10. Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения

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 напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 500 или 500/, для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Выбор измерительных трансформаторов тока на 500 кВ.

На ОРУ 550 кВ установлены выключатели ИВГУ – 500 -150/40У1, не имеющие встроенных трансформаторов тока. Необходимо их подобрать.

Условия выбора трансформаторов тока:

1. U_ном.ТА ≥ U_{ном.уст.};

2. I_ном.ТА ≥ I_{ном.цепи};

3. I_ном.ТА ≥ I_{мах.цепи}.

Самой мощной является цепь автотрансформатора.

;

.

Намечаем к установке трансформатор тока ТФЗМ-500/IХЛ1.

Таблица 13.

Технические данные трансформатора тока ТФЗМ-500/IХЛ1

Номинальное напряжение, кВ	Номинальный ток		Ток динамической стойкости, кА	Термическая стойкость		Номи-нальная мощность, ВА
	Первич-ный	Вторич-ный		Допусти-мое время, с	Допусти-мый ток, кА
500	500	5	90	1	34	30

1. U_ном.ТА = 500 кВ ≥ U_{ном.уст.} = 500 кВ;

2. I_ном.ТА = 500 А ≥ I_{ном.цепи} = 200 А;

3. I_ном.ТА = 500 А ≥ I_{мах.цепи} = 401 А.

Проверяем выбранный трансформатор тока:

1) на электродинамическую стойкость:

i_дин ≥ i_уд;

90 кА > 9,63 кА.

2) на термическую стойкость:

3) на вторичную нагрузку:

r_2ном ≥ r_расч. = r_конт. + r_пров.+ r_приб.,

где r_приб. – сопротивление приборов. Для определения r_приб. Составляем таблицу приборов, подключаемых к ТА.

Таблица 14.

Вторичная нагрузка трансформатора тока TG 245

Наименование прибора	Тип прибора	Потребляемая мощность, ВА
Амперметр	Э335	0,5

Отсюда .

Так как количество приборов меньше 3, то сопротивление контактов r_конт. = 0,05 Ом.

Номинальная допустимая нагрузка трансформатора:

.

Индуктивное сопротивление токовых цепей мало, поэтому r_2ном = z_2ном = 1,2 Ом.

Определим сопротивления проводов r_пров..

Пусть r_пров = r_2ном =1,2 Ом.

,

где ρ=0,0175 Ом·мм² – удельное сопротивление меди, l =100 м. Подбираем большее стандартное сечение провода S_станд. = 1,5 мм².

.

Получим r_2ном = 1,2 Ом ≥ r_расч. = r_конт. + r_пров.+ r_приб = 0,05+0,7+0,02=0,77 Ом

Таким образом, выбранный ТФЗМ-500/IХЛ1 подходит для применения.

Выбор измерительных трансформаторов тока на 220 кВ.

На ОРУ 220 кВ установлены выключатели ВГТ-220-40/2500У1, не имеющие встроенных трансформаторов тока. Необходимо их подобрать.

Условия выбора трансформаторов тока:

1. U_ном.ТА ≥ U_{ном.уст.};

2. I_ном.ТА ≥ I_{ном.цепи};

3. I_ном.ТА ≥ I_{мах.цепи}.

Самой мощной является цепь среднего напряжения трансформатора.

;

;

где S=Р_{мах 220}/cosφ₂₂₀ = 260/0,89=292,13 МВА.

Намечаем к установке трансформатор тока ТФЗМ-220Б IIIХЛ1.

Таблица 15.

Технические данные трансформатора тока ТФЗМ-220Б IIIХЛ1

Номинальное напряжение, кВ	Номинальный ток		Ток динамической стойкости, кА	Термическая стойкость		Номи-нальная мощность, ВА
	Первич-ный	Вторич-ный		Допусти-мое время, с	Допусти-мый ток, кА
220	1000	5	100	1	39,2	30

1. U_ном.ТА = 220 кВ ≥ U_{ном.уст.} = 110 кВ;

2. I_ном.ТА = 1000 А ≥ I_{ном.цепи} = 383,5 А;

3. I_ном.ТА = 1000 А ≥ I_{мах.цепи} = 767 А.

Проверяем выбранный трансформатор тока:

1) на электродинамическую стойкость:

i_дин ≥ i_уд;

100 кА > 27,7 кА.

