5. Выбор и проверка измерительных трансформаторов

1. Выбор трансформаторов тока

1122. Выбор ТТ производится исходя из следующих условий:

1123. ,

1124. .

1125. При этом номинальный ток ТТ должен быть как можно ближе к расчетному току установки, так как недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешностей.

1126. Проверяются ТТ по следующим условиям:

1127. 

1128. 

1129. Кроме того, при подключении нагрузки ко вторичной обмотке трансформатора необходимо учитывать то, что номинальное значение сопротивления нагрузки должно быть больше расчетного, т. е.:

1130. 

1131. Трансформаторы тока характеризуются номинальным первичным током I_ТТ1н и номинальным вторичным током I_ТТ2н. Отношение номинального первичного к номинальному вторичному току представляет собой коэффициент трансформации (однако обычно в технической документации приводят не само значение коэффициента, а дробь, из которой он получен – т. е. вместо 300 приводят 1500/5):

1132. .

1133. В зависимости от токовой погрешности измерительные трансформаторы тока разделены на пять классов точности: 0,2; 0,5; 1; 3; 10. Для присоединения счетчиков электроэнергии предназначены трансформаторы тока класса 0,5, для присоединения щитовых измерительных приборов и реле защиты – классов 1 и 3.

1134. Следует отметить, что ТТ, входящие в комплект бакового элегазового выключателя (на присоединении 110 кВ к ТС), не требуют проверки по термическим и электродинамическим условиям, т. к. они поставляются вместе с выключателями и, соответственно, рассчитаны на режим работы самого выключателя.

1135. Баковый выключатель на линии 110 кВ комплектуется трансформаторами тока SB0.8 1500/5 30/0,2SF s10, SB0.8 1500/5 40/10P25 и SB0.8 1500/5 30/0,5Fs10, представляющими собой индуктивные одновитковые трансформаторы тока. Функцию первичной обмотки выполняет токонесущий проводник, проходящий сквозь ввод выключателя ЗАР1DТ. Вторичные обмотки встроены в трансформатор тока, каждая из них имеет собственный ферромагнитный сердечник. Вторичных обмоток – три: обмотки с классом точности 0,5 используются для подключения измерительных приборов и счетчиков электроэнергии; обмотки с классом точности 10Р – для подключения к цепям релейной защиты. На полюс выключателя устанавливаются по 2 трансформатора тока (по отношению к сети - перед выключателем и после выключателя).

1136. На линии, соединяющей РП-1 и ТС, установлены ТТ элегазового бакового выключателя типа SB0.8 (1500/5) и отдельные ТТ типа ТВ-110-3 (1500/5). На линии, соединяющей ТС и шины КРУ-35 кВ установлены ТТ типа TPU 76.63 (3000/5). На присоединениях к шинам КРУ-35 кВ установлены ТТ типа TPU 70.63 (600/5, 1000/5). Следует отметить, что на присоединении ФКУ после колонкового элегазового выключателя установлены ТТ типа ТЛК-35-1 (750/1) в каждую фазу, а непосредственно на батареях конденсаторов и катушек индуктивности установлены ТТ типа ТЛК-35-1 (250/1) в две фазы из трех. КРУ-6 кВ содержит ТТ типа ТЗЛЭ и ТТ типа ТОЛ-10-1 (1500/5, 200/5, 300/5, 150/5). Паспортные данные выбранных трансформаторов приведены в табл. 10.

1137. Проверку выбранных ТТ производим по условиям (14.3) и (14.4). Полученный значения для каждого ТТ приведены в табл. 11.

1139. Таблица 10. Паспортные данные выбранных ТТ

      Наименование типа ТТ	Номинальное напряжение, кВ	Номинальный ток, А	Ток термической стойкости (3 с), кА	Ток электродинамической стойкости, кА
      SB0.8	110	1500/5	40	100
      ТТ-110-3	110	1500/5	50	120
      TPU 76.63	35	3000/5	100	250
      TPU 70.63	35	1000/5	100	250
      TPU 70.63	35	600/5	100	250

1141. Таблица 11. Проверка выбранных ТТ

      Наименование типа ТТ	Максимально допустимый интеграл Джоуля, МА^2 с	Полученный интеграл Джоуля, МА^2 с	Допустимый электродинамический ток, кА	Ударный ток КЗ, кА
      ТТ-110-3	7500	409,8	120	91,99
      TPU 76.63	30000	138	250	48,28
      TPU 70.63	30000	138	250	48,28
      TPU 70.63	30000	138	250	48,28

1144. Заключительной проверкой выбранных ТТ является проверка по нагрузке ТТ в нормальном режиме. Под номинальной нагрузкой трансформатора тока (S_ТТ2н, ВА) понимают нагрузку вторичной обмотки, при которой погрешности не выходят за пределы, установленные для трансформаторов данного класса точности. Значение S_ТТ2н дается в каталогах.

1146. В данной курсовой работе в качестве примера приведена проверка по мощности вторичной обмотки ТТ, расположенного на вводе АПК 1 КЦ 2. Проверка ТТ по нагрузке первичной обмотки обычно не проводится (т. к. выбор осуществляется фактически по мощности первичной обмотки), а проверка по нагрузке вторичной обмотки производится по следующему условию:

1147. S_ТТ2н ≥ S_{ТТ2расч} ,

1148. где S_ТТ2н = 30 ВА – номинальная нагрузка вторичной обмотки ТТ TPU 70.63 1000/5;

1149. S_{ТТ2расч} – расчетная нагрузка вторичной обмотки ТТ TPU 70.63 1000/5 в нормальном режиме работы.

1150. Расчетная нагрузка вторичной обмотки ТТ в нормальном режиме работы определяется по следующей формуле:

1151. 

