О стандартах на измерительные трансформаторы 2789
Очередная публикация материлов 8-ой научно-технической конференции "Энергия белых ночей 2016". Сегодня Вашему вниманию предлагаем ознакомиться с материлом Р. Ф. Раскулова (к. т. н., главный метролог ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока») «О стандартах на измерительные трансформаторы».
Разработка стандартов на измерительные трансформаторы (ИТ),как во времена Советского Союза,так и в постсоветское время,проводилась с учетом требований международных стандартов.
ГОСТ 1983-89 «Трансформаторы напряжения. Общие технические условия» полностью соответствовал стандарту СЭВ 2734-80 и в него были введены требования стандартов МЭК 186 и МЭК 44-4.
ГОСТ 7746-89 «Трансформаторы тока. Общие технические условия»полностью соответствовал стандарту СЭВ 2733-80 и в него были введены требования стандартов МЭК 185 и МЭК 44-1.
В ГОСТ 1983-2001 и ГОСТ 7746-2001 включены все необходимые положения стандартов МЭК 60044-2:1997 «Измерительные трансфор- маторы. Часть 2: Трансформаторы напряжения» иМЭК 44-1: 1996 «Из- мерительные трансформаторы. Часть 1: Трансформаторы тока» соответ- ственно.
В настоящее время вышеупомянутые стандарты МЭК заменены новыми стандартами серии 61869.
В публикациях [1, 2] сообщалось о необходимости пересмотра межгосударственных стандартов на ИТ.
В 2014-2015 гг. ОАО «СЗТТ» проводилась работа по пересмотру ГОСТ 7746 и ГОСТ 1983 с учетом требований стандартов МЭК серии 61869.
В ГОСТ 1983-2015 учтены основные положения международных стандартов:
МЭК 61869-1(2007) «Трансформаторы измерительные. Часть 1. Об- щиетребования» (IEC 61869-1(2007) «Instrumenttransformers – Part 1: Generalrequirements»), МЭК 61869-3(2011) «Трансформаторыизмеритель- ные. Часть 3. Дополнительные требования к индуктивным трансформа- торам» (IEC 61869-3(2011) «Instrumenttransformers – Part 3: Additionalre quirementsforinductivevoltagetransformers») и МЭК 61869-5(2011) «Транс- форматоры измерительные. Часть 5. Дополнительныетребованиякем- костнымтрансформаторам» (IEC 61869-5(2011) «Instrumenttransformers
– Part 5: Additionalrequirementsforcapacitorvoltagetransformers»).
В ГОСТ 7746-2015 учтены основные положения международ- ных стандартов: МЭК 61869-1(2007) «Трансформаторы измеритель- ные. Часть 1. Общиетребования» («Instrumenttransformers – Part 1: Generalrequirements») иМЭК 61869-2(2012) «Измерительныетрансфор- маторы. Часть 2. Дополнительныетребованияктрансформаторамтока» («Instrument transformers – Part 2: Additional requirements for current transformers»).
В работе [3]приведены основные отличия требований стандартов МЭК на ИТ от межгосударственных стандартов, действующих в СНГ, и показано, что прямое применение стандартов МЭКнедопустимо. Подтверждением этого, явилось большое количество замечаний, полученных при пересмотре межгосударственных стандартов ГОСТ 7746 -2001 и ГОСТ 1983-2001.
Было получено свыше 200 замечаний и предложений по содержанию первых редакций ГОСТ 1983 и более 150 по ГОСТ 7746.
Большинство замечаний относилось к введенным в ГОСТы требований из стандартов МЭК серии 61869, и в окончательных редакциях ГОСТ 7746 и 1983 остались только необходимые для энергетики положения из стандартов МЭК серии 61869.
Например, при разработке окончательных редакций ГОСТ 1983 и ГОСТ 7746 в них включены только те требования общего стандарта МЭК 61869-1 «Измерительные трансформаторы – Часть 1: Общие требования», которые приемлемы для энергетики (ориентировочно 4 страницы из 62 страниц стандарта МЭК 61869-1).