2) на термическую стойкость:

3) на вторичную нагрузку:

r_2ном ≥ r_расч. = r_конт. + r_пров.+ r_приб.,

где r_приб. – сопротивление приборов. Для определения r_приб. Составляем таблицу приборов, подключаемых к ТА.

Таблица 16.

Вторичная нагрузка трансформатора тока ТФЗМ-220Б IIIХЛ1

Наименование прибора	Тип прибора	Потребляемая мощность, ВА
Амперметр	Э335	0,5
Ваттметр	Д335	0,5
Варметр	Д335	0,5
Счетчик активной энергии	ЦЭ6804	0,2
Счетчик реактивной энергии	ЦЭ6804	0,6
Итого		2,3

Отсюда .

Так как количество приборов больше 3, то сопротивление контактов r_конт. = 0,1 Ом.

Номинальная допустимая нагрузка трансформатора:

.

Индуктивное сопротивление токовых цепей мало, поэтому r_2ном = z_2ном = 1,2 Ом.

Определим сопротивления проводов r_пров..

Пусть r_пров = r_2ном = 1,2 Ом.

,

где ρ=0,0175 Ом·мм² – удельное сопротивление меди, l =70 м. Подбираем большее стандартное сечение провода S_станд. = 2,5 мм².

.

Получим r_2ном = 1,2 Ом ≥ r_расч. = r_конт. + r_пров.+ r_приб = 0,1+0,49+0,09=0,68 Ом

Таким образом, выбранный ТА ТФЗМ-220Б IIIХЛ1подходит для применения.

Выбор измерительных трансформаторов тока на 10 кВ.

В цепях РУ 10 кВ трансформаторы тока встроены в КРУ, поэтому их не выбираем.

Выбор измерительных трансформаторов напряжения на РУ 500 кВ.

Условия выбора трансформатора напряжения TV:

1. по напряжению установки U_ном.TV ≥ U_уст.;

2. по схеме соединения обмоток

Этим условиям удовлетворяет трансформатор напряжения НКФ-500-78.

Таблица 17.

Технические данные трансформатора напряжения НКФ-500-78

Класс напряжения, кВ	Номинальное напряжение обмоток		Номинальная мощность в классе точности 1, ВА	Предельная мощность Sмах, ВА
	ВН, кВ	НН, кВ
500	500/	100/	500	2000

U_ном.TV = 500 кВ ≥ U_уст. = 500 кВ.

Выбранный трансформатор проверяем по условию: S_2расч. ≤ S_2ном.

Вторичная нагрузка на TV подсчитывается в режиме, когда одна из систем шин выведена в ремонт. Составим таблицу вторичных нагрузок.

Таблица 18.

Вторичные нагрузки трансформатора напряжения НКФ-500-78

Наименование цепи	Наименование приборов	Тип прибора	Потребляемая мощность, ВА	Коли-чество катушек	Коли-чество приборов	Sрасч.ВА
Обходной выключатель	Ваттметр	Д335	1,5	2	2	6
	Варметр	Д335	1,5	2	2	6
	Счетчик активной энергии	Ц6804	2,5	2	2	10
	Счетчик реактивной энергии	Ц6811	1	2	2	4
	Фиксирующий прибор	ФИП	3	1	2	6
Линия 220 кВ	Ваттметр	Д335	1,5	2	7	21
	Варметр	Д335	1,5	2	7	21
	Фиксирующий прибор	ФИП	3	1	7	21
Сборные шины 220 кВ	Вольтметр	Э378	1,5	1	1	1,5
	Вольтметр регистрирующий	Н344	1,5	1	1	1,5
	Фиксирующий прибор	ФИП	3	1	1	3
	Осциллограф	-	-	-	1
Релейная защита	Микропро-цессорная	-	0,5	-	17	8,5

S_2расч. = 109,5 ВА ≤ S_2ном = 500 ВА.

Таким образом, выбранный трансформатор напряжения НКФ-500-78 проходит по вторичной нагрузке. НКФ-500-78– это каскадный трансформатор напряжения в фарфоровой покрышке для работы в районе с умеренным климатом на открытом воздухе.

Выбор измерительных трансформаторов напряжения на РУ 220 кВ.

