Как проверить правильность включения счетчика на действующем присоединении

Проверка правильности включения счетчиков в установках выше 1000 В

Сделать вывод о правильности включения счетчика можно, если векторная диаграмма, снятая на его зажимах, совпадет с нормальной. Необходимыми и достаточными условиями для этого являются, во-первых, правильность выполнения вторичных цепей трансформатоpa напряжения и подключения к ним параллельных обмоток счетчика и, во-вторых, правильность выполнения вторичных цепей трансформатора тока и подключения к ним последовательных обмоток счетчика.

Векторная диаграмма трехфазного двухэлементного счетчика при индуктивной нагрузке

Итак, проверка правильности включении счетчиков состоит из двух этапов: проверки цепей напряжения и цепей тока (снятие векторной диаграммы). Проверка вторичных цепей трансформатора напряжения. Эта проверка заключается в проверке правильности маркировки фаз и в проверке исправности цепей напряжения.

Проверка выполняется под рабочим напряжением. Измеряются все линейные напряжения и напряжения каждой фазы относительно «земли». Очевидно, что в исправных цепях все линейные напряжения равны и составляют 100 — 110 В.

Значения же напряжений между фазой и «землей» зависят от схемы включения трансформатора напряжения и выполнения вторичных цепей. Если два однофазных трансформатора напряжения соединены в открытый треугольник, либо применен трехфазный трансформатор напряжения с заземленной фазой, то напряжение этой фазы относительно «земли» равно 0, а на остальных фазах оно равно линейному.

Если в трехфазном трансформаторе напряжения заземлена нейтраль вторичной обмотки, то напряжения всех фаз относительно «земли» составят около 58 В.

Трансформатор напряжения отключают с обеих сторон. После проверки отсутствия напряжения и принятия всех необходимых мер безопасности на стороне высшего напряжения вынимается предохранитель средней фазы.

Трансформатор напряжения включается в работу. Измеряются вторичные линейные напряжения. Линейные напряжения на отключенной фазе будут снижены (примерно вдвое), в то время как напряжение между неотключенными фазами не изменится. Найденная фаза подключается к среднему зажиму цепей напряжения счетчика, а две другие к крайним зажимам соответственно маркировке.

Затем после повторного отключения трансформатора напряжения и принятия мер безопасности предохрантель устанавливается на место, после чего трансформатор напряжения включается в работу.

Для проверки маркированные выводы фазоуказателя в таком же порядке, как и у счетчика, присоединяют к выводам обмоток напряжения счетчика и, нажав кнопку, наблюдают за направлением вращения диска. Вращение диска по стрелке указывает на правильность маркировки, а следовательно, и на правильное подключение обмоток напряжения. В противном случае необходимо выявить одну из возможных причин обратного чередования фаз: неправильную маркировку (расцветка фаз) первичных цепей или ошибку в выполнении вторичных цепей трансформатора напряжения.

Для выявления причин обратного чередования фаз проверяют чередование фаз на ближайшей к трансформатору напряжения сборке зажимов и повторяют прозвонку цепей напряжения. После исправления ошибки (пересоединение «крайних» фаз в первичных цепях или в цепях трансформатора напряжения) проверку чередования фаз повторяют.

Определение правильности маркировки значительно упрощается, если от этого трансформатора напряжения питаются другие счетчики или устройства релейной защиты с заведомо проверенной правильностью включения. Тогда достаточно сфазировать с ними проверяемый счетчик.

Рассмотрим некоторые ошибки и неисправности, выявляемые при проверке цепей напряжения. Перегорание предохранителей или отключение автоматического выключателя вследствие короткого замыкания во вторичных цепях чаще всего происходит из-за ошибочного подключения цепей напряжения к зажимам последовательных обмоток.

Понижение или отсутствие линейного напряжения может быть вызвано различными причинами: обрыв провода или перегорание предохранителя, неисправность трансформатора напряжения, подключение к двум зажимам одноименной фазы. Конкретная причина выявляется в результате дальнейших проверок после отключения трансформатора напряжения.

Если при измерении линейных напряжений одно из них, обычно между крайними зажимами, будет около 173 В, то это указывает на то, что вторичная обмотка одного трансформатора напряжения вывернута по отношению к вторичной обмотке второго трансформатора.

После исправления ошибок в схеме и устранения неисправностей все измерения повторяют.

Проверка вторичных цепей трансформаторов тока

Затем отсоединяется провод средней фазы цепи напряжения и снова отсчитывается число оборотов диска за тот же промежуток времени. Если счетчик включен правильно, то число оборотов уменьшится вдвое.

Проверка правильности включения счетчиков в установках ниже 1000 В

Если счетчик включен правильно, то в любом случае обеспечивается сопряжение одноименных фаз тока и напряжения в каждом вращающем элементе.

