Одним из основных инструментов в работе специалистов релейной защиты является вольтамперфазометр (ВАФ). ВАФы предназначены для оценки параметров тока и напряжения в трёхфазных цепях с целью наладки, проверки схем релейной защиты, а также регулировки и проверки других электроустановок. Кроме этого, ВАФы успешно применяются для проверки цепей с меньшим количеством фаз.
В связи с тем, что в круг задач специалистов входит проверка широкого перечня электрооборудования, основными тенденциями в разработке диагностических и проверочных устройств являются улучшение как технических, так и пользовательских характеристик, которые бы позволяли не просто проводить испытания, но и сделали бы работу с приборами удобной и эффективной, то есть с меньшими усилиями и временными затратами.
Вольтамперфазометры серии РЕТОМЕТР уже 15 лет эксплуатируются на объектах электросетевого комплекса России. Они зарекомендовали себя как надежные, точные, удобные и высокочувствительные устройства. По отзывам пользователей, ныне широко используемый вольтамперфазометр РЕТОМЕТР-М2 имеет оптимальные метрологические параметры: диапазон измерения тока – от 0,04 до 40 А с базовой точностью 1%, напряжения – до 750 В с базовой точностью 0,5%. В. В области малых токов абсолютная погрешность не превышает ±3 мА, а абсолютная погрешность измерения промышленной частоты составляет не более ±0,01 Гц. При необходимости значение измеряемого тока всегда может быть увеличено до 30 кА за счет совместного использования токового преобразователя РЕТ-ДТ. Благодаря широкому диапазону измерений ВАФ РЕТОМЕТР‑М2 позволяет работать в токовых цепях с номиналом 1/5 А и более, а также в сетях до 660 В.
В июне 2022 года НПП «Динамика» приступило к серийному производству нового вольтамперфазометра РЕТОМЕТР-М2. В обновленном ВАФе (рис. 1) сохранены метрологические параметры его предшественника, но при этом улучшен пользовательский интерфейс, в 2 раза увеличен дисплей, а вместе с ним расширены и возможности прибора. Рассмотрим подробнее все нововведения.
Сенсорное управление
Теперь РЕТОМЕТР-М2 управляется сенсорно. 4,3-дюймовый цветной дисплей обеспечивает удобное управление и наглядное представление измеряемых параметров в текстовом и графическом виде, что очень удобно, например, при снятии векторной диаграммы. Кроме этого, для некоторых видов проверок на экране теперь отображаются схемы подключения. Всё это существенно повышает эффективность работ и сокращает время испытаний. Несколько касаний и результаты – на экране.
Дисплей был подобран специально для работы как в помещении, так и на улице при температуре от -20 до +40 градусов. Контрастность изображения позволяет считывать информацию даже при прямом попадании солнечных лучей.
Измерение параметров трёхфазных цепей
Классическое представление о ВАФах сводится к таким распространенным электромеханическим фазометрам, как ВАФ-85 и Д578, которые позволяли проводить измерения лишь пофазно с точностью порядка 4%.
Благодаря развитию электроники современные вольтамперфазометры позволяют измерять значения токов и напряжений всех трёх фаз одновременно, что даёт более точное представление о процессах, протекающих в проверяемой сети.
Вольтамперфазометр РЕТОМЕТР-М2, помимо основных параметров измерений, также позволяет рассчитать активную, реактивную и полную мощность, коэффициент мощности, симметричные составляющие прямой, обратной и нулевой последовательностей как токов, так и мощности, КПД (cosφ), потери (tgφ), а также полное, активное и реактивное сопротивление проверяемой цепи (рис. 2). Например, полученные данные позволяют оперативно выявить несимметрию в измеренных сигналах. Для удобства восприятия пользователем все измерения сгруппированы по вкладкам, между которыми можно легко переключаться.
Важным нововведением в ВАФе РЕТОМЕТР-М2 является возможность отображения в реальном времени векторной диаграммы токов и напряжений (рис. 3), которая позволяет быстро и наглядно оценить их симметричность, а также сдвиг систем относительно друг друга.
