ОБОРУДОВАНИЕ СТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ

Измеритель потери напряжения во вторичной цепи трансформатора напряжения

Шинкаренко Г. В., êàíä.òåõí.íàóê

Донбасская электроэнергетическая система

В процессе эксплуатации возможно увеличе- ние нагрузки трансформатора напряжения (ТН) и возрастание сопротивления его вторичных цепей, вызываемое окислением и ослаблением прижимных усилий контактных соединений. Это приводит к росту потери напряжения

				(1)
		U |U òí | |U ñ |,
		– напряжения на ТН и счетчике.
ãäå Uòí	è Uñ

Для счетчиков технического учета (СТУ) потеря напряжения должна составлять не более 1,5% номинального напряжения Uíîì [1] – линейного или фазного в зависимости от схемы подключе- ния. Для расчетных счетчиков (РС) должно выполняться условие, когда U 0,0025Uíîì. Жесткие требования, предъявляемые к вторичным цепям ТН, где установлены СТУ и РС, требуют периоди- ческих измерений U.

После реформирования энергетики Украины и разделения производственных энергетических объединений на энергоснабжающие, энергогенерирующие и энерготранспортирующую (НЭК Укрэнерго) компании появилась необходимость взаиморасчетов за переданную и принятую электроэнергию. При этом во многих случаях счетчики технического учета, предназначавшиеся для оценки перетоков электроэнергии внутри энергообъединений, превратились по своей сути в расчетные счетчики перетоков между энергокомпаниями. Разные требования к вторичным цепям ТН вызвали необходимость в точных измерениях U для СТУ, переводимых в разряд расчетных счетчиков.

При больших расстояниях от ТН до места установки счетчиков (сотни метров) в [2] рекомендуется проводить расчет потери напряжения при допущении, что сопротивление кабеля является чисто активным. Расчет достаточно громоздкий. Он требует знания длины кабеля, которая во многих случаях неизвестна, и сечения его жил. Кроме того, необходимо измерять модули и фазы токов, протекающих по жилам. Расчет не выявляет изменения сопротивлений контактных соединений, не учитывает падения напряжения в разветвленных

вторичных цепях ТН внутри релейного зала подстанции, где устанавливаются счетчики.

Потеря напряжения легко определяется, если проведено измерение падения напряжения

U ïàä U òí U ñ .

Схема непосредственного измерения отдельных составляющих падения напряжения во вторичных цепях ТН Uïàä, предлагаемая в [2], показана на ðèñ. 1, à. Для ее использования требуются одножильный измерительный кабель и вольтметр. Вольтметр размещается непосредственно около счетчика с сопротивлением Zñ и подключается к нему своей клеммой. Другая клемма вольтметра через измерительный кабель, проложенный по территории ОРУ, соединяется со вторичной обмоткой ТН. Определение U разбивается на несколько этапов:

измерение падения напряжения на прямом

(фазном) проводе между счетчиком и ТН Uèçì.ï; измерение падения напряжения на возвратном

(нулевом или другой фазы) проводе между счетчи- ком и ТН Uèçì.â;

измерение углов ï è â векторов напряжений Uèçì.ï è Uèçì.â относительно вектора напряжения на счетчике Uñ , направление которого принимается за начало отсчета;

определение вектора суммарного падения напряжения

U ïàä U ïàä exp( j ) U èçì.ï exp( j ï ) U èçì.âexp( j â),

		;
где – угол между векторами Uïàä	è Uñ
определение потери напряжения по прибли-
женной формуле [2]
U U ïð U ïàä cos .		(2)

Такой многоэтапный расчет неизбежно приводит к появлению большой погрешности U. Кроме того, паразитными электромагнитными потоками в обоих контурах измерения (на прямом и возвратном проводах) наводятся ЭДС помехи, уровень которых может в несколько раз превышать истинные значения Uèçì.ï è Uèçì.â. Это объясняется

68

2003, ¹ 9

тем, что трасса временной прокладки измерительного кабеля по территории ОРУ не совпадает с трассой стационарной прокладки кабеля ТН, как это показано на ðèñ. 1, à. Образующаяся площадь измерения падения напряжения на возвратном проводе пронизывается паразитным магнитным потоком 3 èçì.â промышленной частоты, который наводит ЭДС помехи Eèçì.â. При измерении падения напряжения на прямом проводе имеется соот-

	. При идеальных измере-
ветственно 3 èçì.ï è Eèçì.ï

ниях при суммировании результирующих падений

напряжений Uèçì.ï è Uèçì.â на прямом и возврат-

ном проводах ЭДС помехи Eèçì.ï è Eèçì.â должна взаимно компенсироваться, что будет показано да-

лее. Однако на самом деле из-за погрешностей из-

мерения модулей и углов Uèçì.ï è Uèçì.â полной компенсации не происходит, что приводит к до-

полнительной погрешности U.

