在电厂电气仪表专业的实际工作中, 三相功率表的应用非常广泛。工作中经常会因种种原因需要对功率表进行改制, 现将经常遇到的一些改制工作的方法根据实际情况介绍如下。
因为生产现场互感器的变比是多种多样的。所以, 我们从生产厂家购买的功率表的表盘上没有注明互感器一次电压和电流值, 也没有刻度线。只注明了二次电压和二次电流值。这就需我们根据需要自行绘制刻度, 并需作适当的误差调整。其改制步骤如下。
计算出额定一次功率:设互感器一次额定电压和电流分别为Un和In, 则一次额定功率为Pn。
根据计算出的额定功率Pn值, 选定某个与它相近的功率作为功率表的满刻度值。这个值必须是整数, 而且一般只有头两位数可以不为零, 若第二位数选不为零的数的话, 应优选为5。设满刻度功率选为Px。
计算与Px对应的二次功率值, 设为PO, 则PO=Px/KuKI;式中Ku、KI为电压变比和电流变比。
试验三相功率表灵敏度。为此应按检定三相功率表的方法接线, 在cosφn=1的条件下, 使每只标准表的读数指示到等于PO/2。这时三相功率表的指针应指示在满刻度。若不能指示到满刻度, 可以再试验另外一只三相功率表, 选其中指针与满刻偏离是最小者改制。一般都需要对三相功率表的电阻或磁间隙进行适当调整后, 指针才能恰好指在满刻度线上。但调整时需注意两组元件的转矩平衡。
为除了满刻度以外的其它刻度“点盘”。为此可按Px和PO的关系算出其它刻度时对应的二次功率值。设欲“点盘”的刻度线是Px1, 则与之对应的二次功率应为:
PO1=Px1/PxPO=KPO;式中K为小于1的比例系数。
按算得的二次功率值加给标准功率表, 在三相功率表上把相应的一次功率值“点”出来 (可用削尖的铅笔或其他笔轻“点”) 。把“点”过盘的表再检定一次, 认为合格后, 即可正式画刻度线。画完刻度后应经正式检定。
例如:有一只未“点”过盘的三相功率表, 电压互感器变比为10kV/100V, 电流互感器变比为100A/5。满刻度值的选定和各刻度点对应的二次功率计算如下。
一次额定功率为
满刻度值应选为1.5 M W (或2.0 M W) 。而与1.5MW对应的二次功率是:
与1 M W刻度线对应的二次功率为:750W/1.5=500W
与0.5MW刻度线对应的二次功率为:7 5 0 W/3=2 5 0 W
如果现场的互感器变比变更了, 与之配套使用的三相功率表的刻度也必须重新绘制。因此, 改制方法与步骤跟空白表盘功率表的改制方法相同。
改制这类表的有利条件是功率表的灵敏度都是知道的。因此选择仪表时应该尽量选择二次功率相同或相近的仪表改制。这样一来, 就只需改画刻度, 不必调整仪表的误差了。
当将单向刻度的有功功率表改为双向刻度时, 首先应将指针调到我们需要的零位, 然后采用增大游丝力矩的方法以, 改画刻度。这种方法的实质是增大反作用力矩, 所以对仪表的机械品质系数有改进。最好不要单纯用增大附加电阻的方法改双向刻度, 因为这种方法的实质是降低转动力矩的方法, 对仪表性能有不利影响。
改制前应该知道待改制仪表的测量上限和游丝的总力矩, 如果不知道游丝总力矩, 可以用游丝力矩仪或挂砝码的方法实测。并归算到转90°时的力矩, 以便选择游丝。
如果改制后要求测量上限不变, 且零位居刻度盘的几何中心, 则只要将指针位置移到刻度几何中心, 然后更换力矩大一倍的游丝就可以了。更换的游丝的材料和尺寸等, 要和原游丝一致, 各盘游丝力矩分配比例, 有可能的话也维持不变。游丝焊好后, 如果满刻度值不在所需要的位置, 也可以用同时适当改变两组元件的附加电阻或调磁间隙的办法稍作调整。