Новая аппаратная платформа ВАФа РЕТОМЕТР-М2 позволила реализовать функцию сохранения результатов измерений. В однофазном и трёхфазном режимах в правом нижнем углу экрана (рис. 2) расположена кнопка сохранения, при нажатии на которую в память прибора заносятся измерения, отображаемые на экране. Данные можно перенести на ПК с помощью USB кабеля для дальнейшего анализа.
Проверка параметров однофазной цепи
В приборе есть отдельный режим для проверки однофазных цепей. Он позволяет не нагружать экран избыточными параметрами и выводить только ту информацию, которая необходима при проведении проверок цепей данного типа. В режиме проверки однофазной цепи реализован автоматический вывод параметров в зависимости от подключенных к РЕТОМЕТРу-М2 измерительных проводов/клещей. В данном режиме возможно измерение частоты и сдвига фазы двух напряжений, двух токов, тока и напряжения, а также измерение постоянного напряжения.
При необходимости измерения токов более 40 А можно использовать датчик тока на основе петли Роговского РЕТ-ДТ и измерять токи величиной 30 кА с расчетом дополнительных параметров (рис. 4).
Проверка подключения терминалов и счетчиков
Потери электроэнергии являются одним из главных показателей эффективности функционирования электрических сетей и состоят из технических потерь (связаны с физическими процессами в электрических сетях) и коммерческих потерь. Коммерческие потери являются следствием погрешности системы учета и хищения электроэнергии. Инструментальные проверки по выявлению недостоверного учета электроэнергии проводятся с применением образцового счетчика, а также вольтамперфазометра для тестирования схемы включения электросчетчика. Проверка схемы производится также в следующих случаях: после замены счетчика, после замены измерительных трансформаторов, после монтажа вторичной коммутации или изменения ее схемы, после замены или капитального ремонта силового трансформатора или линий, питающих данное распределительное устройство, в случае возникновения сомнений в правильности учета. Тестирование схемы включения счетчика производится в два приема: сначала при отключенном присоединении, а затем на включенном присоединении при наличии на нем нагрузки [1].
Использование новой модификации ВАФа РЕТОМЕТР-М2 делает проверку схемы включения счетчика (рис. 5) крайне удобной благодаря тому, что на экране прибора одновременно отображается и графическая векторная диаграмма, и числовые значения по всем трем фазам.
Критериями правильного подключения счетчика являются:
- прямое чередование фаз;
- измеренные углы сдвига фаз напряжений составляют 120 градусов;
- измеренные углы между токами и напряжением фаз находятся в пределах – 90 + 90 градусов;
- знак активной мощности по всем трём фазам одинаков и положителен.
Согласно полученным данным (рис. 6), счетчик подключен правильно.
Оценка гармонического состава сигнала
Электрические сети подвержены влиянию гармонических помех, вызванных использованием большого количества электронных устройств, начиная от персональных компьютеров, заканчивая электронными регуляторами и зарядно-выпрямительными устройствами, которые могут вызвать нежелательные последствия, поскольку данная нелинейная электрическая нагрузка искажает изначально синусоидальную форму кривых напряжения и тока.
Для глубокого исследования гармонического состава сигнала используются устройства, позволяющие производить оценку до 40-й или даже 63-й гармоники. Для первичной оценки гармонического состава измеряемого сигнала в ВАФе РЕТОМЕТР-М2 реализована функция измерения параметров тока и напряжения как среднеквадратичным методом (TRUE RMS), так и на выделенной нечетной гармонике – от 1 до 9 (рис. 7). Переключение между режимами измерения производится нажатием на клавишу «Способ измерения». Также ВАФ РЕТОМЕТР-М2 можно использовать для поиска источника высокочастотных помех (двигателей с плавным пуском, частотных преобразователей и др.). Для этого в режиме измерения гармоник реализована возможность измерения фазы и определения направления каждой из гармоник.
Проверка целостности цепей
Одними из наиболее распространенных типов повреждений вторичных цепей являются отсутствие контакта или обрыв цепи, поэтому наличие в измерительных приборах функции оценки целостности цепи является довольно востребованной. В связи с тем, что в сферу интересов служб РЗА входит тестирование таких устройств, как переключатели, предохранители, проводники и другие компоненты, в ВАФе РЕТОМЕТР-М2 предусмотрен соответствующий режим «Прозвонка» (рис. 8). При выборе данного режима на экране отображается схема подключения измерительных щупов и индикация целостности цепи. При наличии цепи для протекания тока на экране РЕТОМЕТРа-М2 меняется индикация, которая также сопровождается звуковым сигналом. Такой метод индикации делает проверку целостности максимально удобной, позволяя специалистам служб не отвлекаться на экран и сосредоточиться на месте подключения щупов.