Существенно меньший уровень помех наблюдается в тех ограниченных случаях, применяемых на практике, когда имеется возможность вместо измерительного кабеля использовать свободную жилу кабеля ТН (ðèñ. 1, á ), трасса которой совпадает с трассами прямого и возвратного проводов. Площадь измерения получается минимальной и определяется только длиной кабеля ТН и расстоянием внутри кабеля между свободной жилой и прямым или возвратным проводом. Поэтому наводимые ЭДС помехи существенно меньше, чем в случае ðèñ. 1, à. Однако и здесь многоэтапность расчета и наличие площади измерения приводят к появлению погрешности U, хотя и меньшей, чем при использовании измерительного кабеля, но все же неприемлемой при оценке допустимости использования вторичной цепи ТН для установки счет- чиков.

Практически полное отсутствие ЭДС помехи наблюдается в схеме ðèñ. 1, â, применявшейся в опытном порядке в Донбасской электроэнергети- ческой системе. Ее особенностью являлось использование измерительных преобразователей “переменное напряжение – постоянный ток” типа Е855-М1(Ц), имеющих предел допускаемой основной погрешности 4 0,5%, с дополнительно включаемыми на выходе переменными резисторами для получения пропорционального напряжения и его регулировки. Между регулируемыми выходами преобразователей Ïòí è Ïñ включается вольтметр V. Преобразователи и вольтметр располагаются рядом со счетчиком, причем входы Ïñ подключаются к счетчику, а входы Ïòí через двухжильный витой измерительный кабель – к фазному или линейному напряжению ТН. Непосредственно перед определением U âõîä Ïòí переклю- чается параллельно входу Ïñ (или наоборот) и с помощью переменного резистора калибруется так, чтобы показания вольтметра стали равными нулю. После этого Ïòí снова подключается к измеритель-

Прямой провод

Возвратный провод 3 èçì.â

Zc

V

ÒÍ

Одножильный

измерительный

кабель

à)

3 èçì.â

Zc

Свободная жила кабеля ТН

V

ÒÍ

á)

Zc

		Двухжильный витой	ÒÍ
		измерительный кабель
Ïñ	V	Ïòí

â)

4 + ,+ 3 9 5

3 5 $

Zñ – сопротивление счетчика; V – вольтметр; Ïñ – вход преобразователя, подключаемый к счетчику; Ïòí – вход преобразователя, подключаемый к ТН

ному кабелю и вольтметром измеряется напряжение Uï. Тогда

U = kñUï,

ãäå kñ – коэффициент преобразования преобразователя Ïñ, который устанавливается резистором на его выходе.

Недостатком схемы ðèñ. 1, â является существенная погрешность (без предварительной калибровки Ïòí она была бы еще больше), принципиально возникающая при реализации выражения (1) из-за того, что |Uòí| è |Uñ| на два и более порядка превышают U. Например, для обеспечения 10%- ной погрешности измерения при граничном значе- нии U = 0,0025Uíîì необходимо, чтобы преобразователь, используемый в промышленных условиях, давал погрешность на уровне 0,025%, что технически осуществить достаточно сложно. Коме того, появляется дополнительная погрешность, возникающая из-за того, что Ïòí, имеющий конкретное входное сопротивление, после калибровки переключается снова на измерительный кабель, который по сравнению с кабелем ТН имеет значи- тельно большее сопротивление и для Ïòí создает дополнительное падение напряжения.

2003, ¹ 9

69

èçì.â.

