Межгосударственный стандарт от 01.01.92 г. Турбины гидравлические. Методы натурных приемочных испытаний (стр. 13 )

Pas1 = UsIscos при Us = U12; Is = I1;

Pas2 = UsIscos при Us = U23; Is = I3;

U12s = U23s = Us - напряжение на стороне вторичных обмоток;

I1s = I3s = Is - вторичные токи;

.

_____________

* Симметричная и равномерная нагрузки по фазам.

Измерение мощности методом двух ваттметров в трехфазной системе с двумя трансформаторами напряжения

Черт. 44

Расчет относительного значения поправки для каждой измерительной системы (ε1 и ε2) выражают формулами:

ε1 = ε1w + ε1u + ε1i - δ1tgφs;

ε2 = ε2w + ε2u + ε2i - δ2tgφs.

Относительное значение поправки в комбинированной измерительной системе (ε) выражают формулой

.

Принимая K = Pas1/Pas2,

получаем .

В условиях равновесия

и формула расчета относительного значения поправки в комбинированной измерительной системе (ε) примет вид

,

где εw = ε1w + ε2w - относительное значение комбинированной поправки в случае измерения двумя ваттметрами;

ε1c = ε1u + ε1i - относительное значение комбинированной поправки для коэффициентов трансформации напряжения и тока для трансформаторов системы 1;

ε2c = ε2u + ε2i - относительное значение комбинированной поправки для коэффициентов трансформации напряжения и тока для трансформаторов системы 2;

δ1c = δ1i - δ1u - комбинированное фазовое смещение трансформаторов системы 1 в радианах;

δ2c = δ2i - δ2u - комбинированное фазовое смещение трансформаторов системы 2 в радианах.

2) Состояние равновесия. На черт. 45 приведена схема измерений двумя однофазными приборами или одним прибором, имеющим двойной элемент, и тремя трансформаторами напряжения. В состоянии равновесия мощность на стороне первичных обмоток (Pap) рассчитывают по формуле

Pap = Pas(2w)KuKi(1 + ε).

Схема измерения мощности методом двух ваттметров в трехфазной системе с тремя трансформаторами напряжения

Черт. 45

Поправку (ε) рассчитывают по формуле

,

где

	Минус - если измеряемое фазовое напряжение опережает неизмеряемое фазовое напряжение; плюс - в противоположном случае
	Минус - если измеряемое фазовое напряжение отстает от неизмеряемого фазового напряжения; плюс - в противоположном случае

3) Неравновесное состояние. Измерение электрической мощности выполняют таким же образом, как и в состоянии равновесия, но при расчете поправок нужно учитывать различные значения токов, напряжений и коэффициентов мощности в двух измерительных системах.

1.2.1.3. Измерение мощности методом трех ваттметров при трехфазной системе

1) Состояние равновесия. На черт. 46 приведена схема измерений с тремя однофазными приборами или с прибором, содержащим тройной элемент. В состоянии равновесия мощность на стороне первичных обмоток (Pap) рассчитывают по формуле

Pap = Pas(3w)KuKi(1 + ε).

Схема измерения мощности методом трех ваттметров при трехфазной системе

Черт. 46

Мощность на стороне вторичных обмоток (Pas) рассчитывают по формуле

Pas(3w) = Pas1 + Pas2 + Pas3 = 3UsphIscosφs,

где Usph - фазовое напряжение на стороне вторичной обмотки;

Is - вторичный ток.

Относительное значение поправки для комбинированной измерительной системы (ε) рассчитывают по формуле

,

где εw = ε1w + ε2w + ε3w - относительное значение комбинированной поправки в случае измерения тремя ваттметрами;

ε1c = ε1u + ε1i; ε2c = ε2u + ε2i; ε3c = ε3u + ε3i;	- относительные значения комбинированных поправок к коэффициентам трансформации напряжения и тока для трансформаторов систем 1, 2 и 3 соответственно;
δ1c = δ1i - δ1u; δ2c = δ2i - δ2u; δ3c = δ3i - δ3u	- комбинированные фазовые смещения для трансформаторов, соответственно, систем 1, 2 и 3 в радианах.

Значение φs рассчитывают из соотношения

.