Определение полярности измерительных трансформаторов
Проверка полярности трансформаторов тока или определение их одноименных выводов, указывающих на правильную полярность ТТ, является обязательной процедурой, предшествующей его монтажу, а также во время проведения периодических проверок. На практике возможно несоответствие маркировок на корпусе установленной внутри катушки, либо же полное отсутствие маркировки ввиду определенных причин. Проверка полярности ТТ может быть проведена с применением источника синусоидального сигнала для первичной обмотки и измерителя вторичного тока (например, с помощью прибора РЕТОМ-21/25) [2]. Однако в большинстве случаев для проверки полярности удобнее использовать встроенную в РЕТОМЕТР-М2 функцию проверки полярности ТТ и ТН (рис. 9). На дисплее отображается как схема подключения к измерительным трансформаторам, так и результат проверки в виде надписи «прямая» или «обратная полярность».
Фиксация результатов
Ввиду достаточно большого количества отображаемой на экране информации, в устройствах серии РЕТОМЕТР-М2 предусмотрена функция фиксации показаний, позволяющая «заморозить» текущие параметры на экране, при необходимости остановить выдачу токов-напряжений с генераторов и перенести их в протокол. В новой модификации данная функция реализована простым нажатием на экран в область измерения.
Удобство эксплуатации
Работа с новой модификацией прибора станет еще удобней за счет цветного сенсорного дисплея и интуитивно понятного интерфейса с графическими подсказками. Обновленный РЕТОМЕТР-М2, как и предыдущие модели, имеет ударопрочный корпус, защитный силиконовый бампер, встроенные в корпус и в сумку магниты, которые не влияют на метрологические характеристики, несмотря на чувствительность прибора.
Как и предшественник, новый ВАФ работает от встроенного аккумулятора. Сенсорный экран теперь является основным потребителем ресурсов аккумулятора, но за счет функции автоматического отключения неиспользуемого прибора сохранилась длительность автономной работы прибора. Типовое время работы ВАФа составляет до 9 часов, что более чем достаточно для непрерывного проведения различных измерений в течение целого дня.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
К современным ВАФам предъявляются довольно высокие требования, ведь это инструмент из разряда обязательных к использованию специалистами-релейщиками. Среди многообразия представленных на российском рынке вольтамперфазометров, новый РЕТОМЕТР-М2 – единственный в своем роде прибор, который сочетает в себе и широкий диапазон измерений, и высокую точность, и многофункциональность, а также современное сенсорное управление. Последнее нововведение позволяет пользоваться прибором сразу «из коробки», поскольку все схемы подключения отображаются на экране и работа с прибором происходит на интуитивно понятном уровне. Сфера применения ВАФа РЕТОМЕТР-М2 расширена благодаря встроенным функциям проверки целостности цепи и определения полярности измерительных трансформаторов без применения дополнительных генераторов, что позволяет сократить номенклатуру проверочного оборудования при проведении испытаний. Новая аппаратная платформа, на которой реализован ВАФ РЕТОМЕТР-М2, позволяет сделать работу с ним эффективнее и удобнее.
Список литературы:
1. Монтаж и эксплуатация счетчиков - Проверка правильности включения счетчика. — Текст: электронный // Энергетика. Оборудование. Документация: [сайт]. — URL: https://forca.ru/knigi/arhivy/montazh-i-ekspluataciya-schetchikov-6.html (дата обращения: 12.05.2022).
2. Плеханов, А. В. Пять обязательных испытаний для оценки исправности трансформаторов тока / А. В. Плеханов. — Текст: непосредственный // Релейная защита и автоматизация. — 2021. — № 02(43). — С. 56-60.
3. Руководство по эксплуатации РЕТОМЕТР-М2 – Чебоксары: Динамика, 2022.
#электроэнергетика #релейнаязащита #электрика
