Меню

Расчет тока термической стойкости трансформаторов тока



Проверка по термической стойкости

Выбор трансформаторов тока.

Выбор трансформаторов тока для яч. №№ 6, 8

(силовые трансформаторы Тр-р1, Тр-р2)

Imax.раб. = ; Uном = 6кВ ;

Расчетная мощность — 1000кВА

Исходя из Imax., выбираем измерительные трансформаторы тока ТОЛ-10 с классом точности 0,5/10P с коэффициентом трансформации Ктт = 200/5.

Проверка по термической стойкости.

Условие проверки по термической стойкости:

где Iтер=31,5 кА – ток термической стойкости (справочные данные);

tтер =1 с — продолжительность протекания тока короткого замыкания (справочные данные).

где Iкз =2,4 кА — ток короткого замыкания;

— время действия релейной защиты;

— постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания (при к.з. за кабельной линией 6-10 кВ – справочные данные).

где tpc=0,0 c – время действия максимальной токовой защиты;

tсв=0,06 c — собственное время отключения выключателей.

Условие проверки по термической стойкости выполняется.

Источник

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.

Читайте также:  Rc цепочка в цепи переменного тока для гашения

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.

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.

Прокрутить вверх

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право.

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем.

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам.

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Источник

Расчет трансформаторов тока 10 кВ.

Доброго времени суток. На этот раз, в рубрике «Советы и рекомендации» — Расчет трансформаторов тока 10 кВ.

Основными руководящими документами при устройстве учета электроэнергии являются: «Технические требования к системам учета электрической энергии» — утверждены постановление правительства РФ № 442 от 04.05.2012г. Правила устройства электроустановок издание 7. Расчет трансформаторов тока 10 кВ

Обычно, при устройстве коммерческого учета, сбытовая организация требует предоставить расчеты трансформаторов тока. В этой публикации мы разберем на примерах как выбираются трансформаторы тока (ТТ) для цепей коммерческого учета электроэнергии на стороне 10 киловольт. А также, как проверить, выбранные трансформаторы по условию термической и электродинамической стойкости. И наконец, рассмотрим принципиальную схему коммерческого учета на высокой стороне 10 киловольт. Итак, приступим.

Читайте также:  Значения тока электродинамической стойкости

Расчет трансформаторов тока 10 кВ в цепях учета электроэнергии.

Ниже приведен пример расчета трансформаторов тока учета для силового трансформатора 400 кВа.

Номинальный первичный электроток токового трансформатора по стороне 10000в. Расчет трансформаторов тока 10 кВ

Расчет трансформаторов тока 10 кВ

Согласно ПУЭ при максимальной нагрузке присоединения вторичный ток должен составлять не менее 40% от номинального тока счетчика. Номинальный вторичный ток равен 5А.

Отношение вторичного тока к номинальному в процентах составит:

Согласно ПУЭ при минимальной нагрузке присоединения вторичный ток должен составлять не менее 5%. от номинального тока счетчика. Номинальный вторичный ток равен 5А.

Отношение вторичного тока к номинальному в процентах составит:

Таким образом, трансформатор тока 30/5 полностью выполняет требования ПУЭ п.п 1.5.17.

Проверка выбранных трансформаторов тока по условию термической и электродинамической стойкости.

Для коммерческого учета 10000в выбраны трансформаторы ТЛО-10 30/5 и с односекундными токами термической стойкости 10кА и электродинамической стойкости 26 кА.

Проверка по условию термической стойкости:

При этой проверке должно соблюдаться следующее требование:

Для фидера №1.

Условия соблюдены. Расчет трансформаторов тока 10 кВ

Как видно, сложного здесь ничего нет, и с этой работой справится любой человек, который может обращаться с калькулятором. Не бойтесь браться за, как казалось бы, сложные дела. Сложными они кажутся только на первый взгляд. И если подумать и разобраться, то оказывается, в них нет ничего суперсложного. Беритесь, пробуйте, и все у Вас получится. Удачи…

Вам может быть интересно – «Что лучше ВВГ или NYM и в чем отличие?».

Коммерческий учет 10 кВ

Скачать изображения в формате PDF можно по ссылкам «План» «Схема».

Источник

Выбор и проверка измерительных трансформаторов тока (TA)

Трансформаторы тока (ТТ) устанавливают во всех цепях (цепи генераторов, трансформаторов, линий и пр.). Состав измерительных приборы, подключаемых к ТТ зависит от конкретной цепи и выбирается согласно рекомендациям предыдущего раздела 13. В первую очередь это будут амперметры и приборы, для работы которых необходима информация о токе и напряжении: ваттметры, варметры, счетчики активной и реактивной энергии.

ТТ являются однофазными аппаратами и могут быть установлены в одну, две или три фазы, как это показано на рис. 14.1. Обычно в цепях 6 – 10 кВ ТТ устанавливают в двух фазах по схеме неполной звезды, при напряжении 35 кВ и выше – в трех фазах, по схеме полной звезды.

Рис. 14.1 Схемы соединения измерительных трансформаторов тока и приборов (показаны только амперметры): а – включение в одну фазу; б – включение в неполную звезду; в — включение в полную звезду. Здесь l-расстояние от ТТ до приборов, lрасч –расчетное расстояние учитывающее l и схему соединения соединения ТТ.

Ниже в таблице приводится набор параметров, которыми характеризуются трансформаторы тока

Наименование параметра Обозначение параметра
Номинальное напряжение Uном , кВ
Номинальный первичный ток I1ном,, А
Номинальный вторичный ток I2ном = 1 А; 5 А
Ток динамической стойкости iдин , кА
Ток термической стойкости Iтс , кА
Время термической стойкости tтс , с
Вторичное номинальное сопротивление z2ном, Ом

Выбор трансформаторов тока при проектировании энергоустановок заключается в выборе типа трансформатора, проверке на электродинамическую и термическую стойкость, определении ожидаемой вторичной нагрузки Z2 и сопоставлении ее с номинальной в заданном классе точности Z2hом.