При проверке правильности включения счетчика измеряются фазные и линейные напряжения, а также определяется порядок чередования фаз. Если чередование обратное, следует взаимно переключить любые два вращающих элемента и питающие их трансформаторы тока.

Затем поочередно проверяют правильность направления вращения диска при воздействии на подвижную систему каждого элемента в отдельности. Проверка производится путем снятия перемычек на зажимной коробке поочередно, при этом в работе остается один вращающий элемент, а два других выводятся из работы. Отсоединение и подключение перемычек производится только при снятом напряжении.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Векторные диаграммы электросчётчиков

Векторки – у счётчиков самое красивое

Описываются векторные диаграммы электросчётчиков. Даются временнЫе и векторные представления напряжений и токов, 36 сочетаний их чередований в трёхфазной электросети. Приводятся требования к соотношениям активных и реактивных нагрузок и суммированию активной мощности в одно-и-двунаправленных приборах учёта. Формулируются три признака верной векторной диаграммы. Предоставляются два разработанных способа записи и исправления неверных диаграмм. Указываются ограничения по применимости каждого, в т.ч. для счётчиков с отслеживанием чередования напряжений и без него. Типовые диаграммы проиллюстрированы 10 рисунками, охватывающими всё разнообразие ВД. Вы ознакомитесь с приёмами по исправлению гипотетических векторных диаграмм. Убедитесь, что для этого достаточно одного-двух переключений. Освоившим гипотетические ВД, запись и исправление диаграмм конкретных типов электросчётчиков будет несравненно лёгкой и приятной!

Предлагается несколько вопросов по тексту. А в конце приводятся версии ответов. Сравните со своими, пожалуйста…☺.

Содержание

1. Введение

Заводы-изготовители и рынок предлагают большое разнообразие счётчиков электроэнергии. Рекомендуемых производителями схем включения тоже немало. Однако количество отступлений от рекомендаций, ошибок, ещё больше.

И подавляющее большинство ошибок приводят к уменьшению регистрируемого счётчиками объёма электроэнергии. Именно для этого ошибки и выполняются. Но бывают и непроизвольные огрехи – из-за невнимательности, недостаточной квалификации, нехватки времени и обычного разгильдяйства.

Самым действенным, зачастую и единственным, инструментом для обнаружения ошибок являются векторные диаграммы, ВД. Многие счётчики, многотарифные и многофункциональные, содержат данные для диаграмм. Разработчики предлагают специализированное программное обеспечение, конфигураторы, «извлекающие» (снимающие, считывающие) готовые ВД.

Ряд счётчиков, однотарифных, не содержит информации о ВД. Нет для них и конфигураторов. Однако имеется немало специализированных приборов, которые измеряют фазные напряжения, токи, и углы между ними. На основании результатов измерений диаграммы строят вручную. Упомянутые внешние приборы применяют и когда есть сомнения в достоверности считанных готовых ВД.

Зарисовка поможет читателю подробно разобраться с различными диаграммами, способами и приёмами по их исправлению. Будет она полезна и для допускающих ошибки в схемах.

2. Гармонические представления напряжений и токов

Переменные напряжения (и токи при наличии нагрузок) в электрической сети изменяются по гармоническим законам. Аналитическое выражение для гармонического напряжения: u=Uм*sin(ω*t+α),
здесь

Самое наглядное представление – временнАя диаграмма. На рис. 1 показаны мгновенные величины в зависимости от фазы/времени для трёхфазной системы. По горизонтальной оси здесь текущая фаза (время), выраженная в углах: радианах или градусах. По вертикали – напряжения и/или токи. Для определённости будем далее говорить о напряжениях. Предположим, что синусоида напряжения жёлтого цвета принадлежит фазе А сети. Для неё:

За фазой А следует напряжение фазы В, зелёного цвета. Затем – фазы С, красного. Принято последовательность фаз обозначать в порядке следования по алфавиту.

Далее в идущих подряд записях обозначений фаз и векторов запятые будут опускаться, а отдельно упоминаемый зелёный цвет записываться, как Зел.

Рис. 1. Напряжения (токи) трёхфазной сети

Почему фаза В отстаёт от А, а не наоборот? В начальный момент времени, равный нулю напряжение А, начиная от нулевой величины, возрастает. Напряжение В начинает возрастать от нулевого значения позже, чем на фазе А. Если посмотреть на максимальные значения синусоид, то тоже видно, что напряжение В достигает максимума позже, чем напряжение А. Аналогично – напряжение фазы С отстаёт от фазы В.

Отставание любой фазы от предыдущей составляет:

Верным считается порядок чередования фаз АВСАВСАВС… и так далее.

