»;
3. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. - М.: НЦ
ЭНАС, 2007;
4. 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);
5. РД 34.09.101-94.
Типовая инструкция по учету электроэнергии при ее производстве, передаче и
распределении;
6. Техническое обслуживание измерительных
трансформаторов тока и напряжения. Сост. Ф.Д. Кузнецов; под ред. Б.А.
Алексеева. Москва, Изд-во НЦ ЭНАС, 2004;
7. РД
153-34.0-35.301-2002. Инструкция по проверке трансформаторов тока,
используемых в схемах релейной защиты и измерения;
8. РД
34.20.501-95. Правила технической эксплуатации электрических станций и
сетей РФ;
9. РД
153-34.0-03.150-00. Межотраслевые правила по охране труда (правила
безопасности) при эксплуатации электроустановок. ПОТ
Р М-016-2001.