6.3.3. Выбор трансформатора тока.
Трансформатор тока предназначен для уменьшения первичного тока до значений наиболее удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.
Трансформатор тока выбирают:
- по напряжению установки ;
- по току , ;
Номинальный ток должен быть как можно ближе к рабочему току установки, так как недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешностей;
- по конструкции и классу точности;
- по электродинамической стойкости:
;
где - ударный ток КЗ по расчёту;
- кратность электродинамической стойкости по каталогу;
- номинальный первичный ток трансформатора тока;
- ток электродинамической стойкости.
- по термической стойкости ;
где - тепловой импульс по расчёту;
- кратность термической стойкости по каталогу;
- время термической стойкости по каталогу;
- ток термической стойкости;
- по вторичной нагрузке ,
где -вторичная нагрузка трансформатора;
- номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности.
Индуктивное сопротивление токовых невелико, поэтому . Вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов:
(6.4)
Сопротивление приборов определяется по выражению:
(6.5)
где - мощность потребляемая приборами;
- вторичный номинальный ток прибора
Сопротивление контактов принимаем 0,1Ом. Сопротивление соединительных проводов зависит от их длины и сечения. Чтобы трансформатор тока работал в выбранном классе точности, необходимо выдержать условие:
, (6.6)
откуда (6.7)
Сечение соединительных проводов определяем по формуле:
(6.8)
где - удельное сопротивление провода с алюминиевыми жилами;
- расчётная длина, зависящая от схемы соединения трансформатора тока.
Таблица 6.3
Вторичная нагрузка трансформатора тока.
Прибор
|
Тип
|
Нагрузка по фаза, ВА
|
|
|
|
А
|
В
|
С
|
|
Амперметр
|
Э-350
|
0,5
|
-
|
-
|
|
Ваттметр
|
Д-350
|
0,5
|
-
|
0,5
|
|
Счётчик активной мощности
|
СА-И670М
|
2,5
|
2,5
|
2,5
|
|
Счётчик реактивной мощности
|
СР-4И676
|
2,5
|
2,5
|
2,5
|
|
Итого:
|
|
6
|
5
|
5,5
|
|
|
Самая нагруженная Фаза «А». Общее сопротивление приборов:
Ом
Для ТФЗМ 110-У1 Ом
Допустимое сопротивление провода: Ом
Для подстанции применяем кабель с алюминиевыми жилами, ориентировочная длина которого 60м, трансформаторы тока соединены в неполную звезду, поэтому , тогда
мм2.
Принимаем контрольный кабель АКРВГ с жилами сечением 4мм2
Ом
Таким образом, вторичная нагрузка составляет:
Ом
Таблица 6.4
Расчёт трансформатора тока 110кВ.
Расчётные данные
|
Данные ТФЗМ-110-У1
|
|
=110 кВ
|
=110 кВ
|
|
=229 А
|
=300 А
|
|
=10,082 кА
|
=80 кА
|
|
=10,51 кА2*с
|
=1200 кА2*с
|
|
=1,08 Ом
|
=1,2 Ом
|
|
|
Выбираем трансформатор тока ТФЗМ-110-У1 с коэффициентом трансформации 300/5А, класс точности 0,5Р,10Р/10Р.
6.3.4. Выбор трансформатора напряжения.
Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения.
Трансформаторы напряжения выбираются:
- по напряжению установки ;
- по конструкции и схеме соединения обмоток;
- по классу точности;
- по вторичной нагрузке ,
где - номинальная мощность в выбранном классе точности. При этом следует иметь в виду, что для однофазных трансформаторов, соединённых в звезду, принимается суммарная мощность всех трёх фаз, а для соединённых по схеме открытого треугольника - удвоенная мощность одного трансформатора;
- нагрузка всех измерительных приборов и реле, присоединённых к трансформатору напряжения, ВА.
Нагрузка приборов определяется по формуле:
(6.9)
Таблица 6.5
Вторичная нагрузка трансформатора напряжения 110кВ.
Прибор
|
Тип
|
S одной обмотки, ВА
|
Число обмоток
|
|
|
Число приборов
|
Общая потребная мощность
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р, Вт
|
Q, Вар
|
|
Вольтметр
|
Э-335
|
2,0
|
1
|
1
|
0
|
1
|
2
|
|
|
Ваттметр
|
Д-335
|
1,5
|
2
|
1
|
0
|
1
|
3
|
|
|
Счётчик активной мощности
|
СА-И670М
|
2,5
|
3
|
0,38
|
0,925
|
1
|
7,5
|
18,2
|
|
Счётчик реактивной мощности
|
СР-4И676
|
2,5
|
3
|
0,38
|
0,925
|
1
|
7,5
|
18,2
|
|
Итого:
|
|
|
|
|
|
|
20
|
36,5
|
|
|
Вторичная нагрузка трансформатора напряжения ВА.
Выбираем трансформатор напряжения НКФ-110-58 со следующими параметрами
- =110кВ
- номинальное напряжение обмотки:
o первичной -110000/v3В;
o основной вторичной - 100/v3В;
o дополнительной вторичной - 100В;
- номинальная мощность в классе точности 0,5 =400ВА.
- предельная мощность 2000ВА.
6.3.5. Выбор токоведущих частей.
Токоведущие части со стороны 110кВ выполняем гибкими проводами. Сечение выбираем по экономической плотности тока.
[1] при Тmax=3000-5000ч для неизолированных шин и проводов из алюминия.