Записывают также колебания по первым буквам их обозначений по цвету. Порядок следования – по алфавиту. Тогда фиксация верного чередования: ЖЗКЖЗКЖЗК…

Указана амплитуда напряжения UВ, равная 1. Амплитуда больше действующего значения в (2)^0,5≈1,41 раз.

3. Варианты чередований фаз

Последовательность чередования фаз электрической сети (и напряжений, и токов): АВСАВСАВС… Любые имеющиеся в этом ряду сочетания являются верными чередованиями. Их всего три, они отражены в строке 1 таблицы.

Любые же сочетания, которых нет в приведенном ряду – неверные. Их тоже три, они показаны в строке 2 табл. 1.

Таблица 1
Чередования фаз сети, обозначаемых А, В, С

Из табл. 1 следуют ещё три правила:
1) Если чередование двух фаз верное, то верным будет и чередование всех трёх фаз. Например, если АВ, то верное АВС и САВ. Аналогично и для остальных верных последовательностей.
2) Если чередование двух фаз НЕверное, то НЕверным будет и чередование всех трёх фаз. Например, если ВА, то неверными будут СВА и ВАС. Так и для других неправильных чередований.
3) При неверном чередовании достаточно поменять местами любые две фазы, чтобы чередование стало правильным. Т.е. при неверном чередовании добиться верного чередования можно тремя вариантами переключений (строка 3).

Всё написанное справедливо и для использования обозначений векторов по цвету ЖЗК (табл.2).

Таблица 2
Чередования векторов, обозначаемых по цвету ЖЗК

Одновременно с любым из 6 порядков чередования напряжений может быть любой из 6 вариантов токов. Таким образом, возможны 36 сочетаний чередований напряжений и токов. Для этого они должны быть поданы на счётчик от каждой из трёх фаз сети.

Кроме указанных 36 вариантов чередований в реальных схемах на счётчике:

Подробнее об упомянутых, а также о других ошибках в схемах и их обнаружении см. зарисовки:
Схемы включения прямоточных электросчётчиков и ошибки в них
Схемы счётчиков полукосвенного включения и ошибки в них

В счётчиках напряжения и токи разных фаз отсчитываются от напряжения на какой-либо определённой фазе. Таким опорным является напряжение на первой фазе для всех известных приборов учёта электрической энергии.

Вопрос читателю.
1*) Почему за опорную величину принято напряжение, а не ток?

Напряжения и токи 3-фазной цепи можно представить и в виде векторов, векторной диаграммы. Она изображена для верной схемы и активных нагрузок на рис. 2.

Рис. 2. Векторная диаграмма напряжений и токов трёхфазной сети для верной схемы и активных нагрузок

На векторных диаграммах, ВД, обычно принято по умолчанию:
1) Векторы (и токов, и напряжений) вращаются против часовой стрелки.
2) Углы отсчитываются от вектора напряжения к вектору тока.
3) Углы между векторами отсчитываются по часовой стрелке.

Пара жёлтых векторов опережает зелёную на 120 градусов и отстаёт на 120 градусов от красной пары. Значит чередование:

4. Допустимые реактивные нагрузки

Нормативные значения соотношений активной и реактивной мощности утверждены Приказом Минэнерго РФ |1|. Выражаются они тангенсом угла между напряжением и током, коэффициентом реактивной мощности. В зависимости от уровня напряжения в точке поставки, максимальные значение tgφ≈0,35…0,5. Соответствующие величины коэффициентов мощности cosφ≈0,946…0,891. Это значит, что углы между напряжением и током не должны превышать 19…27 градусов. При таких углах нетрудно определить, принадлежат ли вектора напряжения и тока одного цвета или обозначения одной и той же фазе счётчика.

Реальные нагрузки могут и не соответствовать требованиям нормативов. Поэтому в зарисовках приняты небольшие запасы. Считается, что для активно-реактивных нагрузок углы по модулю около 40 градусов (число известное ☺). А для активных – 3 градуса.

Чисто активные нагрузки означают, что разности в фазах между напряжением и током нет. Тогда углы между напряжением и током на каждой фазе, между одноцветными векторами, равны нулю. Это обеспечивается для верных схем, когда вся электроэнергия превращается в тепловую.

Нужно напомнить, что при чисто реактивных нагрузках углы между напряжением и током в каждой фазе не превышают 90 градусов по модулю.

5. Мощности трёхфазной системы

Если напряжение и ток принадлежат одной фазе сети, косинус и активная мощность положительны. Положительная величина активной мощности соответствует потреблению электроэнергии. Это справедливо и для емкостных и для индуктивных нагрузок при углах по модулю до 90 градусов. Угол можно, для удобства, отсчитывать от напряжения к току и наоборот (косинус функция чётная).

Для углов бОльших по модулю 90 градусов активная мощность – отрицательная. Это соответствует режиму генерации.

