Проверка КРУ 6-10 кВ с помощью комплекса РЕТОМ-21

Комплектное распределительное устройство (КРУ) 6-10 кВ является самым распространенным элементом энергосистемы.

В настоящее время выпускается широкая номенклатура шкафов КРУ, отличающихся друг от друга габаритами, типом встраиваемой аппаратуры, ее техническими характеристиками, а также ошиновками и конфигурацией вторичных цепей. В шкафы встраиваются выключатели высокого напряжения, штепсельные разъединители, трансформаторы тока и напряжения, предохранители высокого напряжения, разрядники, аппараты релейной защиты, приборы учета и измерения электроэнергии (рис. 1).

Проверка ячеек КРУ – трудоемкая работа, поскольку каждая ячейка содержит как первичное, так и вторичное электрооборудование, для диагностики которых применяется целый спектр оборудования: высоковольтные испытательные устройства, измерительное оборудование с высоким классом точности, источники тока и напряжения с регулируемым углом и частотой. Высоковольтные испытания представляют собой отдельный класс проверок, для проведения которых применяются специализированные высоковольтные установки.

 

 

Как применить комплекс РЕТОМ-21, выпускаемый НПП «Динамика», для проверки ячеек КРУ рассмотрим ниже.

 

1. Проверка трансформаторов тока

 

В ячейку КРУ могут быть встроены различные трансформаторы тока (ТТ):
• ТТ нулевой последовательности, для которого характерна высокая чувствительность;
• ТТ для систем учета электроэнергии, характеризующийся высокой точностью;
• ТТ для системы релейной защиты и автоматики, для которого необходимо не только равенство коэффициента трансформации по всем трем фазам, но и совпадение вольтамперных характеристик.

 

Для всех типов ТТ, устанавливаемых в КРУ, выполняются следующие проверки:

1.1 Снятие характеристик намагничивания

Эта проверка является одной из основных и наиболее важных проверок исправности трансформатора. Снятие вольт-амперной характеристики (ВАХ) намагничивания магнитопровода ТТ необходимо для выявления короткозамкнутых витков.

Для построения ВАХ трансформатора с помощью РЕТОМ-21 используется источник U3 (I3), мощности которого достаточно для проведения проверок всех ТТ в ячейках 6-10 кВ. Процесс снятия ВАХ более подробно представлен в [1].

1.2 Измерение коэффициента трансформации

Для проведения данной проверки с помощью РЕТОМ-21 на первичную обмотку ТТ подается ток в диапазоне (0,5-1) Iном. Прибор РЕТОМ-21 способен выдать ток до 400 А, в случае необходимости применяется блок РЕТ-3000, позволяющий выдавать токи до 3,5 кА.

1.3 Измерение сопротивления обмоток постоянному току

Проверка представляет собой диагностику вторичной обмотки ТТ с целью определения наличия КЗ-витков и проводится с помощью источника U4 прибора РЕТОМ-21 с учетом температуры окружающей среды.

1.4 Проверка цепей вторичной обмотки

Данная проверка необходима для контроля согласованности трансформатора с его реальной нагрузкой. К РЕТОМ-21 подключают нагрузку и подают ток, равный номинальному. Затем с помощью встроенного в прибор измерителя определяют полное сопротивление нагрузки Z, которое сравнивают с допустимой нагрузкой трансформатора по переменному току.

1.5 Проверка полярности обмоток

На первичную обмотку подается ток с источника U3 прибора РЕТОМ-21, затем замеряется ток во вторичной обмотке и измеряется фазовый сдвиг тока с помощью встроенного в прибор фазометра. При этом при подключении обмотки U3 важно соблюдать полярность.

 

2. Проверка измерительного трансформатора напряжения (ТН)

 

2.1 Измерение коэффициента трансформации и сопротивления обмоток постоянному току

Методы проведения проверок ТН аналогичны методам, приведенным раннее для ТТ, с той лишь разницей, что вместо тока подается напряжение. При проверке коэффициента трансформации ТН вторичная обмотка трансформатора должна быть подключена к нагрузке. Выходное напряжение можно увеличить до 2000 В, используя блок РЕТ-ВАХ-2000.

2.2 Определение групп соединения обмоток

С помощью РЕТОМ-21, используя источник переменного напряжения U2 (U3) и фазометр, данную проверку можно осуществить по более точной схеме, отказавшись от старой классической схемы с использованием гальванометра.

2.3 Измерение тока и потерь холостого хода

Данные проверки проводятся в основном для силовых трансформаторов перед вводом в эксплуатацию или после капитального ремонта для определения качества внутренних соединений, сборки и характеристик «трансформаторного железа», но при необходимости могут проводиться и для измерительных ТН. Результаты измерений не должны отличаться от заводских (паспортных) более чем на 2% при равных температурных условиях.