Поэтомунеобходимо полностью прекратить практику внедрения идентичных переводов стандартов МЭК в качестве ГОСТ, а на те переводы, которые уже были уже начаты, установить область применения – для экспортных поставок.
Разработка стандартов в области электротехники и энергетики должна проводиться, используя имеющиеся ГОСТы, в которые должны вноситься необходимые изменения.
Для этого необходимо иметь технически грамотные переводы стандартов МЭК, но они не должны иметь статуса ГОСТ, так как недопустимо, чтобы к оборудованию предъявлялись взаимоисключающие требования.
Новые требования, добавленные в ГОСТ 7746 и 1983 из МЭК 61869-1:
● Раздел «Общие определения» стандарта дополнен определениями к газовой изоляции. Откорректированы требования к газонаполненным ИТ;
● Для масляных и газонаполненных ИТ класса напряжения 110 кВ и выше, введено требование к защите от внутреннего дугового короткого замыкания;
● Откорректированы требования по нагреву;
● Введено требование к экологии;
● Для ИТ класса напряжения 330 кВ и выше введено испытание многократным срезанным импульсом на выводах первичной обмотки.
Испытание многократным срезанным импульсом на выводах первичной обмотки проводят с приложением многократных импульсов отрицательной полярности, срезанных близко к «вершине».
Заданное амплитудное значение испытательного напряжения долж- но составлять 70 % от номинального выдерживаемого напряжения гро- зового импульса. Прикладывают 600 последовательных импульсов, с ча- стотой примерно 1 импульс/мин.
По согласованию между изготовителем и потребителем количество импульсов может быть уменьшено до 100.
Новые требования, добавленные в ГОСТ 1983 из МЭК 61869-3:
● Расширен ряд номинальных напряжений трансформаторов напряжения (ТН);
● Введено два диапазона мощности нагрузки ТН.
Номинальные мощности трансформаторов (обмоток трансформаторов) для любого класса точности при коэффициенте мощности (cosφ) от 0,5 до 1 для нагрузки типа I:
1,0; 2,5; 5,0; 10, 15, 20 В∙А.
Номинальные мощности трансформаторов (обмоток трансформаторов) для любого класса точности при коэффициенте мощности (cosφ) активно-индуктивной нагрузки 0,8 для нагрузки типа II:
10; 15; 20; 25; 30; 45; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 800; 1000; 1200 В∙А.
Новые требования, добавленные в ГОСТ 1983 из МЭК 61869-5:
● Добавлены определения к емкостным ТН;
● Изменены требования к конструкции, изоляции, испытаниям и характеристикам емкостных ТН.
Из стандарта МЭК 61869-2 в ГОСТ 7746 введены следующие требования:
● Расширен ряд номинальных первичных токов имевшихся в предыдущей редакции ГОСТ 7746. Также допускается первичный ток выбирать из ряда 10-12,5-15-20-25-30-40-50-60-75 А, а также из их десятичного умножения или дроби;
● Введен расширенный диапазон первичного тока – 150 и 200 % номинального первичного тока.
Погрешности трансформаторов тока (ТТ) расширенного диапазон не должны выходить за пределы погрешностей при 120 % номинального первичного тока, ТТ должен быть рассчитан на продолжительную работу при таких токах и такие ТТ должны иметь специальную маркировку.
Для применения ИТ в АИИСКУЭ в стандарты введены следующие требования:
● О пломбировании измерительных обмоток;
● Откорректированы требования к нижним пределам вторичных нагрузокТН:
Нагрузка должна иметь любое значение от 0 В∙А до 100 % номинальной нагрузки, при коэффициенте мощности от 0,5 до 1, для нагрузки типа I и между 25 % и 100 % номинальной нагрузки при коэффициенте мощности 0,8, для нагрузки типа II.
Для нагрузки типа I допускается коэффициент мощности отличный от 1.