èçì.ï

Zí

·

·

·

·

3 í

Uï2

ÅÔê2

Uï1

ÅÔê1

ÒÍ

3 ê2

·

3

3 ê1

Zï2

Zï1

·

·

·

Uï2

Uï1

·

II

I

ÒÍ

Uñ

Zñ

·

·

·

U

òí

·

Uâ1

ÅÔí

Uâ2

Uñ

Zñ

Zï2

Zï1

Uòí

2

·

·

1

Uâ1

Uâ2

Zâ1

·

Zâ2

IV

·

·

III

Zâ1

Zâ2

Eèçì.â

·

Uèçì.ï

Uèçì.â

3 èçì.ï, 3 èçì.â

4

·

Eèçì.ï

V

Uèçì.â

ÒÍ1

VI

5

V

+

! 8 9

·

ÒÍ2

JB

Uèçì.ï

В настоящее время в Донбасской электротехнической системе разработано и используется устройство определения U на основе прямого не-

посредственного измерения Uïàä , что ликвидирует многоэтапность измерений в схеме ðèñ. 1, à и устраняет недостатки схемы ðèñ. 1, â. В устройстве осуществлена практически полная компенсация ЭДС помехи в измерительном кабеле.

Рассмотрим произвольную двухпроводную электрическую цепь, соединяющую вторичную обмотку трансформатора напряжения ТН (ðèñ. 2), нагрузку Zí и счетчик с сопротивлением Zñ. Электрическая цепь содержит три трехмерных произвольных контура (1, 2 è 3) с прямым проводом и сопротивлениями Zï1 è Zï2, возвратным проводом и сопротивлениями Zâ1 è Zâ2 и проводом с нагрузкой Zí. Эти контуры пронизываются магнитными потоками промышленной частоты, создаваемыми токами, протекающими по проводам шин, линий, кабелей и обмоткам силовых трансформаторов, 3 ê1,

3 ê2 è 3 í.

Падение напряжения на счетчике складывается из падений напряжения на прямом проводе электрической цепи и возвратном. Поэтому для измерения падения напряжения на счетчике предлагается использовать одновременно два измерительных контура (прямой 4 и возвратный 5 ), образованных двумя витыми проводами в одном измерительном кабеле. Эти контуры пронизываются магнитными

потоками 3 èçì.ï è 3 èçâ.â. Прямой контур состоит из проводов I, II è VI, а возвратный – из III, IV è V.

Если пренебречь магнитным потоком, пронизывающим малую площадь контура, образованного двумя проводами в измерительном кабеле, то

3 èçì.ï = 3 èçì.â + 3 ê1 + 3 ê2.

Для трехмерных контуров на ðèñ. 2 можно использовать схему замещения, показанную на ðèñ. 3, ãäå ÝÄÑ E3ê1, E3ê2 è E3í наводятся магнитными потоками 3 ê1, 3 ê2 è 3 í.  ñâîþ î÷å-

% 4

ðåäü ÝÄÑ Eèçì.â вызывается магнитным потоком 3 èçì.â в контуре 4, образованном проводами III, IV

èV. Так как оба провода измерительного кабеля V

èVI расположены рядом друг с другом и образуют витую пару, а расстояния между клеммами счетчи- ка и между клеммами вторичной обмотки ТН несоизмеримо малы по сравнению с длиной этого

кабеля, то ЭДС E , наводимая в контуре 5, образованном проводами III, IV è VI, равна E Падения напряжений на сопротивлениях участков

										,
электрической цепи ðèñ. 3 обозначены Uï1,									Uï2
			. Напряжение на зажимах ТН
Uâ1, Uâ2		, Uñ
	U òí Eôê1 U ï1 E3ê2 U ï2 U â1						U	â2 U ñ .
	Следовательно,
			U	ñ U	òí U ïàä ,
ãäå
	U ïàä E3ê1 U ï1 E3ê2 U ï2 U â1							U â2.
	Напряжение, измеряемое на прямом проводе
вторичной цепи ТН
	U	èçì.ï U ï1 U ï2 E3ê1				E3ê2	Eèçì.ï ,
	и на возвратном проводе
			U èçì.â	U â1	U â2	Eèçì.â.
	Если рассмотреть сумму напряжений
			U èçì	U èçì.â U èçì.ï ,
то можно убедиться, что
				U ïàä	U èçì ,
						взаимно компенси-
т.е. ЭДС помехи Eèçì.ï è Eèçì.â

руются.

70

2003, ¹ 9

· ·

Uïàä = Uèçì.â

·

Uòí

·

Uñ

0 ) " JB

Напряжение на счетчике зависит не только от падений напряжения на элементах вторичной цепи

ÒÍ Uï1, Uï2 è Uâ1, Uâ2, íî è îò ÝÄÑ E3ê1 è E3ê2, наводимых магнитными потоками в этой цепи. Та-

кие ЭДС существуют независимо от наличия или отсутствия измерительного кабеля и влияют на показания счетчика.