如果要求的刻度是双向不对称的, 则应该按测量范围大的那个量限选择游丝力矩。
首先将有功功率表内部接线按 (图1) 所示方法改接 (虚线是为有功功率表时的接线法) 。然后把A相和C相电压电路的总电阻各加大到原有电阻值的1.155倍就可以了。 (图2) 是改制后的向量图。
其原理分析如下:因为有功功率表定度是在cosφ=1的情况下, 这时电流和电压之间的夹角各为3 0°, 定度功率为2UIcos30°=3UI, (图1) 。而改成无功功率表后, 是在sinφ=1, 即φ=90° (感性) 的情况下定度的, 这时的向量图如图2所示, 定度功率为2UI, 即比有功功率表时的定度功率大了0.268UI。为了在同一额定电压和电流下使仪表指针仍指示原满刻度的位置, 必须使功率仍等于原功率值 (以便不改变游丝力矩) 。故每相附加电阻均增大到原电阻值的:
倍就可以了。改接线后, 角误差还需要补偿。
这种接线方法, 只能用在完全对称的三相电路中, 故最好把它改成具有人工中性点的接线方式。
首先仍按 (图1) 改变内部接线。然后把A相和C相电压电路内的总电阻 (包括动圈电阻) 减小到原电阻值的0.577倍, 并在B相电压回路中加入一个与上述电阻值相等的附加电阻就可以了。例如, 原有功功率表A相和C相电压回路附加电阻为14.50kΩ, 动圈电阻为500Ω, 当把它改成具有人工中性点接线的无功功率表时, 其附加电阻需要改为:
B相需要接入的电阻的是:RB= (14.50kΩ+500Ω) ×0.577=8.655kΩ
其改制原理分析如下:该有功表定度时功率为当改制具有人中工性点的无功功率表时的功率为UI。与有功功率表相比, 定度功率小了所以, 欲维持原转矩, 必须把附加电阻减少到原有电阻的倍。
最好选用其两个附加电阻阻值相等的有功功率表改制。改制后各相电压回路电阻值要维持相等。角误差需重新补偿。
仪表内部接线维持不变, 只要把A相和C相电压回路的总电阻 (包括动圈电阻) 减小一半, 并在B相加入一个与上述阻值相等的附加电阻就可以了。计算方法和注意事项可参考有功功率表改为具有人工中性点接线的无功功率表的方法。
减小电阻的理由:原表定度时的功率为2UI, 改制后的定度功率为UI, 故附加电阻需减小一半, 以维持原表的定度功率。
上述用改接线和改变附加电阻的办法改表是切实可行的。动圈电流改变范围并不大, 因此, 对仪表性能无甚影响。
首先从无功功率表的内部把接到电压端钮的A、C线头交换一下位置, 然后再把A相电流端钮的两个线头交换一下位置的, 可见 (图3) , 图中的虚线是改制以前的接线。
因为跨阻90°无功功率表的定度功率是2UI, 而有功功率表的定度功率是所以, 必须把电阻减少到原有电阻的倍, 才可以维持原有定度功率。
无功功率表的内部连线改接方法仍与 (图3) 相同。但这时应把中相电阻取掉。因为该无功表定度功率屡UI, 而且功功率表为UI, 所以, 应将电压电路电阻增大至原有电阻的倍, 仪表的定度功率即可维持不变。
以上是本人对生产现场关于功率表改制工作中的一些方法的浅谈, 不足之处望同仁们批评指正。
摘要：通过对功率表的不同应用场合和实际工作情况, 研究出功率表的改制方法, 其中包括空白表盘改制、互感器变化变更时的改制、单向刻度改双向刻度、改有功功率表为无功功率表、改无功功率表为有功功率表的方法等。为现场工作人员提供参考意见, 提高工作效。
关键词：功率表,改制,方法
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