Реактивная мощность положительная, потребляемая, при углах от 0 до 180 градусов. И отрицательная, генерируемая, при углах от 180 до 360 градусов. Для реактивной мощности знак угла знАчимый. Здесь углы целесообразно, во избежание путаницы, отсчитывать от напряжения к току. Именно так они отсчитываются большинством программ-конфигураторов счётчиков.

Расположение вектора полной мощности на ВД определяется суммарным углом. Он отсчитывается от правой части горизонтальной оси Р против часовой стрелки. По нахождению вектора полной мощности на диаграмме можно судить о потреблении или генерации составляющих мощностей.

Способы сложения суммарной активной мощности из трёх фазных разные. Основных – два:

Однонаправленные счётчики всю активную электроэнергию/мощность учитывают как потребляемую. Двунаправленные – считают положительную потребляемой и, отдельно, отрицательную генерируемой.

Большинство приборов учёта изготавливают или однонаправленными, или двунаправленными. Но есть и другие – их можно переконфигурировать в один или другой режим учёта. Пример – счётчики типов СЭТ-4ТМ, ПСЧ-3ТМ и ПСЧ-4ТМ производства Нижегородского завода им. Фрунзе, НЗИФ.

6. Обозначения фаз сети

В настоящее время имеется 2 документа, регламентирующих обозначения в трёхфазной системе:

Основные требования этих документов показаны в таблице 3.

Таблица 3
Обозначения проводов и шин

Примечание: 1) По ГОСТу (прим. d к табл. А1): ни фазировка, ни направление вращения не подразумеваются данными цветами.

Принимаем в зарисовках обозначения, как в ПУЭ, фаз электросети А, В, С, учитывая что:

7. Обозначения векторов и фаз счётчиков

Многие программы-конфигураторы для считывания ВД обозначают фазы счётчиков цифрами 1, 2, 3. Некоторые – буквами:

Примем обозначения фаз счётчика 1, 2, 3, учитывая, что:

Некоторые конфигураторы на векторных диаграммах обозначают векторы напряжений U (V) и токов I по номерам фаз счётчика 123. Но часто номерные пометки отсутствуют. Т и Н показываются векторами различной длины (ток короче).

Иные программы помечают обозначения векторов индексами abc, или АВС. Для таких случаев требуется дополнительно определить принадлежность векторов фазам прибора учёта.

Конфигураторы выделяют цветом векторы по разному:

С учётом указанного разнообразия и необходимости упрощения, в заметках приняты обозначения:

Целесообразно такие обозначения применять и когда ВД рисуются вручную одноцветными. Например, при их построении по результатам измерений внешними специализированными приборами. Это достаточно просто:

8. Признаки верной схемы на векторных диаграммах электросчётчиков

При полном соответствии схем рекомендациям изготовителей эти схемы считают верными. Соответствующая векторная диаграмма тоже будет верной.

Все фирмы-изготовители рекомендуют (при принятых обозначениях) на трёхфазные счётчики подавать:

Парами будем называть одноцветные (одноимённые) векторы напряжения и тока, принадлежащие одной фазе счётчика. О принадлежности одной фазе свидетельствуют условия для углов (между Н и Т) по модулю:

9. Нумерация схем в зарисовках

Как было отмечено выше, при подаче на счётчик от всех фаз сети напряжений и токов, возможны 36 схем с различными вариантами их чередований, причём не должно быть обратных токов.

Фактическое количество схем и диаграмм намного больше. Например в каждой из них возможны обратные токи – на одной двух и трёх фазах счётчика. Возможно также отсутствие на одной-двух фазах напряжений. А также подача на одну-три фазы прибора учёта напряжения одной фазы сети и т.п. В зарисовке рассматриваются только основные, базовые схемы и ВД.

Можно упорядочить варианты схем, пронумеровав их. Желательно, чтобы в номере имелось указание на чередование фаз сети. Простой вариант нумерации с учётом позиционирования фаз по алфавиту указан в табл. 4.

Таблица 4
Номера вариантов чередований фаз сети на фазах счётчика 123

В зарисовках применена двузначная нумерация. Здесь учтено чередование фаз сети АВС, подключаемых на фазы счётчика 123:

Для иллюстрации: схема № 24 значит, что на счётчик поданы:

Следует подчеркнуть, что в реальных схемах подключение фаз сети на фазы счётчика неизвестно. Именно его определение является целью проверки схемы и, при необходимости, её исправления.

10. Два способа записи и исправления векторных диаграмм электросчётчиков

Разработаны два способа:
1) По цветному обозначению векторов ЖЗК.
2) По универсальному обозначению АВС.

Далее цветные и универсальные записи, фиксации, исправления и т.п. будут записываться сокращённо: цветной и универсальный. А также обозначаться первыми буквами Ц и У, соответственно.