Для того, чтобы определить U при измеренном значении Uïàä, необходимо дополнительно

определить угол между векторами

è

Uñ

Uïàä

(ðèñ. 4). Тогда

U U 2

U 2

2U U

ïàä

cos U

ñ

.

(3)

ñ

ïàä

ñ

Äëÿ

практических

измерений,

когда

0,9Uíîì Uñ 1,1Uíîì,

ñ

достаточной

степенью

точности можно пользоваться формулой

U U

íîì

(U

íîì

2U

ïàä

cos ) U 2

U

íîì

,

(4)

ïàä

полученной из выражения (3) при подстановке вместо Uñ напряжения Uíîì.

Ïðè Uïàä* = Uïàä/Uíîì 0,02 следует применять приближенную формулу (2), получаемую из выра-

жения (3) после преобразований и отбрасывания малых величин.

Оценим уровень погрешности, который дает эта формула с помощью выражения

5 | U * | | U ïð* | 100% ,

U ïàä*

ãäå U* = U/Uíîì è Uïð* = Uïð/Uíîì.

Íà ðèñ. 5 представлены результаты расчета 5

при разных значениях угла и Uïàä*. Расчеты показывают, что максимальная погрешность измере-

ния с помощью выражения (2) получается	ïðè
= 90° и она не превышает 20 мВ	ïðè

Uíîì = 100 В, что приемлемо при допустимой потере напряжения, равной 0,25 В.

Схема измерения величин, входящих в формулы (2) или (3), может выглядеть так, как это представлено на ðèñ. 3. Суммирование напряжений

		осуществляется с помощью проме-
Uèçì.â	è Uèçì.ï

жуточных трансформаторов напряжения ÒÍ1 è

5,		%	Uïàä* = 0,02
1,0
0,8				0,01
0,6
0,4				0,005
0,2			Uïàä* = 0,025
			90	120	150	180
0,0
						, ãðàä
30			60
–0,2
–0,4
–0,6
–0,8
–1,0

1 x

ÒÍ2. Значение напряжения Uïàä определяется вольтметром V. Угол измеряется фазометром +.

Принципиальная электрическая схема ИПН (конструкция ИПН разработана при участии инж. Г. Н. Довбни) показана на ðèñ. 6. Трансформаторы ÒÍ1 è ÒÍ2 имеют коэффициент трансформации, равный единице, содержат пермаллоевые магнитопроводы и рассчитаны на максимальное входное напряжение, равное 5 В. В цепях первичных обмоток установлены предохранители Ï1 è Ï2, которые служат для защиты ИПН в случае ошибочной подачи на первичные обмотки ÒÍ1 è ÒÍ2 фазного или линейного напряжения вторичных обмоток ТН. Предохранитель Ï3 предназначен для защиты трансформаторов ÒÍ3. Первичные обмотки ÒÍ1 è ÒÍ2 присоединены к входным клеммам Ñ÷ è ÒÍ, к которым подается соответственно напряжение со стороны счетчика Uñ и измерительного кабеля,

подключенного к ТН, Uòí.

К клеммам, обозначенным знаком *, присоединяется фазный провод со стороны счетчика и провод измерительного кабеля, подключенный к аналогичной фазе вторичной обмотки ТН. К клеммам без указанного знака присоединяется нулевой провод со стороны счетчика и измерительного кабеля, если измеряется падение напряжения в фазном контуре “фаза – ноль”, или провод другой фазы, если измеряется падение напряжения в линейном контуре “фаза – фаза”. Вторичные обмотки вклю- чены последовательно-согласно и присоединены к клеммам Выход, к которым в процессе измерений присоединяется внешний вольтметр.

Узел “ ”, который вместе с микроамперметром А служит для измерения угла , включает в себя два формирователя прямоугольных импульсов, состоящих из операционных усилителей. Формирователи выдают импульсы положительной и отрицательной полярности, совпадающие по знаку, длительности и фазе с напряжениями Uñ è Uïàä. При = 0 импульсы обоих формирователей совпадают по фазе. При этом среднее значение тока на

2003, ¹ 9

71

		«Выход»
«Ошибка»	Ä6	«Земля»

«Измерение»

R3

			Ï2 ÒÍ1
	S2.1	S1		« »
	«ÒÍ»		«Контроль»
				A
			R5

«Контроль»

ÒÍ2

S2.2 Ä5

«Ошибка»

Ä4

R4

Ï3

«Ñ÷»

Ï1

ÒÍ3

: 8 78B

выходе узла “ ” равно нулю. При возрастании от 0 до 180° среднее значение тока увеличивается до максимального значения, соответствующего предельному показанию микроамперметра, шкала которого проградуирована в электрических градусах.

