2015-07-03
2961
Трансформатори струму призначені для зменшення первинного струму до значень, найбільш зручних для вимірювальних приладів і реле. (5 А, рідше 1 А або 2,5 А), а також для відділення ланцюгів управління і захисту від первинних ланцюгів високої напруги. Трансформатори струму, вживані в РП, виконують одночасно роль прохідного ізолятора (ТПЛ, ТПОЛ). У комплектних РП застосовуються опорно-прохідні (стрижньові) трансформатори струму - ТЛМ. ТПЛК, ТНЛМ, шинні - ТШЛ. у РУ 35 кВ і вище - вбудовані, залежно від типу РП і його напруг.
Розрахунок трансформаторів струму на підстанції, по суті, зводиться до перевірки трансформатора струму, що поставляється комплектно з вибраною чарункою. Отже, марка трансформатора струму залежить від типу вибраної чарунки. Для вибраного типу чарунки КМ–1 приймаємо трансформатори типу ТОЛ-10, ТШЛ–10
У РП НН підстанції слід вибирати (перевіряти) трансформатори струму в чарунках наступних типів: введення, секційних ліній, що відходять, а також в чарунках трансформатора власних потреб(ТВП).
|
|
|
Окрім того, трансформатори струму вибирають:
1) по напрузі 
, при 
= кВ.
2) по струму (первинному і вторинному) 
При цьому слід мати на увазі, що номінальний вторинний струм 1А застосовується для РУ 500 кВ і могутніх РУ 330 кВ, в решті випадків застосовують вторинний струм 5 А. Номінальний первинний струм повинне бути якомога ближче до розрахункового струму установки, оскільки недовантаження первинної обмотки трансформатора приводить до збільшення погрішностей. Розрахункові струми чарунок визначаються по виразах аналогічних при виборі вимикачів.
Для трансформатора струму чарунки|чарунки,вічка,комірки| вводу максимально можливий струм визначаємо, А (6. 1):
=
Для чарунки секційного трансформатора струму максимально можливий струм визначаємо, А (6.3):
=
Для трансформатора струму чарунки відхідної лінії максимальний робочий струм визначається, А (6.4):
=
В чарунках трансформатора власних потреб (ТВП). При наближених розрахунках потужність, що витрачається на власні потреби підстанції, складає приблизно 1 відсоток від повної потужності підстанції:
. (6.20)
Для трансформатора струму в чарунках трансформатора власних потреб струм визначається, А:
= (6.21)
Попередньо з табл. А 11 приймаємо трансформатори струму, які мають наступні параметри табл.6.12.
Таблиця 6.12
Технічні параметри трансформаторів струму
| Тип трансформатора струму | Коротка технічна характеристика | |||||||
| Номінальна напруга|напруження|, кВ | | Номінальний струм|тік| первинної первинної обмотки, А | Номінальний струм|тік|, вторинної обмотки, А | Номінальне навантаження, Ом | Струм електродинамічної стійкості,кА | Термічна стійкість, | |||
| Кратність струму к.з. | Допустимий струм | Допустимий час дії, с, | ||||||
| чарунки вводу | ||||||||
| секційної чарунки | ||||||||
| чарунки відхідної лінії | ||||||||
| чарунки трансформатора власних потреб | ||||||||
Вибраний трансформатор струму перевіряють на динамічну і термічну стійкість до струмів короткого замикання. Окрім цього трансформатори струму підбирають по класу точності, який повинен відповідати класу точності приладів, що підключаються до вторинного ланцюга вимірювального трансформатора струму (ВТС) - Щоб трансформатор струму забезпечив задану точність вимірювань, потужність підключених до нього приладів не повинна бути вище номінального вторинного навантаження, вказаного в паспорті трансформатора струму.
|
|
|
Термічну стійкість трансформатора струму 
порівнюють з тепловим імпульсом 
(6.31)
де 
- номінальний первинний струм трансформатора струму;
- коефіцієнт термічної стійкості;
- тривалість протікання струму короткого замикання;
- тепловий імпульс з табл. 4.4.
Величини ,, є паспортними даними трансформатора струму.
Динамічну стійкість порівнюють з ударним струмом (
):
(6.32)
де 
- коефіцієнт динамічної стійкості.
Навантаження вторинного ланцюга трансформатора струму може бути підраховане по виразу:
(6.33)
де 
- номінальний вторинний струм трансформатора струму;
- повний опір зовнішнього ланцюга.
(6.34)
де 
- сума опорів всіх послідовно включених обмоток приладів або реле;
- опір сполучних проводів;
- опір контактних з'єднань ( = 0,05 Ом, при 2 – 3-х приладах; при числі приладів більшому 3 = 0,1 Ом).