1152. Расчетный ток первичной обмотки ТТ в нормальном режиме совпадает с расчетным током КЛ 35 кВ, в цепи которой будет устанавливаться первичная обмотка ТТ. Получаем, что в нормальном режиме:

1153. 

1158. Полное расчетное сопротивление внешней цепи вторичной обмотки ТТ (на основании рекомендаций [7, с.141]):

1159. 

1160. где - сопротивление контактов;

1161. - сопротивление соединительных проводов;

1162. - сопротивление последовательно соединенных приборов или реле во вторичной обмотке ТТ.

1163. Сопротивление соединительных проводов рассчитывается исходя из длины соединительного алюминиевого провода , схемы соединения вторичных обмоток ТТ – полная звезда (наиболее распространенная схема, позволяющая обеспечивать надежную защиту от всех ненормальных режимов работы); сечения провода S_{соед.ТТ} =1,5 мм², а так же удельного сопротивление алюминия при 20 ⁰С . Следует отметить, что принятые расчетные значения соединительных проводов являются средними значениями (в связи с отсутствием данных по расстояниям на исследуемой ГПП).

1164. Получаем, что сопротивление соединительных проводов составит:

1165. 

1166. Сопротивление последовательно соединенных приборов или реле во вторичной обмотке ТТ рассчитывается исходя из условия включения во вторичную цепь токовых обмоток микропроцессорного терминала, осуществляющего защитные функции. Исходя из среднего значения сопротивлений обмоток микропроцессорных терминалов, принимаем к расчету:

1167. 

1168. Номинальный коэффициент трансформации проверяемого ТТ равен:

1169. 

1170. Таким образом получаем, что расчетная нагрузка вторичной обмотки ТТ в нормальном режиме работы равна:

1171. 

1172. Получаем, что требуемое условие выполняется:

1173. S_ТТ2н = 30 ВА ≥ S_{ТТ2расч} = 4,37 ВА.

1174. Значит выбранный ТТ может быть принят к установке.

1. Выбор трансформаторов напряжения

1233. Выбор ТН производится исходя из следующих условий:

1234. ,

1235. 

1236. где - активная и реактивная мощность, потребляемая установленными приборами.

1237. Если вторичная нагрузка превышает номинальную мощность в выбранном классе точности, то устанавливают второй ТН и часть приборов присоединяют к нему.

1238. В качестве ТН, расположенных на шине ЗРУ 110 кВ, примем трансформаторы типа НАМИ-110 (паспортные данные приведены в табл. 12). На шинах ЗРУ-35 кВ примем к установке ТН типа TJP 7.1 (паспортные данные приведены в табл. 13). На шинах ЗРУ-6 кВ примем к установке ТН типа ЗНОЛ-6 (паспортные данные приведены в табл. 14).

1243. Таблица 12. Паспортные данные ТН типа НАМИ-110УХЛ1

      Номинальное напряжение Uном, кВ	110/
      Наибольшее рабочее напряжение Uмакс, кВ	126/
      Класс точности вторичных обмоток	0,2 и 3
      Номинальная нагрузка вторичных обмоток, ВА	120 и 1200
      Номинальная частота f, Гц	50
      Допустимая суммарная нагрузка по термической стойкости S, ВА	2000
      Тип конструкции ТН	электромагнитный

1245. Таблица 13. Паспортные данные ТН типа TJP 7.1

      Номинальное напряжение Uном, кВ	35
      Наибольшее рабочее напряжение Uмакс, кВ	42
      Класс точности вторичных обмоток	0,2, 0,5 и 1
      Номинальная нагрузка вторичных обмоток, ВА	30, 75 и 150
      Номинальная частота f, Гц	50

1248. Работа ТН в заданных пределах точности возможна только при нагрузке фаз меньше номинального значения. Максимальная нагрузка вторичной обмотки выбранного ТН составляет S_ТН2ном = 30 ВА на фазу (при выбранном классе точности). Потребление цепей напряжения в случае применения микропроцессорных устройств защиты фирмы ЭКРА составляет не более 2 ВА на фазу [12]. Тогда условие нагрузки на вторичные обмотки трансформатора напряжения выполняется:

1249. S_ТН2ном = 30 ВА ≥ S_{ТН2расч} = 2 ВА.

1250. Дополнительный расход мощности из-за наличия соединительных проводов при этом не учитывался ввиду малых потерь в них [7]. Сечение проводов, однако, следует проверить по потере напряжения (как основного сигнала измерения).

1251. Сечение проводов в цепях ТН определяется по допустимой потере напряжения. Потеря напряжения от ТН до расчетных счетчиков должна быть не более 0,5%, а до щитовых измерительных приборов – не более 1,5% при нормальной нагрузке [7, с.143]. Номинальное напряжение вторичных обмоток ТН составляет U_ТН2ном = 100 В. При потреблении максимальной полной мощности S_{ТН2расч} = 1,5 ВА на фазу ток в цепях напряжения составит:

1252. 

1253. При применении алюминиевых проводов сечением S_{соед.ТН} =1,5 мм² и длиной сопротивление каждого такого провода составит:

1254. 

1255. Тогда относительная потеря напряжения в каждом проводе при максимальном потреблении мощности счетчиком будет равна:

1256. 

1257. Проверку по динамической и термической устойчивости трансформаторов напряжения производить не нужно [7, с. 143].