Новые возможности измерительных трансформаторов тока 6-35 кВ производства

Необходимость создания высокоточных измерительных трансформаторов тока назревала давно, а с возможностью приобретать электроэнергию на оптовом рынке и необходимостью ее коммерческого учета согласно требованиям НП АТС, особенно. Однако, небольшой выбор отечественных трансформаторов с узким диапазоном фиксированных характеристик не покрывал разнообразные требования потребителей, выходящих на оптовый рынок электроэнергии и мощности.
С 2003 года  ООО «Электрощит-К» производит литые измерительные трансформаторы тока 6-35 кВ марок ТЛО и ТЛП по технологии компании KWK Messwandler Германия.
Трансформаторы  ТЛО-10, 24, 35 и ТЛП-10 имеют ряд преимуществ:
1. Важным достоинством трансформаторов ТЛО-10 является возможность изготовления этих изделий с 3-мя обмотками в габаритах 2-х обмоточного трансформатора, также возможно изготовление до 4-х обмоток в увеличенном габарите.
2. Трансформаторы ТЛО и ТЛП-10 могут изготавливаться с различными коэффициентами трансформации на измерительных и защитных обмотках, в соотношении 1:2, 1:3, что очень важно при замене существующих трансформаторов тока, включенных в схемы  дифференциальной защиты силовых трансформаторов и увеличения точности измерений при небольших нагрузках.
З. Трансформаторы ТЛО и ТЛП-10 изготавливаются с различной величиной вторичной нагрузки, что позволяет обеспечить требование ГОСТ-7746 раздел 6.4.
4. Трансформаторы имеют прозрачную защитную пластмассовую крышку,  предназначенную для закрытия и пломбирования выводов измерительной обмотки.
5. Возможность изготовления трансформаторов с переключением по первичной обмотке. Это очень важно для объектов, где в дальнейшем предусмотрено изменение мощностей.
6. При этом уменьшена, но сравнению с российскими аналогами, ширина и масса, что дает определенные преимущества при их установке в ячейки КРУ, КСО не только старых типов, но и в новые КРУ, КСО уменьшенных габаритов и т.д.
7. Одним из определяющих параметров является уровень частичных разрядов (ЧР) изоляции первичной обмотки. Трансформаторы имеют уровень ЧР не более 5 пКл при напряжении 7, 62 кВ, а испытательное напряжение составляет 42 кВ, как для фарфоровой изоляции. При этом на заводе проверяются на ЧР все трансформаторы.
8. Трансформаторы ТЛО-10 имеют исполнения с односекундным током термической стойкости 40 кА, начиная с первичного тока 100 А и 5 кА, начиная с первичного тока 20 А при сохранении габаритных размеров.
9. На панели вторичных выводов трансформатора с двумя вторичными обмотками предусмотрен вывод заземления, к которому может крепиться «экран».
10. Для повышения точности учета энергии трансформаторы изготавливаются в различном сочетании класса точности и номинальной вторичной нагрузки. Это особенно актуально при использовании электронных счетчиков, имеющих значительно меньшую индуктивность и сопротивление токовой обмотки, что повышает точность измерений.
11. Трансформаторы ТЛО-10, ТЛП-10 с тремя вторичными обмотками могут быть использованы в системах АИИС КУЭ без конструктивных изменений ранее установленных ячеек КРУ 6-10 кВ.
Изготавливаемые трансформаторы в исполнении для АЭС отвечают требованиям Федеральной службы по экологическому технологическому и атомному надзору, особенно в части вопросов по токам термической и электростойкости.
На сегодняшний день наша продукция особенно востребована при реализации проектов АИСКУЭ.
Автоматизированная информационная измерительная система  коммерческого и технического учета электроэнергии и мощностей (АИИС КУЭ)  представляет собой сочетание современных средств измерения – измерительных  трансформаторов тока и напряжения, счетчиков, вычислительной техники, программного обеспечения, средств приема, обработки и передачи информации. Важной особенностью АИИС КУЭ является то, что она дает возможность покупать на оптовом рынке электроэнергии и мощностей (НО-РЭМ). Учитывая постоянный рост стоимости  электроэнергии, важно отметить, что современные системы измерения и контроля позволяют потребителям сэкономить серьезные финансовые ресурсы.
Наличие АИИС КУЭ позволяет реализовать следующие основные преимущества: во-первых, влиять на потребление электроэнергии в периоды суточных пиковых и полупиковых нагрузок и реально снизить оплату за потребляемую мощность; во-вторых, исключить прямое хищение, в-третьих,  навести порядок в собственном потреблении.
Наиболее массовыми точками расчета за отпущенную и полученную электроэнергию являются присоединения 6-10 кВ, где, на границе балансовой принадлежности потребителя и поставщика электроэнергии, устанавливаются расчетные счетчики коммерческого учета, присоединенные к трансформаторам тока и напряжения.
