Система измерений на электростанциях и подстанциях

Контроль за режимом работы основного и вспомогательного оборудования на электростанциях и подстанциях осуществляется с помощью контрольно-измерительных приборов, которые контролируют ряд параметров. Основными параметрами являются ток I и напряжение U. Остальные параметры: фаза(φ), мощность (P, Q), энергия (W), частота (f), определяются на основе информации о токе и напряжении.

Приборы могут быть показывающего типа (показывают текущее значение контролируемого параметра), регистрирующего (регистрируют контролируемый параметр в течение длительного времени с целью анализа работы установки) и интегрирующего (интегрируют некоторый параметр по времени, обычно это счетчики активной и реактивной энергии). На схемах приборы показывающего типа изображаются окружностью, а регистрирующего типа – квадратом с указанием внутри на измеряемый параметр (A – амперметр, V – вольтметр, Hz – частотомер, W – ваттметр, var – варметр, φ – фазометр, Wh – счетчик активной энергии, varh – счетчик реактивной энергии). Примеры изображения приборов приведены в таблице.

В зависимости от характера объекта и структуры его управления объем контроля и место установки контрольно-измерительной аппаратуры могут быть различными. Приборы могут устанавливаться на главном щите управления (ГЩУ), блочном щите управления (БЩУ) и центральном щите (ЦЩУ) на электростанциях с блоками генератор — трансформатор и на местных щитах.

Для контроля за параметрами основного электрооборудования следует согласно ПУЭ вести следующие измерения.

Измерения тока необходимы во всех присоединениях.

При переменном токе, как правило, измеряют ток в одной фазе. В трех фазах измеряют ток в турбогенераторах мощностью 12 МВт и выше, в линиях напряжением 330 кВ и выше, в линиях с пофазным управлением, в линиях с продольной компенсацией.

В трехобмоточных трансформаторах измеряют ток на всех напряжениях. В автотрансформаторах при наличии нагрузки на стороне НН дополнительно измеряют ток в общей обмотке.

Измерение постоянного тока необходимо в цепях возбуждения генераторов и синхронных компенсаторов.

Измерение напряжения необходимо:

а) на секциях сборных щин. При этом ограничиваются одним прибором, который в эффективно-заземленных сетях измеряет три линейных напряжения, а в сетях незаземленных и компенсированных — три фазных и одно линейное напряжение.

На секциях сборных шин 110 кВ и выше регистрируется одно линейное напряжение;

б) у генераторов и синхронных компенсаторов на стороне переменного тока;

в) у генераторов мощностью более 1 МВт в цепях возбуждения.

Измерение мощности.

У синхронных генераторов измеряют активную и реактивную мощности для контроля за режимом генератора;

у генераторов мощностью 60 МВт и выше предусматривают также регистрацию активной мощности.

На станциях мощностью 200 МВт и выше измеряют суммарную мощность всех генераторов; предусматривают также регистрацию этой мощности.

У синхронных компенсаторов измеряют реактивную мощность.

У повышающих двухобмоточных трансформаторов измеряют активную и реактивную мощности на стороне НН, а у трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов — также на стороне СН.

У понижающих трансформаторов с высшим напряжением 220 кВ и выше измеряют активную и реактивную мощности, а при напряжении 110-150 кВ- только активную мощность. У двухобмоточных трансформаторов мощность измеряют на стороне НН, а у трехобтомочных трансформаторов — на сторонах НН и СН.

На линиях напряжением 110 кВ и выше при двухсторонней передаче мощности измеряют как активную, так и реактивную мощность.

На трансформаторах и линиях СН 6 кВ и выше измеряют активную мощность.

Измерение частоты необходимо на каждой секции сборных шин генераторного напряжения, на каждом генераторе блочной ТЭС или АЭС, на каждой системе или секции сборных шин высшего напряжения, в узлах возможного деления системы на несинхронно работающие части. На станциях мощностью 200 МВт и выше предусматривают регистрацию частоты.

Измерительные приборы для синхронизации. Измерения при точной или полуавтоматической синхронизации производят с помощью двух вольтметров (или двойного вольтметра), двух частотометров (или двойного частотометра), синхроноскопа.

Осциллографы. Для автоматической регистрации аварийных процессов в электрической части энергосистемы предусматривают автоматические осциллографы. В ПУЭ (табл. 1.6.2 и 1.6.3) даны рекомендации по расстановке автоматических осциллографов на объектах, а также выбору регистрируемых параметров.

Измерение энергии производят с помощью расчетных счетчиков и счетчиков технического учета.

Расчетные счетчики активной энергии предусматривают: у генераторов;

на присоединениях к сборным шинам генераторного напряжения, по которым возможна реверсивная работа (два счетчика со стопорами);

на межсистемных линиях электропередачи (два счетчика со стопорами);

на линиях всех классов напряжения, принадлежащих потребителям; на трансформаторах и линиях СН с напряжением выше 1 кВ.

У трансформаторов СН допускается установка счетчиков на стороне НН при питании от сборных шин 35 кВ и выше или от блоков при напряжении выше 10 кВ.

На подстанциях расчетные счетчики активной энергии предусматривают:

на каждой линии, принадлежащей потребителю;

на межсистемных линиях электропередачи (два счетчика со стопорами);

на трансформаторах СН.

На подстанциях, принадлежащих потребителям, расчетные счетчики активной энергии устанавливают на вводах или на стороне ВН трансформаторов. Допускается установка счетчиков на стороне НН трансформаторов, если измерительные трансформаторы тока ВН не отвечают классу точности 0,5.

Счетчики реактивной энергии устанавливают:

у источников реактивной мощности потребителей, если по ним производится расчет за электроэнергию;

на элементах электрических станций и подстанций, где установлены счетчики активной энергии для потребителей и где расчет за электроэнергию производится с учетом разрешенной к использованию реактивной мощности.

Счетчики технического учета активной энергии предусматривают у электродвигателей с напряжением свыше 1 кВ и у трансформаторов СН станций, агре­гаты которых не оборудованы инфор­мационными или управляющими вычислительными машинами.

Счетчики технического учета активной и реактивной энергии предусматривают на трансформаторных подстанциях энергосистем со стороны обмоток СН и НН.

В соответствии с изложенным на рис. 13.1 , 13.2 и 13.3 показано расположение измерительных приборов применительно к блочной электростанции типа КЭС, на ТЭЦ с РУ генераторного напряжения и на подстанции. Пунктиром показаны приборы, устанавливаемые при определенных условиях.

Рис.13.1 Пример размещения измерительных приборов в основных цепях блочных электорстанций. G – генератор блока, Т1 – трансформатор блока, Т3 – трансформатор собственных нужд блока, Т2 – автотрансформатор связи, W - ЛЭП

Рис.13.2 Пример размещения измерительных приборов в основных цепях ТЭЦ

Рис. 13.3 Пример размещения измерительных приборов в основных цепях подстанции