Светодиоды Ä4 è Ä6 “Ошибка” с балластными резисторами R3 è R4 и кнопка S2 “Измерение” предусмотрены для исключения неправильного подключения напряжений Uñ è Uòí к клеммам Ñ÷ è ÒÍ. Если изменить полярность включения Uñ è Uòí, то к одноименным клеммам ÒÍ è Ñ÷ будет подано не падение напряжения во вторичных цепях ТН, а фазное или линейное напряжение ТН. В этом случае через балластные резисторы R3 è R4 будет протекать ток, достаточный для нормального свечения светодиодов Ä4 è Ä6 “Ошибка”, но не опасный для трансформаторов ÒÍ1 è ÒÍ2. При правильной полярности включения на одноименных клеммах ÒÍ è Ñ÷ появляются напряжения, не превышающие 5 В. Эти напряжения недостаточны для нормального свечения светодиодов Ä4 è Ä6 “Ошибка”. В таком случае нажимается кнопка S2 “Измерение” и напряжение от клемм ÒÍ, минуя светодиоды Ä4 è Ä6 и балластные резисторы R3 è R4, попадает на трансформаторы ÒÍ1 è ÒÍ2.

В ИПН предусмотрен контроль целости предохранителей Ï1, Ï2 è Ï3. Для этой цели служит цепочка, включающая в себя светодиод Ä5 “Контроль”, балластный резистор R5 и кнопку S1 “Контроль”. Эта цепочка будет работать правильно, если напряжение, в первую очередь, будет подаваться на клеммы Ñ÷. Тогда при нажатии кнопки S1 светодиод Ä5 “Контроль” будет светиться только в том случае, если все предохранители Ï1, Ï2 è Ï3 не имеют обрывов.

Измерительный кабель содержит экран. Шаг скрутки проводов кабеля составляет 25 мм. Про-

	~1,5Â
	ÈÏÍ
ÒÍ	Ñ÷
	Выход
	V
= 4 *

вод, соединяемый при измерениях одним концом с фазой вторичной обмотки ÒÍ, а другим – с клеммой ÒÍ ИПН, отмеченной знаком *, маркируется с обеих сторон. Клеммы Ñ÷ ИПН присоединяются к счетчику двумя витыми проводами длиной не более 2 м и шагом скрутки не более 25 мм (короткая измерительная цепь). Один из проводов короткой измерительной цепи маркируется с обеих сторон.

Технические параметры ИПН приведены далее.

	Максимально допустимые напряжения по	~ 110
	входам, В
	Максимально допустимое падение	5
	напряжения, не выводящее ИПН из строя, В
	Диапазон измеряемых падений напряжения, В	~ 0,05 1,5
	Диапазон измеряемых электрических углов,	0 |180|
	ãðàä
	Предел допускаемой относительной погреш-	4 2,5
	ности по напряжению, %
	Предел допускаемой приведенной к 180° уг-	4 2,5
	ловой погрешности, %
	Входное сопротивление вольтметра,
	подключаемого к выходу, используемому для	100
	измерения модуля падения напряжения, кОм,
	не менее
	Входные сопротивления прибора по цепям
	подключения к прямому и возвратному	400
	проводам вторичной цепи при 50 Гц, Ом,
	не менее
	Входное сопротивление по входу подключения
	конца вторичной цепи ТН (клеммы счетчика)
	при 50 Гц, кОм, не менее:
	при нажатой контрольной кнопке	50
	при отжатой контрольной кнопке	150
	Входное сопротивление по входу
	подключения начала вторичной цепи ТН
	(клеммы ТН) при нажатой кнопке,	150
	включающей цепи измерения, при 50 Гц,
	кОм, не менее
	Напряжение питания, В	~ 200 240
	Потребляемая мощность по цепи питания,	11
	Â À
	Размеры, мм	300 160 180
	Масса, кг	5,4

Порядок работы с ИПН следующий. Измерительный кабель разматывается по открытому распределительному устройству от ТН до помещения оперативного пункта управления подстанции, где