Поскольку трансформаторов тока на 6-10 кВ в измерительных системах в 2-3 раза больше, чем счетчиков и трансформаторов напряжения, важным показателем качества измерительных систем является правильный подбор измерительных трансформаторов тока, иначе, даже после создания АИИС КУЭ, потребители имеют потери от погрешности элементов, а не экономию средств.
Измерительные трансформаторы тока с обмоткой класса точности 0, 2S  в совокупности с измерительными трансформаторами напряжения 0, 2 и счетчиками класса точности 0, 2S они обеспечивают точность измерения, т.е. экономию средств, начиная с 0, 5% от номинального тока. 
Трансформаторы ТЛО-0, 2S и ТЛП-0, 2S имеют погрешность измерения в 2, 5 раза меньше, чем трансформаторы с классом точности 0, 5S, не говоря уже о трансформаторах с классом точности 0, 5.
Рассмотрим основные ошибки и заблуждения при создании системы АИИС КУЭ:
Потребитель считает, что, заменив индукционные счетчики на микропроцессорные без замены трансформаторов тока, будет достигнута необходимая точность учета.
Но при этом:
1. Коэффициенты трансформации трансформаторов 6-35 кВ выбираются с завышенными параметрами из-за низкой термической и электродинамической стойкости к токам короткого замыкания, исходя из проектной мощности электроустановок. Оставляемые без замены трансформаторы 6-35 кВ, хотя и проверенные для коммерческого учета, зачастую не проверяются не термическую и электродинамическую стойкость из-за увеличившейся мощности энергосистемы, строительства новых линий. Поэтому при эксплуатации трансформаторы находятся в условиях, при которых погрешности выходят за пределы допустимых ГОСТ 7746-2001.
2. Нижний предел нормированной погрешности трансформатора тока с классом точности 0, 5 при 5% номинального тока составляет 1, 5%. В совокупности с погрешностями измерений трансформаторов напряжения и счетчиков общая погрешность измерительного канала достигает 2, 9-3%.
З. Поверенные в классе точности 0, 5 трансформаторы тока 6-35 кВ, из-за близкого расположения  к счетчикам и резкого уменьшения вторичной нагрузки обмотки класса точности 0, 5 при замене индукционного счетчика на микропроцессорный (до 0, 015 ВА), не будут работать в классе точности 0, 5 при нагрузках до 20% номинального тока. Поскольку магнитопроводы обмотки  класса точности 0, 5 изготавливались из обычной электротехнической стали, имевшие высокие потери на перемагничивании, по сравнению с магнитопроводами из аморфных или специальных сплавов. Большинство установленных в прошлом столетии трансформаторов тока имели  расчетную мощность вторичной нагрузки 10 ВА и нижний предел нагрузки 3, 75 ВА (ГОСТ 7746-2001), при этом в измерительную цепь вторичной обмотки класса точности 0, 5 включались измерительные приборы и устройства. Требования НП АТС однозначно устанавливают необходимость обеспечения отдельной измерительной обмотки только для коммерческого учета, совместное включение счетчиков и устройств недопустимо при различном рынке электроэнергии. Исключение из цепи вторичной обмотки класса 0, 5 мощностью 10 ВА нагрузки приборов и устройств, приводит к уменьшению вторичной нагрузки менее нижнего предела, и токовая погрешность выходит за верхний предел допускаемой ГОСТом погрешности. Высокая точность измерений потребления электроэнергии не предусматривалась в типовых проектах 70-80 годов ХХ века.
Реальные условия эксплуатации измерительных трансформаторов тока были детально рассмотрены специалистами завода «Электрощит-К» и, в результате, на основе технических решений и использования импортных материалов изоляции и магнитопроводов трансформаторов ТЛО-10 были созданы трансформаторы тока ТЛО-24 и ТЛО-35, в лучшую сторону отличающиеся от трансформаторов тока, выпускаемых российскими производителями.
Отличия:
1. Трансформаторы тока, кроме измерительной обмотки класса точности 0, 2S, имеют одну обмотку для подключения устройств защиты класса 5Р или 10Р и одну обмотку класса точности 0, 5 для подключения измерительных приборов (амперметров, вольтметров, ФНП и др.).
2. Диапазон измерения первичных токов в заданном классе точности 0, 2S или 0, 5S составляет от 5 до 2500 А.
2.1. Номинальный первичный ток трансформатора тока ТЛК-35 измеряет от 150 А, что ограничивает область его применения. Трансформатор ТЛО-24 и ТЛО-35 обеспечивают измерение первичного тока во всем диапазоне реальных нагрузок потребителей на напряжение 35 кВ.
2.2 Трансформаторы ТЛО-24 и ТЛО-35 могут изготавливаться в одном корпусе с различными коэффициентами коммерческой обмотки 0, 2S и защитных обмоток (при гарантированной термической стойкости) в соотношении 1:2 или 1:3, с различными вторичными токами коммерческой и защитных обмоток 1 А и 5 А, широким диапазоном мощности каждой из трех вторичных обмоток от 1 ВА до 30 ВА. 