● Введено допущение о нестандартных вторичных нагрузках:
Для данного трансформатора при условии, что одно из значений номинальной мощности стандартное и относится к стандартному классу точности, допускаются другие номинальные значения мощности, которые могут быть нестандартными значениями, но относящимися к другим классам точности.
● Введено конструктивное исполнение однофазных ТН с тремя и более вторичными обмотками. В ТН с тремя и более вторичными обмотками первая основная вторичная обмотка предназначена для учета электроэнергии, вторая основная для питания измерительных приборов и цепей защитных устройств, а дополнительная вторичная обмотка - для питания цепей защитных устройств и контроля изоляции сети.
● Из ГОСТ 7746 убрано устаревшее требование о нижних пределах вторичных нагрузок для нагрузок 10 В∙А и менее:
Было: «Для трансформаторов с номинальными вторичными нагрузками 1; 2; 2,5; 3; 5 и 10 В∙А нижний предел вторичных нагрузок – 0,8; 1,25; 1,5; 1,75; 3,75 и 3,75 В∙А соответственно».
Стало: «Для трансформаторов с классом точности от 0,1 до 1,0 и номинальной нагрузкой не более 30 В∙А допускается нижний предел вторичной нагрузки менее 25 % номинальной, вплоть до нулевой.
В технически обоснованных случаях допускается изготовление трансформаторов с нижним пределом вторичной нагрузки более 25 % номинальной».
В ГОСТ 7746 введено допущение о проверке предельной кратности косвенным методом, который должен быть установлен в документации на ТТ конкретного типа, если при квалификационных испытаниях доказано, что этот способ обеспечивает получение равнозначных результатов.
Предельную кратность ТТ с низким значением рассеяния магнитного поля допускается определять путем измерения тока намагничивания. Выраженное в процентах отношение измеренного тока намагничивания к нормированному току предельной кратности не должно превышать нормируемого для соответствующего класса точности значения полной погрешности.
Признаками низкого рассеяния конструкции являются: 1) кольцевая форма магнитопровода с равномерно распределенной вдоль его длины вторичной обмоткой; 2) расположение первичного проводника должно быть вдоль оси магнитопровода, а при многовитковом первичном проводнике – равномерно распределенным вдоль длины магнитопровода;
3) отсутствие влияния магнитного поля близко расположенных проводников первичной схемы.
В ГОСТ 7746 добавлена методика определения предельной кратности для ТТ с большими токами косвенным методом.
В стандартах откорректированы требования к уровню частичных разрядов и их определению уровня с учетом требований стандарта IEC 60270 High-voltage test techniques – Partial discharge measurements. - Third edition, 2000-12 (ГОСТ Р 55191-2012).
Пересмотренные ГОСТ 7746 и 1983 содержат в себе необходимые общие требования к ИТ, выпускаемым в СНГ, и учитывают предложения и замечания, полученные при пересмотре стандартов.
При пересмотре межгосударственных стандартов выяснилась потребность в следующих стандартах:
● Дополнительные требования к ТТ для работы в переходных режимах;
● Дополнительные требования к комбинированным трансформаторам;
● Дополнительные требования к антирезонансным ТН;
● Стандарт на электронныеИТ.
Структура стандартов по ГОСТ,с учетом перспективы дальнейшего развития приведена в таблице.
Структура стандартов на ИТ с учетом перспективы развития
Общие межгосудар- ственные стандарты |
Наименование нового ГОСТа |
Аналогичный стандарт (руководство) МЭК |
|
ГОСТ 7746 Транс- форматоры тока. Общие технические условия |
Дополнительные требования к трансформаторам тока для работы в переходных режимах |
МЭК 61869-2 Часть 2: Дополни- тельные требования для транс- форматоров тока МЭК 60044-6 Часть 6: Требова- ния к трансформаторам тока для защиты в условиях переходных процессов. IEC/TR 61869-100 Ed. 1.0 Руко- водство по применению транс- форматоров тока для защиты электрических систем |
|
Дополнительные требования к комбинирован- ным трансформа- торам |
МЭК 61869-4 Измерительные трансформаторы – Часть 4: Дополнительные требования к комбинированным трансформа- торам |
||
ГОСТ 1983 Транс- форматоры напря- жения. Общие техни- ческие условия |
|||
Дополнительные требования к антирезонансным трансформаторам напряжения |
Instrumenttransformers - Part 102: Феррорезонансные колебания на подстанциях с электромаг- нитными трансформаторами напряжения |
Структура, применяемая в СНГ, где применяются два общих стандарта – на ТТ и ТН более логичная по сравнению со структурой МЭК, где один общий стандарт.