72

2003, ¹ 9

R1 1 Îì			R2	+
		ÈÏÍ		R1	Ì
~0,05 –1,5  V2	ÒÍ	Ñ÷		ÈÏÍ	+
		Выход	T	ÒÍ	Ñ÷ ~100 Â
R2 1 Îì
				Выход
			R2 = 50 100 Îì
		V1	R1 2 Îì
				~0,05 – 1,5 Â
				V
. 4 " 2			> 4 "
,			" 2 78B

расположены счетчики. Клеммы Ñ÷ ИПН соединяются с концами проводов короткой измерительной цепи, причем, клемма Ñ÷, отмеченная знаком*, соединяется с маркированным концом провода. Маркированный конец измерительного кабеля подключается к клемме ИПН ÒÍ, отмеченной знаком *, а второй конец – к другой клемме. Клемма ИПН “Земля” соединяется с экраном измерительного кабеля и контуром заземления. Начало маркированного провода короткой измерительной цепи соединяется с фазой A (B, C ) счетчика V, т.е. с концом прямого провода вторичной цепи ТН. Начало другого провода короткой измерительной цепи соединяется с проводом 0 счетчика V или фазой B (C, A ), т.е. с концом возвратного провода вторичной цепи ТН. Нажимается кнопка “Контроль”. При целых предохранителях Ï1, Ï2 è Ï3 зажигается светодиод Ä5 “Контроль”. После этого начало маркированного провода измерительного кабеля подключается к выбранной фазе вторичной обмотки ТН A (B, C ), т.е. к началу прямого провода вторичной цепи ТН, а начало другого провода кабеля – к клемме 0 или к фазе B (C, A ), т.е. к нача- лу возвратного провода вторичной цепи ТН.

При правильном подключении проводов светодиоды “Ошибка” не должны светиться. Если светится один из них (верхний, соответствующий знаку *, или нижний), то это означает, что к соответствующим одноименным клеммам Ñ÷ è ÒÍ (отмеченным знаком * или без него) ошибочно присоединены разные фазы. Одновременное свечение двух светодиодов “Ошибка” свидетельствует о том, что произошла ошибка в полярности подклю- чения напряжений со стороны счетчика и измерительного кабеля (Uñ è Uòí) или поданы совершенно разные напряжения.

Измерения проводятся в следующей последовательности. К клеммам Выход подключается вольтметр с входным сопротивлением не менее 100 кОм. Нажимается кнопка “Измерение” (категорически запрещается нажимать эту кнопку при светящихся светодиодах “Ошибка”). Снимаются показания вольтметра, измеряющего падение напряжения Uïàä, и микроамперметра, дающего зна-

чение угла . Рассчитывается потеря напряжения по формуле (4) или (2).

Перед проведением измерений целесообразно сделать контрольный опыт, при котором концы проводов измерительного кабеля замыкаются у ÒÍ

èприсоединяются в таком состоянии к фазной клемме его вторичной обмотки. Аналогичным образом замыкаются концы проводов короткой измерительной цепи и присоединяются к соответствующей фазной клемме счетчика. В этом случае на трансформаторы ÒÍ1 è ÒÍ2 будет подаваться одно

èто же напряжение, а показания выносного вольтметра (V íà ðèñ. 3) будут близки к нулю. Этот опыт имеет принципиальное значение, так как именно он доказывает наличие практически полной компенсации электромагнитных наводок в измерительны контурах ИПН.

Перенос немаркированных концов проводов измерительного кабеля и короткой измерительной цепи с фазных клемм обмотки ТН и счетчика на рядом расположенные соответствующие нулевые клеммы практически не изменяет геометрическую конфигурацию всех электрических контуров, уча- ствующих в измерении падения напряжения, и не добавляет дополнительных наводок. Поэтому появляющееся после переноса немаркированных концов напряжение на выходе ИПН будет равно только падению напряжения во вторичной цепи ТН.

Дополнительной проверкой являются измерения, с помощью которых можно реализовать оче- видные соотношения между падениями напряжения

			;,
U ïàäAB U ïàäA0		U ïàäB0
				−	(5)
U ïàäCB U ïàäC0		U ïàäB0,		/

ãäå UïàäAB , UïàäCB – падения напряжения в линейных контурах, в которых прямой и возвратный

провода – фазные; UïàäA0, UïàäB0, UïàäC 0 – падения напряжения в фазных контурах, в которых прямой

провод фазный, а возвратный – нулевой.

