Выбор трансформаторов тока и трансформаторов напряжения

Для контроля за режимом работы электроприемников, а также для производства денежного расчета с энергоснабжающей организацией применяются контрольно-измерительные приборы на подстанциях, присоединяемые к цепям высокого напряжения через измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Трансформаторы тока выбираются по номинальному напряжению, номинальному первичному току и проверяются по электродинамиче­ской и термической стойкости к токам короткого замыкания. Особен­ностью выбора трансформаторов тока является выбор по классу точно­сти и проверка на допустимую нагрузку вторичной цепи. Трансформа­торы тока для присоединения счетчиков, по которым ведутся денеж­ные расчеты, должны иметь класс точности 0,5. Для технического уче­та допускается применение трансформаторов тока класса точности 1, для включения указывающих электроизмерительных приборов — не ниже 3, для релейной защиты — класса 10(Р). Чтобы погрешность трансформатора тока не превысила допустимую для данного класса точности, вторичная нагрузка Z_2р не должна превышать номиналь­ную Z_2ном задаваемую в каталогах.

Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому при­нимают Z_2р = r_2p. Вторичная нагрузка состоит из сопротивления при­боров, соединительных проводов и переходного сопротивления кон­тактов:

Для определения сопротивления приборов, питающихся от трансфор­маторов тока, необходимо составить таблицу — перечень электроизме­рительных приборов, устанавливаемых в данном присоединении. Сум­марное сопротивление приборов рассчитывается по суммарной мощ­ности, Ом:

где S₂ — суммарная мощность, потребляемая приборами, В • А; I _2ном -
номинальный ток вторичной обмотки трансформатора, А. В распредели­
тельных устройствах 6-10 кВ применяются трансформаторы с I _2ном =
= 5 А, вРУ 110-220кВ-1 А или 5 А.

Сопротивление контактов r _к принимают 0,05 Ом при двух-трех и 0,1 — при большем количестве приборов.

Сопротивление проводов рассчитывается по их сечению и длине [см, (7.13)]. Для алюминиевых проводов минимальное сечение 4 мм², для медных — 2,5 мм².

Расчетная длина провода l_p, м, зависящая от схемы соединения транс­форматора тока и расстояния / от трансформатора до приборов: — при включении трансформаторов тока в неполную звезду; 2 l — при включении всех приборов в одну фазу; l - при включении трансформа­торов тока в полную звезду.

При этом длина l может быть принята ориентировочно для РУ 6-10 кВ: при установке приборов в шкафах КРУ / = 4 -г 6 м; на щите управления / = 30 ¸ 40 м; для РУ 35 кВ / = 45 ¸ 60 м; для РУ 110-220 кВ / = 65 ¸ 80 м.

Если при принятом сечении провода вторичное сопротивление цепи трансформаторов тока окажется больше Z _2ном для заданного класса точности, то необходимо определить требуемое сечение проводов с учетом допустимого сопротивления вторичной цепи:

Требуемое сечение провода, мм²

Полученное сечение округляется до большего стандартного сечения контрольных кабелей: 2,5; 4; 6; 10мм².

Условия выбора трансформатора тока сведены в табл. 8.5. Дополни­тельно могут быть заданы: k _дин = I _T.дин / I_1ном - кратность тока динамической стойкости трансформатора тока; к _т = I_T /I_1ном — крат­ность тока термической стойкости; I _1ном — номинальный ток первич­ной обмотки трансформатора тока.

Трансформаторы напряжения, предназначенные для питания катушек напряжения измерительных приборов и реле, устанавливают на каждой секции сборных шин. Их выбирают по форме исполнения, конструкции и схеме соединения обмоток, номинальному напряжению, классу точ­ности и вторичной нагрузке.

Условия выбора трансформаторов напряжения: конструкция, схема соединения; U_с.ном = U_1ном, где U_с.ном - номинальное напряжение сети, к которой присоединяется трансформатор напряжения, кВ;
U _1ном — номинальное напряжение первичной обмотки трансформато­ра, кВ; класс точности; S _2расч £ S _2ном, где S_2pасч - расчетная мощ­ность, потребляемая вторичной цепью, В • А; S_2ном — номинальная мощность вторичной цепи трансформатора напряжения, обеспечиваю­щая его работу в заданном классе точности, В. А.

Для однофазных трансформаторов, соединенных в звезду, в каче­стве S_2ном необходимо взять суммарную мощность всех трех фаз, а для соединенных по схеме неполного открытого треугольника — удвоенную мощность одного трансформатора. В выбранном классе точности, если нагрузка (вторичная) превышает номинальную мощ­ность, часть приборов подключают к дополнительно установленному трансформатору напряжения. Вторичная нагрузка ТН - это мощ­ность приборов и реле, подключенных к ТН. Для упрощения расче-

тов расчетную нагрузку можно не разделять по фазам, тогда

При определении вторичной нагрузки сопротивление соединитель­ных проводов не учитывается, так как оно мало. Однако ПУЭ требу­ет оценить потерю напряжения, которая в проводах от трансформато­ров к счетчикам не должна превышать 0,5%, а в проводах к щитовым измерительным приборам - 3%. Сечение провода, выбранное по ме­ханической прочности, отвечает, как правило, требованиям потерь напряжения.

Выбор типа трансформатора напряжения определяется его назначе­нием. Если от ТН получают питание расчетные счетчики, то целесообраз­но использовать на напряжениях 6, 10, 35 кВ два однофазных транс­форматора типа НОМ или НОЛ, соединенных по схеме открытого не­полного треугольника. Два однофазных ТН обладают большей мощ­ностью, чем один трехфазный, а по стоимости на напряжения 6 и 10 кВ они примерно равноценны. Если одновременно с измерением необ­ходимо производить контроль изоляции в сетях 6-10 кВ, то устанав­ливают трехфазные трехобмоточные пятистержневые трансформаторы напряжения серии НТМИ или группу из трех однофазных трансформа­торов серии ЗНОМ или ЗНОУТ, если мощность НТМИ недостаточна. При использовании трех однофазных трансформаторов, соединенных в звезду, нейтральная точка обмотки высокого напряжения ТН долж­на быть заземлена для правильной работы приборов контроля состоя­ния изоляции.

Для напряжения 110 кВ и выше применяют каскадные трансформа­торы НКФ.