(6.10)
где - ток нормального режима, без перегрузок;
- нормированная плотность тока, А/мм2
(6.11)
мм2
Принимаем сечение АС-185/24,
Проверяем провод по допустимому току
229А<520А
Проверка на схлёстывание не выполняется, так как <50кА.
Проверка на термическое действие токов короткого замыкания не выполняется, так как шины выполнены голыми проводами на открытом воздухе.
Проверка на коронирование.
Разряд в виде короны возникает при максимальном значении начальной критической напряжённости электрического поля, кВ/см
(6.12)
где - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода (для многопроволочных проводов m=0,82).
- радиус провода
Напряженность электрического поля около поверхности нерасщеплённого провода определяется по выражению:
(6.13)
где - линейное напряжение,кВ
- среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см; при горизонтальном расположении фаз ,
где - расстояние между соседними фазами, см.
Провода не будут коронировать, если наибольшая напряжённость поля у поверхности любого провода не более .
Таким образом, условие образования короны можно записать в виде:
кВ/см
кВ/см
17,63<29,22
Таким образом провод АС-185/24 по условиям короны проходит.
6.4. Выбор схемы распределительного устройства низкого напряжения (РУНН).
В РУ 10кВ в основном применяется схема с одной секционированной системой шин. Как правило, число секций соответствует числу источников питания. Для облегчения аппаратуры в цепи отходящих линий, для снижения сечения кабелей за счёт ограничения ТКЗ, и для обеспечения надёжной работы релейной защиты на ПС применяется раздельная работа трансформаторов. Секционный выключатель имеет устройство автоматического ввода резерва (АВР) и включается при обесточивании одной из секций. Если для ограничения ТКЗ устанавливаются трансформаторы с расщеплёнными обмотками, то применяются две одиночные, секционированные выключателем, системы шин.
В проектируемой схеме для ограничения ТКЗ принимаем следующие мероприятия:
- используем расщепление обмоток НН;
- используем две одиночные, секционированные выключателем, системы сборных шин;
- отключим секционные выключатели.
Выбираем схему РУ 10кВ - две одиночные, секционированные выключателем, системы сборных шин, с раздельной работой двух трансформаторов и используем расщепление обмоток на НН.
6.5. Выбор оборудования РУНН.
Выбор выключателей на стороне НН.
Рассчитаем максимальный ток нагрузки, который будет протекать через вводные и секционные выключатели при отключенном трансформаторе и включенных секционных выключателях.
При равномерном распределении нагрузки между расщеплёнными обмотками трансформатора максимальный рабочий ток для цепей ввода и секционных выключателей
(6.14)
Для отходящих присоединений:
(6.15)
В качестве РУ НН выбираем КРУН серии К-47 с выключателем ВКЭ-10-31,5/1600 У3 для ячеек ввода и секционных выключателей, и ВКЭ-10-31/630 У3 для ячеек отходящих линий.
Расчётные величины меньше паспортных данных выключателей, поэтому выбираем выключатели этого типа.
Таблица 6.6
Выбор выключателей на стороне 10кВ.
Условия выбора
|
Расчётные величины
|
Каталожные данные выключателя для ячеек ввода и секционных выключателей
ВКЭ-10-31/1600УХЛ3
|
Каталожные данные выключателя для ячеек отходящих линий
ВКЭ-10-31/630УХЛ3
|
|
|
10кВ
|
10кВ
|
10кВ
|
|
|
1201А
109,2А
|
1600А
-
|
-
630А
|
|
|
16,349кА
|
31,5кА
|
31,5кА
|
|
|
39,698кА
|
80кА
|
80кА
|
|
|
414
кА2*с
|
31,52*4=3969кА2*с
|
31,52*4=3969кА2*с
|
|
|
6.6. Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения.
Измерительные трансформаторы предназначены для уменьшения первичных токов и напряжений до значений, наиболее удобных для подключения измерительных приборов, реле защиты, устройств автоматики. Применение измерительных трансформаторов обеспечивает безопасность обслуживающего персонала, так как цепи низкого и высокого напряжения разделены, а также позволяют унифицировать конструкцию измерительных приборов и реле.
Трансформаторы тока (ТТ) выбираем по следующим условиям:
- по конструкции и классу точности;
- по напряжению установки ;
- по первичному току ;
Номинальный первичный ток должен быть как можно ближе к расчётному току, так как недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешностей.
- по термической стойкости ;
- по вторичной нагрузке ;
Рабочий ток нагрузки, протекающий по вводным выключателям 10кВ (при работе обоих трансформаторов и равномерном распределении нагрузки по секциям РУ НН):
(6.16)
Определим максимальный рабочий ток, протекающий по вводным выключателям 10кВ (при отключении одного из трансформаторов и включенных секционных выключателей):
(6.17)
(6.18)
(6.19)
Из справочника [1] выбираем трансформатор тока типа ТЛШ 10 У3 с =1500А, =1500/5А, класс точности вторичной обмотки 0,5/10Р.
Данные расчётов сведены в табл. 6.7
Таблица 6.7
Выбор трансформаторов тока 10кВ.
Расчётные данные
|
Данные ТЛШ 10 У3
|
|
=10 кВ
|
=110 кВ
|
|
=1201 А
|
=1500 А
|
|
=39,698 кА
|
=81 кА
|
|
=961 кА2*с
|
=2976 кА2*с
|
|
=0,76 Ом
|
=0,8 Ом
|
|
|
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
|