Меню

Кратность тока динамической стойкости



Выбор и проверка измерительных трансформаторов тока

Трансформаторы тока предназначены для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле. (5 А, реже 1 или 2,5 А), а также для отделения цепей управления и защиты от первичных цепей высокого напряжения. Трансформаторы тока, применяемые в РУ, выполняют одновременно роль проходного изолятора (ТПЛ, ТПОЛ). В комплектных РУ применяются опорно-проходные (стержневые) трансформаторы тока — ТЛМ. ТПЛК, ТНЛМ, шинные — ТШЛ. в РУ 35 кВ и выше — встроенные, в зависимости от типа РУ и его напряжения.

Расчет трансформаторов тока на подстанции, по существу, сводится к проверке трансформатора тока, поставляемого комплектно с выбранной ячейкой. Итак, марка трансформатора тока зависит от типа выбранной ячейки; кроме того, трансформаторы тока выбирают:

1) по напряжению ;

2) по току ( первичному и вторичному)

При этом следует иметь в виду, что номинальный вторичный ток 1А применяется для РУ 500 кВ и мощных РУ 330 кВ, в остальных случаях применяют вторичный ток 5 А. Номинальный первичный ток должен быть как можно ближе к расчетному току установки, так как недогрузка первичной обмотки трансформатора приводит к увеличению погрешностей.

Выбранный трансформатор тока проверяют на динамическую и термическую стойкость к токам короткого замыкания. Кроме этого трансформаторы тока подбирают по классу точности, который должен соответствовать классу точности приборов, подключаемых ко вторичной цепи измерительного трансформатора тока (ИТТ) — Чтобы трансформатор тока обеспечил заданную точность измерений, мощность подключенных к нему приборов не должна быть выше номинальной вторичной нагрузки, указанной в паспорте трансформатора тока.

Термическую стойкость трансформатора тока сравнивают с тепловым импульсом Bk:

(6.31)

где — номинальный первичный ток трансформатора тока;

— коэффициент термической устойчивости;

tT — продолжительность протекания тока короткого замыкания.

Bk — тепловой импульс из таблицы 4.4.

Величины , , tT , являются паспортными данными трансформатора тока.

Динамическую стойкость сравнивают с ударным током (iуд):

(6.32)

где — коэффициент динамической устойчивости.

Нагрузка вторичной цепи трансформатора тока может быть подсчитана по выражению:

, (6.33)

где — номинальный вторичный ток трансформатора тока;

— полное сопротивление внешней цепи.

, (6.34)

где — сумма сопротивлений всех последовательно включенных обмоток приборов или реле;

— сопротивление соединительных проводов;

— сопротивление контактных соединений ( = 0.05 Ом, при 2 – 3-х приборах: при числе приборов большем 3 = 0,1 Ом).

Сопротивление приборов определяется по формуле:

, (6.35)

где — полная мощность всех приборов, присоединенных к трансформатору тока.

Сопротивление соединительных проводов находится по формуле:

, (6.36)

где — удельное сопротивление провода;

lрасч — расчетная длина проводов;

q — сечение проводов.

Длина соединительных проводов зависит от схемы соединения трансформатора тока:

, (6.37)

где m — коэффициент, зависящий от схемы включения;

l — длина проводов (для подстанций принимают l = 5 м).

При включении трансформатора тока в одну фазу m = 2, при включении трансформатора тока в неполную звезду, , при включении в звезду, m =1.

Минимальное сечение проводов вторичных цепей трансформатора тока не должно быть меньше 2,5 мм 2 (для алюминия) и 1,5 мм 2 (для меди) по условию механической прочности. Если к трансформатору тока присоединены счетчики, эти сечения должны быть увеличены на одну ступень.

В РУ НН подстанции следует выбирать (проверять) трансформаторы тока в ячейках следующих типов: ввода, секционных, отходящих линий, а также в ячейках трансформатора собственных нужд. Расчетные токи этих ячеек определяются по выражениям (6.21-6.23), а в ячейках ТСН:

, (6.38)

где Sнтсн — номинальная мощность ТСН.

Результаты расчета сводятся в таблицу 6.8:

Таблица 6.8 — Сводная таблица по выбору трансформаторов тока РУ НН подстанци:

Параметр трансформатора Условие выбора (проверки) Типы ячеек
ввода секционирования отходящих линий ТСН
Тип трансформатора определяется серией ячейки (по справочнику)
Номинальное напряжение
Номинальный ток
первичный
вторичный А
Класс точности В соответствии с классом точности, присоединенных приборов
Номинальная вторичная нагрузка или
Динамическая устойчивость
Термическая устойчивость

Рекомендуемый перечень приборов и их размещение приведены в таблице 4.11 /11/.