 òàáë. 1 приведены результаты непосредственных измерений падений напряжения в линейных контурах и расчетов по уравнениям (5) с использованием измерений в фазных контурах. Углы

2003, ¹ 9

73

Ò à á ë è ö à	1
JB
				Измерения, В			Расчет, В
Подстанция
		UïàäA0	UïàäB0	UïàäC0	UïàäAB	UïàäCB	UïàäAB	UïàäCB
Азовская		1,34e j30°	1,25e j128°	1,36e–j60°	2,03e–j8°	2,5e–j60°	1,94e–j8°	2,61e–j56°
Черкасская		0,19e j60°	0,1e j170°	0,13e–j73°	0,24e j33°	0,19e–j55°	0,24e j37°	0,196e–j47°

векторов падений напряжения отсчитывались относительно вектора линейного напряжения между фазами A è B на счетчике. Результаты получились близкими друг к другу.

Измеритель потерь напряжения подлежит метрологической поверке. Она начинается с измерения напряжения небаланса по схеме ðèñ. 7. Клеммы ÒÍ è Ñ÷ попарно перемыкаются, причем к клеммам, отмеченные знаком *, подводится напряжение Uïàä = 1,5 В. С помощью вольтметра V, подключенного к клеммам Выход, измеряется напряжение небаланса Uèïí. Это напряжение не должно превышать 5 мВ. Далее определяется относительная погрешность по напряжению. Для этого моделируется случай, когда на прямом и возвратном проводах падения напряжения одинаковы. Клеммы Ñ÷ перемыкаются (ðèñ. 8). В качестве прямого и возвратного проводов используются переменные резисторы R1 è R2 с установленными одинаковыми сопротивлениями. К клеммам ÒÍ присоединяется источник регулируемого переменного напряжения с диапазоном 0,05 – 1,5 В, вольтметр V2. К клеммам Выход подключается вольтметр V1 класса 0,5.

Относительная погрешность по напряжению

f èïí U èïí U ïàä 100%. U ïàä

Погрешность fèïí не должна превышать 2,5%. Приведенная угловая погрешность определяет-

ся с помощью схемы ðèñ. 9. К клеммам Ñ÷ через фазорегулятор M подается переменное напряжение 100 В. К клеммам Выход присоединяется вольтметр V. Для имитации смещения фазы паде-

Ò à á ë è ö à 2

ния напряжения во вторичной цепи ТН применяется специальная схема, которая состоит из регулировочного автотрансформатора T типа ЛАТР, балластного резистора R2, фазометра + и резистора R1, моделирующего сопротивление прямого или возвратного провода. Токовые зажимы фазометра включаются последовательно с балластным резистором R2, а зажимы напряжения присоединяются к клеммам Ñ÷. Для моделирования случая, когда на возвратном проводе отсутствует падение напряжения, резистор R1 присоединяется к клеммам ÒÍ è Ñ÷, отмеченным знаком * (ðèñ. 9). Клеммы ÒÍ è Ñ÷ без такого знака объединяются перемычкой. Для имитации случая, когда отсутствует падение напряжения на прямом проводе, резистор R1 присоединяется к клеммам ÒÍ è Ñ÷ без знака *. Клеммы ÒÍ è Ñ÷ со знаком * объединяются перемычкой.

Приведенная угловая погрешность

èïí 100%, 1806

где – угол, измеряемый фазометром +; èïí – показания ИПН.

Приведенная угловая погрешность должна быть не больше 2,5%.

В Донбасской электроэнергетической системе ИПН используется в течение двух лет. Методика определения U, изложенная в [2], больше не применяется. С помощью ИПН уточнены ранее проведенные измерения, что позволило во многих случаях отказаться от решений о замене кабелей ТН. В òàáë. 2 приведены результаты измерений U

+ , 78B & # A4 84 @ !!/

				Измерения U, Â, äëÿ ôàç
Присоединение	Схема
		AB	CB		A0		B0	C0
Металлургическая-1	ÈÏÍ	0,33	0,27		–		–	–
	ОРГРЭС	0,75	0,54		–		–	–
ÀÒ-1	ÈÏÍ	–	–		0,13		0,19	0,22
	ОРГРЭС	–	–		0,48		0,35	0,7
ÀÒ-2	ÈÏÍ	–	–		0,07		0,14	0,9
	ОРГРЭС	–	–		0,44		0,33	0,7

74 2003, ¹ 9