Каждый способ имеет ограничения по применению:

Примеры внешних измерителей: «Вольтамперфазометр ВАФ-Парма», «Прибор энергетика многофункциональный портативный СЕ-602». Эти и аналогичные приборы применяют для счётчиков, у которых:

Упомянутыми приборами фиксируется также и чередование напряжений. Но для этого существуют и многочисленные, более простые и дешёвые, устройства.

Особенности цветного метода:

Особенности универсального способа:

Далее будут рассмотрены все типовые векторные диаграммы электросчётчиков. Станет очевидно, что универсальный способ:

Для обоих методов записи Н и Т исправления складываются из двух шагов:
1) Первый: фиксация одного параметра;
2) Второй: фиксация двух оставшихся параметров.

10.1. Порядок записи по цветному обозначению

1) Напряжения записывают по цветам векторов ЖЗК и фаз счётчика, на которые они фактически поданы.
2) Первым фиксируют напряжение на фазе 1. Оно опорное, отражается жёлтым вектором: ЦН=Ж=1. Так для всех ВД!
3) Затем фиксируют два остальных вектора Н:

4) Других вариантов записи напряжений НЕТ: или верное ЖЗК=123, или неверное ЖКЗ=132!
5) Для токов:

Здесь и далее запись ЖЗК=123 означает, что:

Аналогично и для других последовательностей: ЖКЗ=132; ЗЖК=213; КЗЖ=321 и т.д.

10.2. Порядок записи по универсальному обозначению

Рис. 3. Векторная диаграмма напряжений в трёхфазной сети при естественном чередовании

9) Два других тока записываются, как и для цветного способа. В записи должны быть или должны отсутствовать пары, как на ВД.

Вопрос читателю!
2*) Сколько различных ВД получается из 36 вариантов сочетаний чередований напряжений и токов?

10.3. Приёмы исправления векторных диаграмм электросчётчиков

Исправление зависит от:
1) Наличия или отсутствия пар:
1.1) Имеются три пары.
1.2) Есть одна пара.
1.3) Нет пары.
2) Чередования напряжений: верное или неверное.
3) Чередования токов: верное или неверное.

При наличии трёх пар:

При наличии одной пары:

При отсутствии пары:

11. Запись и исправление гипотетических векторных диаграмм электросчётчиков

Рассматриваются ВД с нагрузками, близкими к типовым:

11.1. Верная схема № 11

ВД при подаче на счётчик от сети напряжений Н=АВС=123 и токов Т=АВС=123 показана на рис. 4.

Рис. 4. Векторная диаграмма для верной схемы 11 и активно-реактивных нагрузок

Описание диаграммы:

Записи ВД:

11.2. Неверная схема №12

Здесь от сети на фазы счётчика подаются: Н=АВС=123, Т=АСВ=123. Соответствующая векторная диаграмма изображена на рис. 5.

Рис. 5. Векторная диаграмма для неверной схемы 12 и активно-реактивных нагрузок

Описание диаграммы:

Записи ВД:

Исправления:

Проверка исправления:
1) Напряжения чередуются верно (так и было, они не менялись).
2) Токи чередуются тоже верно.
3) На каждой фазе счётчика образовалось по паре векторов Н и Т:

С одной парой при верном чередовании напряжений и неверном токов возможны ещё две ВД. С парой зелёной или красной. Запись и исправление этих диаграмм выполняются аналогично, как и при паре жёлтых векторов.

11.3. Неверная схема № 14

Здесь от сети на фазы счётчика подаются: Н=АВС=123, Т=ВСА=123. Соответствующая векторная диаграмма изображена на рис. 6.

Рис. 6. Векторная диаграмма для неверной схемы 14 и активно-реактивных нагрузок

Описание диаграммы:

Записи ВД:

Исправления цветные, первое переключение на произвольно взятых фазах 12:
1) Напряжениями: ЦН=ЖЗК=123>ЖЗ(12):ЗЖК=213>ЗК(23):КЖЗ=312
ЦТ=КЖЗ=312;
2)Токами:ЦТ=КЖЗ=312>ЖЗ(12):КЗЖ=321>КЖ(31):ЖЗК=123
ЦН=ЖЗК=123.

Описание исправления ВД для цветной фиксации:
1) Изменение напряжениями:

2) Изменение токами:

Исправления универсальные на фазах 12, как и для цветных:
1) Напряжениями:
УН=АВС=123>АВ(12):ВАС=123>АС(23):ВСА=123
УТ=ВСА=123.
2) Токами:
УТ=ВСА=123>ВС(12):СВА=123>СА(13):АВС=123.
УН=АВС=123.

Описание исправления ВД для универсальной фиксации:
1) Изменение напряжениями:

2) Изменение токами:

Вопросы читателю!
После исправлений получилась последовательность векторов КЖЗ (ВСА) или ЖЗК (АВС). После считывания исправленных диаграмм:
3*) Будет ли и в чём разница в считанных ВД?
4*) Если разницы не будет, то почему?