Пример 1

Выбрать трансформатор тока в ячейке ввода силового трансформатора на подстанции. Номинальная мощность трансформатора 6,3 МВА, коэффициент трансформации 110/10,5 кВ. На подстанции установлено два трансформатора. Расчетная нагрузка подстанции составляет Smax 10,75 МВА. Сеть 10 кВ не заземлена. Ударный ток на стороне низкого напряжения составляет 27,5 кА. К трансформаторам тока должны быть присоединены амперметры и счетчики активной и реактивной мощности. Тип ячеек в РУ-10 кВ — КРУ-2-10П.

Читайте также:  Как током вскипятить воду

Максимальный расчетный ток ячейки ввода (для наиболее неблагоприятного эксплуатационного режима):

А.

Выбирается ближайший стандартный трансформатор тока, встроенный в ячейку ввода (КРУ-2-10П) — ТПОЛ-600/5-0,5/Р с двумя вторичными обмотками: для измерительных приборов и релейной защиты. Номинальная нагрузка такого трансформатора тока класса точности 0,5 — S2 = 10 ВА (r2 = 0,4 Ом), кратность электродинамической устойчивости, kдин = 81, кратность термической устойчивости, kТ = 3 с. Эти данные указаны в /3, 10/.

Выбранный трансформатор тока проверяется на электродинамическую устойчивость:

,

,

а также на термическую устойчивость:

,

,

.

c из расчета (таблица 4.4); Ta =0,025 с по таблице 4.3;

кА ,

В незаземленных цепях достаточно иметь трансформаторы тока в двух фазах, например, в A и C. Определяются нагрузки на трансформатор тока от измерительных приборов, данные сводятся в таблицу 6.9:

Таблица 6.9 – Нагрузка измерительных приборов по фазам

Наименование прибора Тип Нагрузка по фазам
А В С
Амперметр Н-377 0,1
Счетчик активной энергии САЗ-И673 2,5 2,5
Счетчик реактивной энергии СРЧ-И676 2,5 2,5
Итого 5,1

Из таблицы видно, что наиболее нагруженной является фаза А, ее нагрузка составляет ВА или rприб = 0,204 Ом. Определяется сопротивление соединительных проводов из алюминия сечением q = 4 мм 2 , длиной l= 5 м.

Ом,

где = 0,0283 Ом/м·мм 2 для алюминия;

Полное сопротивление вторичной цепи:

Ом,

где rконт = 0,05 Ом.

Сравнивая паспортные и расчетные данные по вторичной нагрузке трансформаторов тока получаем:

Следовательно, выбранный трансформатор тока проходит по всем параметрам.

Источник

Стойкость трансформатора тока к механическим и тепловым воздействиям

оплавленный ТТ

Стойкость трансформатора тока к механическим и тепловым воздействиям характеризуется током электродинамической стойкости и током термической стойкости.

Ток электродинамической стойкости

Ток электродинамической стойкости IД равен наибольшей амплитуде тока короткого замыкания за все время его протекания, которую трансформатор тока выдерживает без повреждений, препятствующих его дальнейшей исправной работе.

Ток I Д характеризует способность трансформатора тока противостоять механическим (электродинамическим) воздействиям тока короткого замыкания.

Электродинамическая стойкость может характеризоваться также кратностью KД, представляющей собой отношение тока электродинамической стойкости к амплитуде номинального первичного тока.

Требования электродинамической стойкости не распространяются на шинные, встроенные и разъемные трансформаторы тока .

Ток термической стойкости

Ток термической стойкости I равен наибольшему действующему значению тока короткого замыкания за промежуток tт, которое трансформатор тока выдерживает в течение всего промежутка времени без нагрева токоведущих частей до температур, превышающих допустимые при токах короткого замыкания (см. ниже), и без повреждений, препятствующих его дальнейшей работе.

Термическая стойкость характеризует способность трансформатора тока противостоять тепловым воздействиям тока короткого замыкания.

Для суждения о термической стойкости трансформатора тока необходимо знать не только значения тока, проходящего через трансформатор, но и его длительность или, иначе говоря, знать общее количество выделенной теплоты, которое пропорционально произведению квадрата тока ItT и длительности его tT. Это время, в свою очередь, зависит от параметров сети, в которой установлен трансформатор тока, и изменяется от одной до нескольких секунд.

Термическая стойкость может характеризоваться кратностью КТ тока термической стойкости, представляющей собой отношение тока термической стойкости к действующему значению номинального первичного тока.