 

3. Проверка вакуумных выключателей

 

Вакуумные выключатели предназначены для частых коммутационных операций в цепях переменного тока различного напряжения. На практике широкое распространение получили вакуумные выключатели на номинальное напряжение 6–10 кВ (номинальные токи 630, 1000, 1250 и 1600 А при номинальном токе отключения до 20 кА), характеризующиеся малым потреблением тока при включении и отключении, а также вакуумные контакторы на напряжение до 1 кВ, которые в настоящее время применяются в цепях управления электродвигателями.

Для проверки выключателей выполняются следующие проверки:

3.1 Проверка минимального напряжения срабатывания электромагнитов управления

Электромагниты управления должны срабатывать при напряжении включения, равного 0,85Uном и отключения - 0,7Uном соответственно.

Для проведении проверки источник U4 прибора РЕТОМ-21 вместо штатного питания подключается к зажимам питания ШП (шинок питания электромагнитов управления, если таковые выполнены отдельно) или непосредственно на клеммы промежуточного реле управления электромагнитом включения выключателя. При этом контакт К2 необходимо подключить к контактам выключателя для фиксации параметров срабатывания.

3.2 Испытание выключателей многократным включением и отключением

Проверка проводится путем подачи номинального напряжения на выводы электромагнитов управления. Для вакуумных выключателей необходимо провести от 3 до 5 циклов включения-отключения. Для автоматизации этого процесса используется выходное реле К3 прибора РЕТОМ-21.

3.3 Проверка состояния контактов

Оценить состояние контактов вакуумных выключателей на основании внешнего осмотра невозможно, поэтому проверка проводится путём измерения сопротивления полюсов выключателей постоянному току, измеренное сопротивление затем сравнивается с нормируемым сопротивлением, приведенным в технической документации. Для проведения данной проверки с помощью РЕТОМ-21 выдается переменный ток и замеряется активная составляющая сопротивления.

3.4 Проверка временных характеристик

Проверка проводится при номинальном напряжении оперативного тока. При этом время включения вакуумного выключателя колеблется в пределах 0,05 – 0,08 с, а время отключения – в пределах 0,05 – 0,07 с.

При проведении проверки с помощью РЕТОМ-21 ток подается с источника 3, а временные параметры замеряются секундомером, встроенным в прибор.

 

4. Проверка микропроцессорных устройств РЗА

 

В настоящее время активно внедряются МП устройства РЗА, заменяя электромеханические панели. Рассмотрим особенности проверки наиболее часто встречающихся защит.

4.1 Проверка многоступенчатой максимальной токовой защиты (МТЗ)

Проверка проводится в однофазном режиме, с источника U2 (U3) прибора РЕТОМ-21 на одну из фаз терминала подается ток, и по контакту К2 определяется срабатывание устройства.

При необходимости выдачи большего тока, следует подключиться к источнику U3, перевести галетный переключатель в положение, соответствующее максимально выдаваемому току. В случае направленности защиты, канал напряжения подключается к источнику U2, и с помощью встроенного фазовращателя изменяется угол вектора напряжения относительно вектора тока.

4.2 Проверка защиты от замыкания на землю (ЗЗЗ)

Проверка ЗЗЗ является одноступенчатой защитой, она аналогична проверке МТЗ и сводится к подаче тока РЕТОМ-21 в одну из фаз защиты.

4.3 Проверка защиты от обрыва фаз (ЗОФ

Проверка проводится в однофазном режиме. При этом срабатывание происходит по току обратной последовательности, который в три раза меньше однофазного. Таким образом, чтобы определить истинный ток срабатывания, необходимо зафиксированный ток срабатывания разделить на три.

4.4 Проверка защит от повышенного напряжения (ЗПН) и минимального напряжения (ЗМН)

Проверка проводится по одному из линейных напряжений АВ, ВС или СА, которое воспроизводится при подаче сигнала с источника U2 прибора РЕТОМ-21 на фазы А и В тестируемой защиты.

4.5 Проверка частотных защит

Проверку частотных защит (например, РСГ-11) можно провести с помощью встроенного в РЕТОМ-21 генератора частоты, который позволяет выдавать частоту с шагом 0,001 Гц. Для определения времени срабатывания используется функция «Реверс», позволяющая мгновенно изменять частоту. Данная функция также позволяет определить временные параметры не только при изменениях частоты, но и фазы, и напряжения.

 

Помимо описанных проверок МП защит с помощью комплекса РЕТОМ-21 можно также проверять функции автоматики такие как УРОВ, АЧР, АПВ, АВР, дуговая защита. Например, проверить функцию АПВ можно с помощью выходного реле К3, имитирующего функцию РПВ и РПО, двух входных контактов К1 и К2 РЕТОМ-21, а также с помощью логических функций, заложенных в прибор.

Таким образом, основной перечень проверок ячеек КРУ 6-10 кВ можно осуществить с помощью комплекса РЕТОМ-21, который позволяет заменить целый ряд приборов, обычно используемых для этих целей.

Медяков Е.А.
ООО «НПП «Динамика»,
г. Чебоксары
сентябрь 2012