Сравнение цветного и универсального способов:
1) Если первая замена напряжений на фазах 12, то вторая тоже одинакова – на фазах 23.
2) Если первая замена токов на фазах 12, то вторая тоже одинакова – на фазах 13.
3) Оба способа, при первых переключениях на одних и тех же фазах счётчика, приводят к однозначной одинаковой второй замене.
4) Способы абсолютно равноценны (нужно помнить об ограничениях применения каждого).

Рассмотренную ВД можно исправлять шестью вариантами: 3 варианта – переключением напряжений и 3 – токов. По одному из них – рассмотрено.

При верном чередовании напряжений и токов возможна ещё одна ВД с отсутствием пары. Записи и исправления этой диаграммы выполняются аналогично.

Вопрос читателю!
5*) Чем объяснить, что при верных последовательностях напряжений и токов может быть только две различных ВД (напоминание: с одной парой возможны три ВД)?

11.4. Неверная схема № 22

Здесь от сети на фазы счётчика подаются: Н=АСВ=123, Т=АСВ=123. ВД с отслеживанием чередования и без него различны и будут рассмотрены по отдельности.

11.4.1. Неверная схема № 22 при отслеживании чередования напряжений

Векторная диаграмма, на которой отслеживается последовательность векторов Н изображена на рис. 7.

Рис. 7. Векторная диаграмма для неверной схемы 22 и активно-реактивных нагрузок с отслеживанием чередования напряжений

Описание диаграммы:

Записи ВД:

Исправления цветные:
1) Первая замена – напряжений на произвольно взятых фазах 13:
ЦН=ЖКЗ=132>ЖК(13):КЖЗ=312: Н стали чередоваться верно. Вместо трёх сформировалась одна пара Зел=2 (выделено полужирным);
ЦТ= ЖКЗ=132>ЖК(13):КЖЗ=312: Т тоже стали чередоваться верно. Сформировались три пары К=3, Ж=1, З=2. ВД исправлена.
2) Первая замена – токов на произвольно выбранных фазах 23:
ЦТ= ЖКЗ=132>КЗ(32):ЖЗК=123: Т стали чередоваться верно. Вместо трёх сформировалась одна пара Ж=1 (выделено полужирным);
ЦН=ЖКЗ=132>КЗ(32):ЖЗК=123: Н тоже стали чередоваться верно. Сформировались три пары Ж=1, Зел=2, К=3. ВД исправлена.

Исправления условные:
1) Первая замена – напряжений на фазах 13, как и для цветного способа:
УН=АСВ=123>АВ(13):ВСА=123: Н стали чередоваться верно. Вместо трёх сформировалась одна пара С=2 (выделено полужирным);
УТ=АСВ=123>АВ(13):ВСА=123: Т тоже стали чередоваться верно. Сформировались три пары В=1, С=2, А=3. ВД исправлена.
2) Первая замена – токов на фазах 23, как и для цветного метода:
УТ=АСВ=123>СВ(23):АВС=123: Т стали чередоваться верно. Вместо трёх сформировалась одна пара А=1 (выделено полужирным);
УН=АСВ=123>СВ(23):АВС=123: Н тоже стали чередоваться верно. Сформировались три пары А=1, В=2, С=3. ВД исправлена.

Сравнение цветного и универсального способов:
1) Если первая замена напряжений на фазах 13, то вторая токов – на тех же фазах 13.
2) Если первая замена токов на фазах 23, то вторая напряжений тоже на фазах 23.
3) Замена напряжений (токов) на любых фазах предопределяет переключение токов (напряжений) на тех же фазах.
4) Способы абсолютно равноценны (нужно помнить об ограничениях применения каждого).

Рассмотренную ВД можно исправлять шестью вариантами: 3 варианта – первым переключением напряжений; или 3 – первым токов. По одному из них – рассмотрено.

Векторная диаграмма электросчётчиков с тремя парами при неверном чередовании напряжений и токов только одна, других нет.

11.4.2. Неверная схема № 22 без отслеживания чередования напряжений

Как отмечалось выше, ВД счётчиков НЗИФ не отслеживают чередования напряжений. Их записывают по индикации на ЖКИ счётчика или внешних приборов/устройств. Соответствующая диаграмма изображена на рис.8. По упомянутой индикации последовательность напряжений неверная.

Рис. 8. Векторная диаграмма счётчика НЗИФ для неверной схемы 22 и активно-реактивных нагрузок без отслеживания чередования напряжения

Описание диаграммы:

Очевидно, что цветной способ записи и исправления диаграммы непригоден. Здесь, на ВД, напряжения и токи чередуются верно и имеется три пары. Значит, исправление не требуется, что не соответствует истине.