В соответствии с ГОСТ 7746—78 для отечественных трансформаторов тока установлены следующие токи термической стойкости:

  • односекундный I или двухсекундный I (или кратность их K и K по отношению к номинальному первичному току) для трансформаторов тока на номинальные напряжения 330 кВ и выше;
  • односекундный I или трехсекундный I (или кратность их K и K по отношению к номинальному первичному току) для трансформаторов тока на номинальные напряжения до 220 кВ включительно.

Между токами электродинамической и термической стойкости должны быть следующие соотношения:

для трансформаторов тока на номинальные напряжения 330 кВ и выше

Стойкость трансформатора тока к механическим и тепловым воздействиям

для трансформаторов тока на номинальные напряжения до 220 кВ

Стойкость трансформатора тока к механическим и тепловым воздействиям

Температурные режимы

Температура токоведущих частей трансформаторов тока при токе термической стойкости не должна превышать:

  • 200 °C для токоведущих частей из алюминия;
  • 250 °C для токоведущих частей из меди и ее сплавов, соприкасающихся с органической изоляцией или маслом;
  • 300 °С для токоведущих частей из меди и ее сплавов, не соприкасающихся с органической изоляцией или маслом.

При определении указанных значений температуры следует исходить из начальных ее значений, соответствующих длительной работе трансформатора тока при номинальном токе.

Читайте также:  Как чистить лоток в тока бока

Значения токов электродинамической и термической стойкости трансформаторов тока государственным стандартом не нормируются. Однако они должны соответствовать электродинамической и термической стойкости других аппаратов высокого напряжения, устанавливаемых в одной цепи с трансформатором тока. В табл. 1-2 приведены данные динамической и термической стойкости отечественных трансформаторов тока.

Таблица 1-2. Данные электродинамической и термической стойкости некоторых типов отечественных трансформаторов тока

Таблица 1-2

Примечание. Электродинамическая и термическая стойкость зависит от механической прочности изоляционных и токоведущих частей, а также от поперечного сечения последних.

Источник

Критерии выбора ТТ

Трансформаторы тока

Трансформаторы тока (ТТ) выбирают по следующим критериям: номинальным значениям напряжения, тока (первичного и вторичного) и по классу точности, проверяют на электродинамическую и термическую стойкость при токах КЗ, Условия выбора и проверки ТТ приведены в табл, 1.

Условия выбора и проверки трансформаторов тока

Обозначения параметров, условия выбора

Длительный первичный ток,- А

Номинальная нагрузка вторичной цепи,- Ом, или
расчетная потребляемая мощность во внешней вторичной цепи, В А

Предельная кратность ТТ

Внутренняя электродинамическая стойкость;
ток электродинамической стойкости,- кА,-
или
кратность тока динамической стойкости

Допустимый ударный ток КЗ по внешней электродинамической стойкости, кА

Допустимое усилие на головках изоляторов (выводах), Н

Термическая стойкость: ток термической стойкости и допустимое время его протекания
или
кратность тока термической стойкости

Номинальный первичный ток выбирают с учетом параметров основного оборудования, его перегрузочной способности и токов рабочего и утяжеленного режимов линий, в которые включаются ТТ. Значительное превышение номинального первичного тока по сравнению с током установки ведет к увеличению погрешности ТТ. В соответствии с ГОСТ 7746—78* перегрузка ТТ по номинальному первичному току практически не допускается.
Частота тока, указанная для ТТ, должна соответствовать частоте тока сети. Для ТТ с U2h Pi — наибольшее сопротивление катушек реле, Ом.

Источник

Кратность тока динамической стойкости

ГОСТ Р 52736-2007

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Короткие замыкания в электроустановках

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО
И ТЕРМИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Short-circuits in electrical installations.
Calculation methods of electrodynamics and thermal effects of short-circuit current

Дата введения 2008-07-01

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Филиалом ОАО «НТЦ электроэнергетики» — ВНИИЭ, Московским энергетическим институтом (Техническим университетом) (МЭИ (ТУ))

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 437 «Токи короткого замыкания»

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется ежегодно в издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на трехфазные электроустановки промышленной частоты и определяет методы расчета и проверки проводников и электрических аппаратов на электродинамическую и термическую стойкость при коротких замыканиях (КЗ).

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 687-78 Выключатели переменного тока на напряжение свыше 1000 В. Общие технические условия

ГОСТ 16442-80 Кабели силовые с пластмассовой изоляцией. Технические условия

ГОСТ 18410-73 Кабели силовые с пропитанной бумажной изоляцией. Технические условия

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

термическое действие тока короткого замыкания в электроустановке: Изменение температуры элементов электроустановки под действием тока короткого замыкания.

Читайте также:  Рассчитать силу тока сечение предохранителя

электродинамическое действие тока короткого замыкания в электроустановке: Механическое действие электродинамических сил, обусловленных током короткого замыкания, на элементы электроустановки.