2) Неравновесное состояние. Измерения электрической мощности выполняют так же, как и в условиях равновесия, но при вычислении поправок необходимо принимать во внимание различие значений тока, напряжения и коэффициента мощности в трех измерительных системах.

1.2.2. Требования к измерительным приборам

1.2.2.1. Класс точности ваттметров должен быть 0,2; класс точности вольтметров и амперметров должен быть 0,5 или точнее, измерительных трансформаторов должен быть 0,2.

1.2.2.2. Все приборы, включая измерительные трансформаторы, должны быть поверены до начала испытания. Измерительные трансформаторы класса 0,2 имеют высокую стабильность, что позволяет использовать для определения погрешности паспортные метрологические характеристики. Нагрузки на измерительные трансформаторы должны находиться в пределах значений, для которых в паспорте указаны метрологические характеристики.

1.2.2.3. При измерении ваттметрами мощности натурного агрегата обычно возникают трудности отсчетов из-за возмущений, вносимых в мощность электрической сетью и гидромашиной. Возмущения можно разделить на два класса:

- очень медленные изменения, при которых показания ваттметров можно брать за истинные показания. Причиной таких изменений может быть, например, изменение удельной энергии воды;

- быстрые случайные колебания, когда стрелки ваттметров двигаются в одинаковом или в противоположном направлениях. В этом случае для получения более близких к истинным показаниям считывание с приборов следует проводить одновременно.

С целью уменьшения погрешности измерений целесообразно использовать измерители ватт-часов с кварцевым отметчиком времени.

1.2.2.4 Измерительные трансформаторы используют, как правило, только для подключения измерительных приборов, при этом каждый трансформатор должен иметь отдельные пары экранированных проводников.

1.2.2.5. В измерительных трансформаторах напряжения площадь поперечного сечения проводников должна быть такой, чтобы полное падение напряжения было менее 0,1%.

1.2.2.6. В случаях, когда на станциях отсутствуют стационарные измерительные трансформаторы (как правило, для гидромашин мощностью до 40-50 МВ⋅А) для проведения испытаний требуется установка специальных измерительных трансформаторов тока.

1.2.2.7. Необходимо исключить влияние наведенных электромагнитных полей на показания измерительных приборов.

1.3. Определение потерь

1.3.1. Испытания по определению потерь могут проводиться на предприятии-изготовителе или на ГЭС. Обычно определяют только составляющие потерь, а полные потери определяют суммированием составляющих.

Условия для определения потерь во время испытаний на предприятии-изготовителе должны быть максимально приближены к условиям на ГЭС.

Крупные машины испытывают только на ГЭС калориметрическим методом или методом выбега. В этом случае на агрегате, оснащенном регулируемой турбиной, могут быть определены составляющие потерь и полные потери под нагрузкой.

1.3.1.1. Различные составляющие потерь в электрической машине должны быть определены раздельно с целью приведения этих потерь к условиям испытания гидромашины.

Потери в стали и полные нагрузочные потери (т. е. сумма нагрузочных и дополнительных потерь) пересчитывают на преобладающие значения напряжения и тока во время испытаний в предположении, что они меняются пропорционально квадратам напряжения и тока соответственно.

Под нагрузкой потери в стали обычно несколько выше, а полные нагрузочные потери несколько меньше, чем соответствующие составляющие потерь без нагрузки. У электрических машин большой мощности потери под нагрузкой могут значительно превышать сумму составляющих потерь без нагрузки, что требует определения значений этих потерь при полной нагрузке.

При измерении составляющих потерь температура в электрической машине гораздо ниже, чем под нагрузкой. Однако поправки на температуру не вводят, так как:

- нагрузочные потери возрастают, а дополнительные нагрузочные потери уменьшаются при повышенных температурах;

- потери в стали и вентиляционные потери также уменьшаются при повышенных температурах.

Можно считать, что у трехфазных синхронных машин полные потери под нагрузкой не зависят от температуры.

Ошибки, вносимые вышеуказанными допущениями, малы и составляют ±(2 ... 3)% потерь, определенных калориметрическим методом при полной нагрузке. Значения остальных видов потерь принимают по результатам испытаний, кроме потерь на возбуждение, которые определяют непосредственным измерением.

1.3.2. Потери в подпятнике (Pc), обусловленные электрической машиной, определяют калориметрическим методом.