Диаграммы для схем 11 и 22 при неотслеживании чередования напряжений одинаковы. Нужно ещё раз обратить внимание: для счётчиков НЗИФ последовательность Н нужно обязательно проверять. Руководствоваться чередованием векторов на самой диаграмме нельзя.

Записи ВД:

Исправления условные:
1) Первая замена – напряжений на фазах 13, как и для ВД с отслеживанием последовательности Н:
УН=АСВ=123>АВ(13):ВСА=123: Н стали чередоваться верно. Вместо трёх сформировалась одна пара С=2 (выделено полужирным);
УТ=АСВ=123>АВ(13):ВСА=123: Т тоже стали чередоваться верно. Сформировались три пары В=1, С=2, А=3. ВД исправлена.
2) Первая замена – токов на фазах 23, как и для ВД с отслеживанием чередования Н:
УТ=АСВ=123>СВ(23):АВС=123: Т стали чередоваться верно. Вместо трёх сформировалась одна пара А=1 (выделено полужирным);
УН=АСВ=123>СВ(23):АВС=123: Н тоже стали чередоваться верно. Сформировались три пары А=1, В=2, С=3. ВД исправлена.

Видно, что исправления как ВД с отслеживанием чередования напряжений, так и без него, одинаковы. Этого и следовало ожидать, поскольку записи диаграмм тоже идентичны друг другу.

Вопросы читателю!
6*) Что измениться и что останется неизменным на ВД схемы 22 до и после их исправления?
7*) Есть ли разница в величине суммарной активной мощности, учитываемой схемами 11 и 22? (напоминание: имеется 2 способа суммирования активной мощности).

11.5. Неверная схема № 24

Здесь от сети на фазы счётчика подаются: Н=АСВ=123, Т=ВСА=123. ВД счётчиков НЗИФ не отслеживают верность последовательности векторов напряжений. Для них диаграмма будет показана отдельно.

11.5.1. Схема № 24 при отслеживании чередования на ВД

ВД, отслеживающая верность чередования напряжений, показана на рис. 9.

Рис. 9. Векторная диаграмма электросчётчиков для неверной схемы 24 и активно-реактивных нагрузок с отслеживанием чередования напряжений

Описание диаграммы:

Записи ВД:

Это единственный вариант исправления.

Исправления:
1) Цветное:
ЦН=ЖКЗ=132>ЖК(13):КЖЗ=312: чередование Н и Т верное, есть три пары;
ЦТ=КЖЗ=312.
2) Универсальное:
УН=АСВ=123>АВ(13):ВСА=123: чередование Н и Т верное, есть три пары;
УТ=ВСА=123.

Оба способа привели к верной ВД.

11.5.2. Схема № 24 при отсутствии отслеживании чередования напряжений на ВД

ВД, на которой не отслеживается верность чередования напряжений, показана на рис. 10, схема 24. Для этой схемы о неверной последовательности Н свидетельствует:

Описание и запись диаграммы:

Исправление ВД:
УН=АСВ=123>АВ(13):ВСА=123: Н и Т чередуются верно, образовалось 3 пары;
УТ=ВСА=123.

Это единственный вариант исправления.

Две различных ВД (рис. 9 и 10) соответствуют одной и той же схеме 24. Исправление их выполняется переключением напряжения на фазах 13 и цветным, и универсальным способом. Это ещё одно подтверждение:

Возможны ещё 2 ВД с пучками токов возле жёлтого и красного векторов напряжения. Они возникают при неверном чередовании напряжений и верном – токов у счётчиков НЗИФ. Запись и исправление этих диаграмм выполняются, как и в рассмотренном случае.

11.6. Неверная схема № 23

Здесь от сети на фазы счётчика подаются: Н=АСВ=123, Т=ВАС=123.

11.6.1. Схема № 23 при отслеживании чередования на ВД

Векторная диаграмма для схемы 23, отображаемая конфигураторами, отслеживающими верность чередования напряжений, изображена на рис. 11.

Рис. 11. Векторная диаграмма электросчётчиков для неверной схемы 23 и активно-реактивных нагрузок с отслеживанием чередования напряжений

Описание диаграммы:

Записи ВД:

Исправления цветное, первое переключение, произвольно взятое, на фазах 23:
1) Первое переключение напряжениями:
ЦН=ЖКЗ=132>КЗ(32):ЖЗК=123, чередование Н верное, сформировалась пара К=3;
ЦТ=ЗЖК=213>ЗЖ(21):ЖЗК=123, чередование Т тоже верное, сформировались три пары, ВД исправлена.
2) Первое переключение токами:
ЦТ=ЗЖК=213>ЗК(23):КЖЗ=312, чередование Т верное, сформировалась пара Зел=2;
ЦН=ЖКЗ=132>ЖК(13):КЖЗ=312, чередование Н тоже верное, сформировались три пары, ВД исправлена.