Условия выбора трансформаторов тока (ТТ):

1. В нагрузочном режиме трансформатор тока должен неограниченно долго выдерживать воздействие первичного номинального тока I1ном и номинального напряжения Uном, т.е.

где Iраб.форс – рабочий форсированный ток в цепи ТТ (зависит от того, в цепи какого присоединения стоит ТТ), Uуст – напряжение установки, где применён ТТ.

Вторичный номинальный ток I2ном может выбран 1А или 5А, в зависимости от конкретного ТТ и дополнительных условий.

2. Проверка трансформатора тока на электродинамическую стойкость.

Электродинамическая стойкости ТТ будет обеспечена, если будет выполнено условие:

где iдин амплитуда предельного сквозного тока (тока динамической стойкости), который ТТ выдерживает по условию механической прочности, а iу (3) –значениеударного тока при трёхфазном КЗ.

Читайте также:  Дискретные элементы защиты по току инерционного действия

3. Проверка трансформатора тока на термическую стойкость.

Термическая стойкость ТТ будет обеспечена, если будет выполнено условие:

Iтс 2 tтс ≥Bк, где Iтс — номинальный ток термической стойкости ТТ, tтс — номинальное время термической стойкости; Вк — расчетный тепловой импульс в цепи ТТ (методика расчета Вк рассматривалась в разделе 9).

4. Проверка трансформатора тока по работе в заданном классе точности.

Трансформаторы тока характеризуются токовой погрешностью fi=(I2KI1)100/I1 (в процентах), где I1 и I2 – токи первичной и вторичной обмоток ТТ, а K=I1ном/I2ном — коэффициент трансформации ТТ.

В зависимости от токовой погрешности измерительные трансформаторы тока разделены на пять классов точности: 0,2; 0,5; 1; 3; 10. Наименование класса точности соответствует предельной токовой погрешности трансформатора тока при первичном токе, равном 1—1,2 номинального. Для лабораторных измерений предназначены трансформаторы тока класса точности 0,2, для присоединений счетчиков электроэнергии — класса 0,5, для присоединения щитовых измерительных приборов — классов 1 и 3. Класс 10 применяется для присоединения устройств релейной защиты, но этот класс должен быть обеспечен при больших токах КЗ, а не при токах нагрузки.

При одном и том же первичном токе I1 токовая погрешность ТТ зависит от сопротивления вторичной нагрузки Z2, чем оно больше тем больше погрешность. Чтобы ТТ работал в заданном классе точности необходимо выполнить условие:

где Z2hом — номинальная нагрузка трансформатора тока при работе в заданном классе точности (выраженная в Омах, дается в каталогах на ТТ).

Рассмотрим подробнее, как рассчитывается нагрузка Z2. Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому можно принять Z2 ≈r2. Вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов (rприб), соединительных проводов (rпр) и переходного сопротивления контактов в местах подключения приборов (rк):

Сопротивление приборов rприб=Sприб/I 2 2ном, где Sприб — мощность, потребляемая приборами в наиболее нагруженной фазе.

Сопротивление контактов rк принимают равным 0,05 Ом при двух-трех и 0,1 Ом — при большем числе приборов.

Таким образом, при заданном составе приборов, удовлетворить условие (14.1) можно только за счет площади сечения соединительных проводов rпр.

Зная Z2hом, определяем допустимое сопротивление rпр= Z2hом – rприб-rк и площадь сечения провода q=ρlрасч/rпр, где ρ — удельное сопротивление материала провода; lрасч— расчетная длина, зависящая от схемы соединения трансформаторов тока и расстояния l от трансформаторов тока до приборов: при включении в неполную звезду lрасч = √З l (рис.14.1б),при включении в звезду lрасч= l (рис.14.1в); при включении в одну фазу lрасч=2l (рис.14.1а).

При реальном проектировании расстояния l известно, но при учебном проектировании это расстояние может быть не задано и тогда для разных присоединений принимается приблизительно следующая длина соединительных проводов l (в метрах):

Все цепи ГРУ 6—10 кВ, кроме линий к потребителям . 40—60

Линии 6—10 кВ к потребителям. . 4—6

Цепи генераторного напряжения блочных станций 20—40

Все цепи РУ 35 кВ . . 60—75

Все цепи РУ 110 кВ. 75—100

Все цепи РУ 220 кВ. 100—150

Все цепи РУ 330—500 кВ. 150—175

Для подстанций указанные длины снижают на 15—20%.

В качестве соединительных проводников применяют контрольные четырехжильные кабели (три фазных жилы и жила обратного проводника). Их сопротивление зависит от материала и сечения жил. Кабели с медными жилами (удельное сопротивление ρ=0,0175 Ом мм 2 /м) применяют во вторичных цепях мощных электростанций с высшим напряжением 220 кВ и выше. Во вторичных цепях остальных электроустановок используют кабели с алюминиевыми жилами (удельное сопротивление ρ=0,028 Ом • мм 2 /м).

На основании вышеизложенного минимальное сечение жилы контрольного кабеля можно определить согласно соотношению:

По условию механической прочности сечение медных жил должно быть не менее 1,5 мм 2 , а алюминиевых жил — не менее 2,5 мм 2 . Если в число подключаемых измерительных приборов входят счетчики, предназначенные для денежных расчетов, то минимальные сечения жил увеличивают до 2,5 мм 2 для медных жил и до 4 мм 2 для алюминиевых жил.

Источник