В дальнейшем, при разработке стандартов на новые типы ИТ, такие как комбинированные, электронные, ТТ для переходного режима и т.д., новые стандарты будут содержать в себе частные требования к конкретным типам ИТ, а общие требования уже содержатся в ГОСТ 7746 и ГОСТ 1983.
Например, при разработке ГОСТ на комбинированные трансформаторы в нем потребуется привести только требования к взаимному влиянию обмотки напряжения и токовой обмотки и методы этих испытаний, а все остальные требования уже имеются в ГОСТ 7746 и ГОСТ 1983.
В настоящее время в России имеется ряд идентичных переводов стандартов МЭК по ИТ:
ГОСТ IEC 60044-1-2013 Трансформаторы измерительные. Часть 1. Трансформаторы тока.
ГОСТ Р МЭК 60044-8-2010 Трансформаторы измерительные. Часть 8. Электронные трансформаторы тока.
ГОСТ Р МЭК 60044-7-2010 Трансформаторы измерительные. Часть 8. Электронные трансформаторы напряжения.
ГОСТ IEC 61869 -3-2012 Трансформаторы измерительные. Часть 3. Дополнительные требования к индуктивным трансформаторам напряжения.
ГОСТ Р МЭК 61869-2–2015 Трансформаторы измерительные. Часть 2. Дополнительные требования к трансформаторам тока.
Эти стандарты частично дублируют, а по многим положениям противоречат требованиям ГОСТ 7746 и ГОСТ 1983 и фактически они не могут применяться в качестве ГОСТ.
Поэтому необходимо исключить разработку стандартов дублирующих или противоречащих требованиям действующих в СНГ стандартов.
Выводы
1. Разработка стандартов в области электротехники и энергетики должна вестись только на основе ГОСТов, в которые должны вноситься необходимые изменения.
2. Пересмотренные межгосударственные стандарты ГОСТ 7746 и ГОСТ 1983 содержат только те требования из стандартов МЭК, которые приемлемы для энергетики.
3. Пересмотренные стандарты ГОСТ 1983 и 7746 содержат общие требования к ИТ, и в дальнейшем стандарты на новые виды ИТ разрабатывать будет значительно проще и быстрее, используя эти два стандарта в качестве общих, а не один, как в структуре МЭК.
4. Необходимо прекратить разработку дублирующих стандартов и идентичных переводов стандартов МЭК.
Литература
1. Раскулов Р.Ф. О внесении изменений в стандарты на измерительные трансформаторы / Метрология – Измерения – Учет и оценка качества электрической энергии.: Материалы 3-й научно-технической конференции. - С. Петербург.– 2010.
2. Раскулов Р.Ф. О межгосударственном стандарте на трансформаторы напряжения / Метрология – Измерения – Учет и оценка качества электрической энергии.: Материалы 6-й всероссийской научно-технической конференции. - С. Петербург.– 2013.
3. Раскулов Р.Ф. Об изменении стандартов на измерительные трансформаторы// Новости электротехники.– 2012.–№2(74).
Сведения об авторе
Раскулов Р. Ф., к. т. н., главный метролог,
ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока»
620043, Россия, г. Екатеринбург, ул. Черкасская, 25
Тел.: (343) 232-59-95, факс:212-52-55. e -mail: cztt@cztt.ru