Исправления универсальное, первое переключение, как и для цветного метода, на фазах 23:
1) Первое переключение напряжениями:
УН=АСВ=123>СВ(23):АВС=123, чередование Н верное, сформировалась пара С=3;
УТ=ВАС=123>ВА(12):АВС=123, чередование Т тоже верное, сформировались три пары, ВД исправлена.
2) Первое переключение токами:
УТ=ВАС=123>АС(23):ВСА=123, чередование Т верное, сформировалась пара С=2;
УН=АСВ=123>АВ(13):ВСА=123, чередование Н тоже верное, сформировались три пары, ВД исправлена.

Рассмотренную ВД можно исправлять шестью вариантами: 3 варианта – первое переключение напряжений и 3 – токов. По одному из них – рассмотрено.

При верном чередовании напряжений и токов возможна ещё одна ВД с отсутствием пары. Записи и исправления этой диаграммы выполняются аналогично.

11.6.2. Схема № 23 без отслеживания чередования на ВД

Векторная диаграмма для схемы 23, формируемая конфигураторами счётчиков НЗИФ, приведена на рис. 12. На ЖКИ многофункциональных счётчиков мигают номера фаз 123 – последовательность напряжений неправильная. На других приборах учёта внешние измерители фиксируют неверное чередование напряжений. Здесь пригоден только универсальный способ записи и исправления ВД.

Рис. 12. Векторная диаграмма электросчётчиков для неверной схемы 23 и активно-реактивных нагрузок без отслеживания чередования напряжений

Описание диаграммы:

Записи ВД:

Исправления универсальное, первое переключение, взятое произвольно, на фазах 12:
1) Первое переключение напряжениями:
УН=АСВ=123>АС(12):САВ=123: чередование верное, есть пара А=2;
УТ=ВАС=123>ВС(13):САВ=123: чередование верное, есть три пары С=1, А=2, В=3.
2) Первое переключение токами:
УТ=ВАС=123>ВА(12):АВС=123: чередование верное, есть пара А=1;
УН=АСВ=123>СВ(23):АВС=123: чередование верное, есть три пары А=1, В=2, С=3.

Рассмотренную ВД можно исправлять шестью вариантами. 3 варианта – первым переключением напряжений и 3 – первым переключением токов. По одному варианту – рассмотрено.

При неверном чередовании напряжений и токов возможна ещё одна ВД с отсутствием пары. Записи и исправления этой диаграммы выполняются аналогично.

Вопрос читателю!
8*) Можно ли, и если можно, то как доказать, что без пары может быть только 4 ВД – по две при верном и неверном чередовании напряжений (напоминание: с одной парой имеется 6 различных ВД)?

12. Заключение

1) При отклонениях схемы прибора учёта электроэнергии от рекомендаций изготовителя возможен её недоучёт. Самым наглядным и эффективным способом обнаружения ошибки в схеме является анализ векторных диаграмм электросчётчиков.
2) Большинство многофункциональных и многотарифных счётчиков позволяют снимать готовые векторные диаграммы. Выполняют это с помощью программ-конфигураторов.
3) Для построения вручную векторных диаграмм однотарифных приборов учёта требуются данные по величинам напряжений и токов. Для их определения, а также углов между указанными параметрами, используют внешние специализированные приборы. Примеры: СЕ-602, ВАФ-Парма.
4) Такие же приборы, и более простые, используют для нахождения очерёдности напряжений на фазах счётчика. Это обязательно для счётчиков НЗИФ. Для счётчиков остальных производителей измерители применяют, когда есть сомнения в достоверности считанных диаграмм.
5) Разработаны 2 способа записи ВД:

6) Принятые в заметке обозначения фаз сети и векторов для универсальной записи (АВС); векторов напряжений и токов для цветного способа (ЖЗК); фаз счётчика (123):

7) Верной является схема отражающая на ВД векторы Н=ЖЗК=123 и Т=ЖЗК=123. Или Н=АВС=123, Т=АВС=123. Здесь Н и Т чередуются правильно и на каждой фазе счётчика имеются одноцветные (одноимённые) векторы.
8) Исправление ВД выполняется одним или двумя переключениями проводов, подводящих напряжение и ток к фазам счётчика.
9) При наличии или появлении одной пары, замену делают на фазах, где нет пары.
10) Одно пересоединение выполняется при наличии одной пары:

11) Две замены делаются, если есть три пары или нет ни одной пары:

Версии ответов на вопросы

14. Литература

Если есть вопросы, замечания, пожелания – пишите, пожалуйста.

Спасибо за внимание!

Чтоб у Вас и диаграммы, и всё остальное не было кривым ☺! А Covid’лы не было совсем.

Источник