Приймаємо для трансформатора струму чарунки|чарунки,вічка,комірки| вводу  =
| Ом. | |
Приймаємо для чарунки секційного трансформатора струму  =
| Ом. | |
Приймаємо для трансформатора струму чарунки відхідної лінії  =
| Ом. | |
Приймаємо для трансформатора струму в чарунках трансформатора власних потреб  =
| Ом. |
Опір приладів визначається по формулі:
(6.35)
де 
- повна потужність всіх приладів, приєднаних до трансформатора струму табл.6.13.
Опір сполучних проводів знаходиться по формулі:
(6.36)
де 
- питомий опір проводу для алюмінію =0,0283 Ом∙м–1;
- розрахункова довжина проводів;
- переріз проводів.
Довжина сполучних проводів залежить від схеми з'єднання трансформатора струму:
(6.37)
де 
- коефіцієнт, залежний від схеми включення;
- довжина проводів (для підстанцій приблизно можна визначити по табл. 6.13).
 |
При включенні трансформатора струму в одну фазу
= 2, при включенні трансформатора струму в неповну зірку 
, при включенні в зірку =1, рис 6.3.
Рис. 6.3. Схеми включення трансформаторів струму.
Мінімальний переріз дротів вторинних ланцюгів трансформатора струму не повинен бути менше 2,5 мм2 (для алюмінію) і 1,5 мм2 (для міді) по умові механічної міцності. Якщо до трансформатора струму приєднані лічильники, ці перерізи повинні бути збільшені до 4 мм2 (для алюмінію).
Таблиця 6.13
Довжина сполучних дротів, м, від трансформаторів струму до приладів (в один кінець)
| Всі ланцюги ГРП 6 – 10 кВ, окрім ліній до споживачів | 40...60 |
| Ланцюги генераторної напруги блокових електростанцій | 20...40 |
| Лінії 6.10 кВ до споживачів | 4...6 |
| Всі ланцюги РУ: | |
| 35 кВ | 60...76 |
| 110 кВ | 75...100 |
| 220 кВ | 100...150 |
| 330.500 кВ | 150...175 |
| Синхронні компенсатори | 25...40 |
| Приймаємо довжину проводів (табл.6.13) =
| м. | |
| Приймаємо коефіцієнт (рис.6.3) =
| . | |
| Приймаємо переріз проводів =
| мм2. |
Таблиця 6.14
Розрахунок вторинного навантаження трансформаторів струму
| Місце встанови | Назва Приладу | Тип Приладу | Клас приладу | Потужність однієї обмотки, В×А | Кількість Обмоток | Навантаження ВА | ||
| Фаза А | Фаза В | Фаза С | ||||||
| Ввод 10 кВ | Амперметр | Э335 | 1,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | ||
| Лічильник активної енергії | САЗ-И670 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | ||||
| Лічильник реактивної енергії | СА3-И676 | 1,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | |||
| Ватметр | Д335 | 1,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | |||
| Ватметр | Д304 | 1,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | |||
| Всього | 6,5 | 6,5 | ||||||
| Секційний вимикач | Амперметр | Э335 | 1,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | ||
| Всього: | 0,5 | 0,5 | ||||||
| Лінійний вимикач | Амперметр | Э335 | 1,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | ||
| Лічильник активної енергії | САЗ-И670 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | ||||
| Всього | ||||||||
| Трансформатор власних потреб | Амперметр | Э335 | 1,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | ||
| Лічильник активної енергії | САЗ-И670 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | ||||
| Всього |
Результати розрахунку зводяться в таблицю 6.14:
|
|
|
Таблиця 6.15
Умови вибору трансформаторів струму
| Тип трансформатора | ТШЛ–2000/5 У3 | ТОЛ–800/5 У3 | ТОЛ–300/5 У3 | ТОЛ–100/5 У3 | ||||
| Місце встановлення | Ввід | Секційний вимикач | Лінійний | Власних потреб | ||||
| Умови вибору | Розрахункові параметри | Каталожні параметри | Розрахункові параметри | Каталожні параметри | Розрахункові параметри | Каталожні параметри | Розрахункові парамет ри | Каталож ні параметри |
| Uн.уст £ Uн,кВ | ||||||||
| Ip.max £ I1Н, А | ||||||||
| r2å £ r2Н, Ом | ||||||||
| iуд £ Iн.дін, кА | ||||||||
| Вк £ I2т tт, кА²×с | ||||||||
Умова термічної та електродинамічної вибраних трансформаторів струму виконується.
