MERENJE SNAGE GUBITAKA U KRATKO M SPOJ U BLOK TRANSFORMATORA U POSTROJENJU

1. Elektrotehnički institut “Nikola Tesla”, Beograd MERENJE SNAGE GUBITAKA U KRATKOM SPOJU BLOK TRANSFORMATORA U POSTROJENJU Dragana Naumović-Vuković*, Slobodan Škundrić*, Ljubiša Nikolić*, Radovan Đukanović**, Andrijana Kaljević** * Elektrotehnički institut „NIkola Tesla“ Beograd , Srbija ** Elektroprivreda Crne Gore, HE “Perućica”, Crna Gora MERENJE SNAGE GUBITAKA U KRATKOM SPOJU BLOK TRANSFORMATORA U POSTROJENJU Dragana Naumović-Vuković*, Slobodan Škundrić*, Ljubiša Nikolić*, Radovan Đukanović**, Andrijana Kaljević** * Elektrotehnički institut „NIkola Tesla“ Beograd , Srbija ** Elektroprivreda Crne Gore, HE “Perućica”, Crna Gora CG KO CIGRE I SAVJETOVANJE 12-16 Oktobar, 2009

2. Elektrotehnički institut “Nikola Tesla”, Beograd Svrha rada Rešavanje tehničkog problema merenja snage gubitaka u kratkom spoju blok transformatora u postrojenju: - odgovarajuća merna oprema, njen transport i razmeštaj u elektroenergetskom postrojenju - obezbeđenje regulisanog izvora napajanja transformatora snagom od nekoloko stotina kilovata do nekoliko megavata - formiranje mernih kola za struje reda kA - bezbedonosni aspekti rada i merenja u elektroenergetskom postrojenju CG KO CIGRE I SAVJETOVANJE 12-16 Oktobar, 2009

3. Elektrotehnički institut “Nikola Tesla”, Beograd Svrha rada Rešavanje metrološkog problema merenja snage gubitaka u kratkom spoju blok transformatora pri malim vrednostima faktora snage: - analiza greške merenja snage gubitaka u kratkom spoju - etaloniranje primenjene merne opreme i instrumenata - procena merne nesigurnosti i sledivost rezultata merenja CG KO CIGRE I SAVJETOVANJE 12-16 Oktobar, 2009

4. Elektrotehnički institut “Nikola Tesla”, Beograd • Merna metoda • Kratak spoj napravljen je na strani 110kV namotaja transformatora • Napajanje transformatora realizovano je sa niženaponske strane (10,5kV) pomoću odgovarjućeg (pripadajućeg) generatora • Primenjena je metoda merenja snage u trofaznom 3-žičnom sistemu pomoću trofaznog elektronskog vatmetra i tri strujna transformatora • Strujni transformatori su postavljeni u svaku fazu ponaosob u primarno kolo niženaponskog namotaja blok transformatora. CG KO CIGRE I SAVJETOVANJE 12-16 Oktobar, 2009

5. Elektrotehnički institut “Nikola Tesla”, Beograd • Merna metoda • Za temperaturu namotaja usvojena je procenjena temperatura izmerena pomoću postojećeg ugrađenog termometara za merenje temperature ulja, koji je postavljen na odgovarajućem mestu (džepu) u poklopcu kućišta transformatora i prenosnog termometra • Merenje otpornosti namotaja transformatora obavljeno je jednosmernom strujom po U/I metodi. CG KO CIGRE I SAVJETOVANJE 12-16 Oktobar, 2009

6. Elektrotehnički institut “Nikola Tesla”, Beograd Električna šema merenja gubitaka pri ogledu kratkog spoja CG KO CIGRE I SAVJETOVANJE 12-16 Oktobar, 2009

7. Elektrotehnički institut “Nikola Tesla”, Beograd • Merna oprema i instrumentacija • elektronski multimetar snage proizvodnje “Megger”, tip PMM-1, (jednovremeno merenje: I, U, P, Q, PF, , f sa osnovnom greškom od ± 0,1 % od merene vrednosti prividne snage u sve tri faze ponaosob • tri strujna transformatora prenosnog odnosa 2500 A / 5 A, proizvodnje “Rade Končar”, tip AGE3-24, klase tačnosti0,5. • za merenje otpornosti namotaja transformatrora po U-I metodi upotrebljena su dva multimetra proizvodnje “Fluke”, tip 189 osnovne greške merenja struje i napona ± 0,02 % od merene vrednosti. • pad napona na kratkospojnim vezama visokonaponskog namotaja transformatora meren je sa multimetrom “Fluke” tip 189. CG KO CIGRE I SAVJETOVANJE 12-16 Oktobar, 2009

8. Elektrotehnički institut “Nikola Tesla”, Beograd Ukupna relativna greška merenja snage gubitaka u sve tri faze (R, S, T) definisana je jednačinom: gde su: gW  – greška vatmetra, gST  – amplitudna greška strujnog transformatora,  δST – fazna greška strujnog transformatora,  - ugao između merene struje i napona. Greške merenja i korekcija CG KO CIGRE I SAVJETOVANJE 12-16 Oktobar, 2009