2.3. Трансформаторы ТЛО-24 и ТЛО-35 могут изготавливаться с разным коэффициентом трансформации первичного тока в соотношении 1:2, с возможностью  механического переключения, позволяющей увеличить коэффициент трансформации. Например, с 300 А/5 А до 600/5 А при увеличении потребляемой мощности потребителя.
2.4. Могут изготавливаться трансформаторы ТЛО-24 и ТЛО-35 с расширенным диапазоном измерения коммерческой обмотки от 0, 5% до 200% номинального первичного тока.
3. Гибкий диапазон номинальных вторичных нагрузок от 1 ВА до 30 ВА, в отличие от фиксированных величин нагрузки отечественных трансформаторов тока. Эта характеристика позволяет максимально согласовать нагрузку трансформатора в цепи.
3.1. Номинальный класс точности 0, 2S; 0, 5S поддерживается и при нагрузках вторичной обмотки менее нижнего предела, определяемого ГОСТ 7746-2001, близкое к нулю. Это означает, что благодаря этой возможности счетчики электроэнергии могут устанавливаться в непосредственной близости от трансформаторов тока без расчета сопротивления соединительных проводов, без опасения выйти за нижний предел  допускаемой нагрузки.
4. Высокие характеристики уровня изоляции класса «б» позволяют испытывать трансформаторы ТЛО-24 и ТЛО-35 в составе комплектных распределительных устройств, как имеющих фарфоровую изоляцию. 
Трансформаторы ТЛО-24 и ТЛО-35 обеспечивают любые требования потребителя при создании системы коммерческого учета. Кроме того, трансформаторы ТЛО-24 будут весьма востребованы при переводе  городских сетей крупных городов на напряжение 20 кВ.
На практике, в настоящее время выбор измерительных трансформаторов в основном сводится к подбору из серийно выпускаемых тех, которые по своим номинальным параметрам лежат наиболее близко к требуемым. Такой подход достаточно прост, однако не всегда позволяет произвести правильно выбор и очень часто может привести к увеличению погрешности измерений. Рассмотрим и проанализируем некоторые подобные случаи:
Случай 1. Для коммерческого учета требуется опорный трансформатор тока на малый первичный ток (напр. 50 А) с высоким значением тока термической стойкости (31, 5 КА). Среди серийно выпускаемых трансформаторов подобных нет, поскольку обычные опорные трансформаторы на малые первичные токи имеют малые значения токов термической стойкости. Проектировщики выбирают из серийных  трансформаторов тот, который обеспечивает необходимый ток термической стойкости и имеет при этом минимальный первичный ток. В частности, для нашего примера — это трансформатор на 300 А с классом точности 0, 5. Согласно ГОСТ, этот трансформатор должен обеспечивать точность измерении в пределах от 5% и до 120% номинального первичного тока, т.е от 15 А и до 360 А, и следовательно его можно использовать для измерений на 50 А. Так ли это? Во-первых, трансформатор тока на 300 А при 50 А первичного тока по ГОСТ допускает ошибку от ±0, 75% до ±1, 5%, что значительно выше чем ошибка, которая допускается для трансформатора с номинальным значением первичного тока 50 А -  это ±0, 5%. Во-вторых, для трансформатора на 50 А нижний предел первичного тока равен 2, 5 А вместо 15 А для трансформатора на 300 А. Таким образом, используя трансформатор на 300 А, мы увеличили погрешность измерений и повысили допускаемый нижний предел первичного тока.
Случай 2. Нужен измерительный трансформатор тока с определенным коэффициентом безопасности прибора, чтобы одновременно с измерением обеспечить защиту измерительных приборов в случае короткого замыкания в первичной цепи. На практике требуемые значения коэффициента безопасности прибора обычно равны 5 или 10, а серийные трансформаторы часто имеют значения более 10. По Вашему требованию мы можем подобрать коэффициент безопасности для обмотки измерения и предельную кратность обмотки защиты, которые позволят ограничить ток в соответствующих обмотках, тем самым сэкономить на дополнительной защите. Серийные трансформаторы  не позволяют в полной мере использовать преимущества трансформаторов с заданными значениями коэффициента безопасности прибора. Можно привести еще целый ряд других случаев, когда использование серийных трансформаторов с определенными, уже заранее установленными номинальными параметрами, приводит как к увеличению погрешности измерений, так и значительному удорожанию всей системы измерения и защиты.
Так же хочется отметить, что, применяя трансформаторы тока ТЛО и ТЛП класса точности 0, 2S, потребитель обеспечивает не только точное измерение потребленной электроэнергии (мощности), но и получает высокий коэффициент качества своей АИИС КУЭ, что избавит от дополнительных расходов при распределении небаланса электроэнергии поставщика на оптовом рынке.






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.