интеграл Джоуля: Условная величина, характеризующая тепловое действие тока короткого замыкания на рассматриваемый элемент электроустановки, численно равная интегралу от квадрата тока короткого замыкания по времени, в пределах от начального момента короткого замыкания до момента его отключения.

ток термической стойкости электрического аппарата при коротком замыкании (ток термической стойкости): Нормированный ток, термическое действие которого электрический аппарат способен выдержать при коротком замыкании в течение нормированного времени термической стойкости.

ток электродинамической стойкости электрического аппарата при коротком замыкании (ток электродинамической стойкости): Нормированный ток, электродинамическое действие которого электрический аппарат способен выдержать при коротком замыкании без повреждений, препятствующих его дальнейшей работе.

4 Общие положения

4.1 Исходные положения

4.1.1 При проверке проводников и электрических аппаратов электроустановок на электродинамическую и термическую стойкость при КЗ предварительно должны быть выбраны расчетные условия КЗ, т.е. расчетная схема электроустановки, расчетный вид КЗ в электроустановке, расчетная точка КЗ, а также расчетная продолжительность КЗ в электроустановке (последнюю используют при проверке на термическую стойкость проводников и электрических аппаратов, а также при проверке на невозгораемость кабелей).

4.1.2 Расчетная схема электроустановки должна быть выбрана на основе анализа возможных электрических схем этой электроустановки при продолжительных режимах ее работы. К последним следует относить также ремонтные и послеаварийные режимы работы.

4.1.3 В качестве расчетного вида КЗ следует принимать:

— при проверке электрических аппаратов и жестких проводников с относящимися к ним поддерживающими и опорными конструкциями на электродинамическую стойкость — трехфазное КЗ;

— при проверке электрических аппаратов и проводников на термическую стойкость — трех- или однофазное КЗ, а на генераторном напряжении электростанций — трех- или двухфазное КЗ, в зависимости от того, какое из них приводит к большему термическому воздействию;

— при проверке гибких проводников по условию их допустимого сближения во время КЗ — двухфазное КЗ.

4.1.4 В качестве расчетной точки КЗ следует принимать такую точку на расчетной схеме, при КЗ в которой проводник или электрический аппарат подвергается наибольшему электродинамическому или термическому воздействию.

Примечание — Исключения из этого требования допустимы лишь при учете вероятностных характеристик КЗ и должны быть обоснованы требованиями соответствующих ведомственных нормативных документов.

4.1.5 Расчетную продолжительность КЗ при проверке проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость следует определять путем сложения времени действия основной релейной защиты, в зону которой входят проверяемые проводники и электрические аппараты, и полного времени отключения соответствующего выключателя, а при проверке кабелей на невозгораемость — путем сложения времени действия резервной релейной защиты и полного времени отключения ближайшего к месту КЗ выключателя.

При наличии устройств автоматического повторного включения (АПВ) цепи следует учитывать суммарное термическое действие тока КЗ.

4.1.6 При расчетной продолжительности КЗ до 1 с допустимо процесс нагрева проводников под действием тока КЗ считать адиабатическим, а при расчетной продолжительности КЗ более 1 с и при небыстродействующих АПВ следует учитывать теплоотдачу в окружающую среду.

5 Электродинамическое действие тока короткого замыкания

5.1 Расчет электродинамических сил взаимодействия проводников

5.1.1 Электродинамические силы взаимодействия , Н, двух параллельных проводников с токами следует определять по формуле

где — постоянный параметр, Н/А ;

— мгновенные значения токов проводников, А;

— длина проводников, м;

— расстояние между осями проводников, м;

Для проводников прямоугольного сечения коэффициент формы следует определять по кривым, приведенным на рисунке 1.

Рисунок 1 — Диаграмма для определения коэффициента формы проводников прямоугольного сечения

Для круглых проводников сплошного сечения, проводников кольцевого сечения, а также проводников (шин) корытообразного сечения с высотой профиля 0,1 м и более следует принимать =1,0.

5.1.2 Наибольшее значение электродинамической силы имеет место при ударном токе КЗ.

5.1.3 Максимальную силу , Н, (эквивалентную равномерно распределенной по длине пролета нагрузки), действующую в трехфазной системе проводников на расчетную фазу при трехфазном КЗ, следует определять по формуле

где — длина пролета, м;

— ударный ток трехфазного КЗ, А;

— коэффициент, зависящий от взаимного расположения проводников.

Значения коэффициента для некоторых типов шинных конструкций (рисунок 2) указаны в таблице 1.

Рисунок 2 — Схемы взаимного расположения шинных конструкций

Источник