9. Elektrotehnički institut “Nikola Tesla”, Beograd Procena merne nesigurnosti • Komponente grešaka sa odgovarajućim tipom raspodele u skladu sa preporukom EAL-4/02 6: • greška etaloniranja vatmetra gW, od 0,2 % od merene vrednosti (pravougaona raspodela), • greška usled rezolucije vatmetra gWrez, bolja od 0,01% od opsega merenja, (pravougaona raspodela), • standardna devijacija ponovljenih merenja , manja od 0,2 % od merene vrednosti (normalna raspodela računata na uzorku od 36 merenja), • merna nesigurnost u određivanju amplitudne greške strujnih transformatora gST u apsolutnom iznosu od 0,05% (pravougaona raspodela), • merna nesigurnost u određivanju fazne greške strujnih transformatora δSTu apsolutnom iznosu od 0.5  (pravougaona raspodela). CG KO CIGRE I SAVJETOVANJE 12-16 Oktobar, 2009

10. Elektrotehnički institut “Nikola Tesla”, Beograd Procena merne nesigurnosti Na osnovu navedenih komponenti grešaka izračunata je kombinovana merna nesigurnost prema jednačini: Kombinovana merna nesigurnost, sračunata prema gornjoj jednačini manja je od 0,28 % od merene vrednosti snage gubitaka. Kako je među navedenim komponentama grešaka preovlađuje pravougaona raspodela, proširena merna nesigurnost za nivo poverenja od 95 %, određena je tako što je kombinovana merna nesigurnost pomnožena koeficijentom proširenja 1,65. Tako izračunata proširena merna nesigurnost manja je od 0,46 % od merene vrednosti. CG KO CIGRE I SAVJETOVANJE 12-16 Oktobar, 2009

11. Elektrotehnički institut “Nikola Tesla”, Beograd Procena merne nesigurnosti preračunavanja snage • Pri određivanju merne nesigurnosti preračunavanja snage gubitaka na nominalnu snagu i na referentnu temperaturu od 75 °C, uzeti su pored navedenih komponenata grešaka koje su participirale u određivanju kombinovane merne nesigurnosti još i sledeće komponente grešaka: • greška u merenju struje od 0,1 % od merene vrednosti (pravougaona raspodela) • greška u merenju otpornosti, od 0,2 % od merene vrednosti (pravougaona raspodela) • greška u određivanju temperature namotaja od 1,5 % od merene vrednosti (pravougaona raspodela) CG KO CIGRE I SAVJETOVANJE 12-16 Oktobar, 2009

12. Elektrotehnički institut “Nikola Tesla”, Beograd Procena merne nesigurnosti preračunavanja snage Ukupna kombinovana merna nesigurnost koja obuhvata i ove dodatne greške manja je od 0,92 % od preračunate vrednosti snage gubitaka, a dominatna je takođe pravougaona raspodela. Za isti nivo poverenja (95%), proširena merna nesigurnost dobija se množenjem ukupne kombinovane merne nesigurnosti koeficijentom proširenja 1,65 što znači da su vrednosti snage gubitaka u kratkom spoju preračunate sa relativnom nesigurnošću koja je manja od 1,5 %. CG KO CIGRE I SAVJETOVANJE 12-16 Oktobar, 2009

13. Elektrotehnički institut “Nikola Tesla”, Beograd Poređenje rezultata merenja snaga gubitaka za T2 i T1 CG KO CIGRE I SAVJETOVANJE 12-16 Oktobar, 2009

14. Elektrotehnički institut “Nikola Tesla”, Beograd Poređenje rezultata merenja snaga gubitaka za T7 i T6 CG KO CIGRE I SAVJETOVANJE 12-16 Oktobar, 2009

15. Elektrotehnički institut “Nikola Tesla”, Beograd Zaključak Snage izmerenih gubitaka u ogledu kratkog spoja za transformatore T6 i T7 iznose 0.44 % od nominalne snage, a za transformatore T1 i T2 gubici u kratkom spoju su relativno veći i iznose 0.63 % nominalne snage. Gubici u kratkom spoju izmereni su sa mernom nesigurnošču manjom od 1 % a preračunate vrednosti gubitaka na nominalnu struju i referentnu temperaturu sa nesigurnošću manjom od 1,5 %. Standardna devijacija ponovljenih merenja snage gubitaka je reda 0,25%, a uticaj merene struje na vrednost određivanja nominalnih gubitaka snage je na nivou standradne devijacije ponovljenih merenja. CG KO CIGRE I SAVJETOVANJE 12-16 Oktobar, 2009

16. Elektrotehnički institut “Nikola Tesla”, Beograd Zaključak Rezultati merenja kao i sprovedena analiza grešaka merenja i merne nesigurnosti pokazuju da je moguće meriti gubitke snage energetskih transformatiora u ogledu kratkog spoja na terenu. To jeste zahtevan tehnički i metrološki zadatak, ali se može uspešno realizovati sa savremenom preciznom mernom opremom i brižljivom metrološkom pripremom. CG KO CIGRE I SAVJETOVANJE 12-16 Oktobar, 2009

17. Elektrotehnički institut “Nikola Tesla”, Beograd Rezultati merenja snaga gubitaka blok transformator T7 CG KO CIGRE I SAVJETOVANJE 12-16 Oktobar, 2009

18. Elektrotehnički institut “Nikola Tesla”, Beograd Rezultati merenja snaga gubitaka blok transformator T6 CG KO CIGRE I SAVJETOVANJE 12-16 Oktobar, 2009

19. Elektrotehnički institut “Nikola Tesla”, Beograd Rezultati merenja snaga gubitaka blok transformator T1 CG KO CIGRE I SAVJETOVANJE 12-16 Oktobar, 2009

20. Elektrotehnički institut “Nikola Tesla”, Beograd Rezultati merenja snaga gubitaka blok transformator T2 CG KO CIGRE I SAVJETOVANJE 12-16 Oktobar, 2009