Условия выбора трансформатора напряжения TV:

1. по напряжению установки U_ном.TV ≥ U_уст.;

2. по схеме соединения обмоток

Этим условиям удовлетворяет трансформатор напряжения НКФ-220-58У1.

Таблица 19.

Технические данные трансформатора напряжения НКФ-220-58У1

Класс напряжения, кВ	Номинальное напряжение обмоток		Номинальная мощность в классе точности 0,5, ВА	Предельная мощность Sмах, ВА
	ВН, кВ	НН, кВ
220	220/	100/	400	2000

U_ном.TV = 220 кВ ≥ U_уст. = 220 кВ.

Выбранный трансформатор проверяем по условию: S_2расч. ≤ S_2ном.

Вторичная нагрузка на TV подсчитывается в режиме, когда одна из систем шин выведена в ремонт. Составим таблицу вторичных нагрузок.

Таблица 20.

Вторичные нагрузки трансформатора напряжения НКФ-110-58У1

Наименование цепи	Наименование приборов	Тип прибора	Потребляемая мощность, ВА	Коли-чество катушек	Коли-чество приборов	Sрасч.ВА
Обходной выключатель	Ваттметр	Д335	1,5	2	2	6
	Варметр	Д335	1,5	2	2	6
	Счетчик активной энергии	Ц6804	2,5	2	2	10
	Счетчик реактивной энергии	Ц6811	1	2	2	4
	Фиксирующий прибор	ФИП	3	1	2	6
Линия 110 кВ	Ваттметр	Д335	1,5	2	3	9
	Варметр	Д335	1,5	2	3	9
	Фиксирующий прибор	ФИП	3	1	3	9
Сборные шины 110 кВ	Вольтметр	Э378	1,5	1	1	1,5
	Вольтметр регистрирующий	Н344	1,5	1	1	1,5
	Фиксирующий прибор	ФИП	3	1	1	3
	Осциллограф	-	-	-	1
Релейная защита	Микропро-цессорная	-	0,5	-	8	4
Автотранс-форматор	Ваттметр	Д335	1,5	2	2	6
	Варметр	Д335	1,5	2	2	6
	Счетчик активной энергии	Ц6804	2,5	2	2	10
	Счетчик реактивной энергии	Ц6811	1	2	2	4

S_2расч. = 95гшщк ВА ≤ S_2ном = 400 ВА.

Таким образом, выбранный трансформатор напряжения НКФ-220-58У1 проходит по вторичной нагрузке. НКФ-220-58У1– это каскадный трансформатор напряжения в фарфоровой покрышке для работы в районе с умеренным климатом на открытом воздухе.

Выбор измерительных трансформаторов напряжения на РУ 10 кВ.

Условия выбора трансформатора напряжения TV:

1. по напряжению установки U_ном.TV ≥ U_уст.;

2. по схеме соединения обмоток

Этим условиям удовлетворяет трансформатор напряжения ЗНОЛ-06-10У3.

Таблица 21.

Технические данные трансформатора напряжения ЗНОЛ-06-10У3

Класс напряжения, кВ	Номинальное напряжение обмоток		Номинальная мощность в классе точности 0,5, ВА	Предельная мощность Sмах, ВА
	ВН, кВ	НН, кВ
10	10/	100/	75	400

U_ном.TV = 10 кВ ≥ U_уст. = 10 кВ.

Выбранный трансформатор проверяем по условию: S_2расч. ≤ S_2ном.

Вторичная нагрузка на TV подсчитывается в режиме, когда одна из систем шин выведена в ремонт. Составим таблицу вторичных нагрузок.

Таблица 22.

Вторичные нагрузки трансформатора напряжения ЗНОЛ-06-10У3

Наименование цепи	Наименование приборов	Тип прибора	Потребляемая мощность, ВА	Коли-чество катушек	Коли-чество приборов	Sрасч.ВА
Линия 10 кВ	Счетчик активной энергии	Ц6804	2,5	2	3	15
	Счетчик реактивной энергии	Ц6811	1	2	3	6
Сборные шины 10 кВ	Вольтметр	Э378	1,5	1	1	1,5
	Вольтметр регистрирующий	Н344	1,5	1	1	1,5
Автотранс-форматор	Ваттметр	Д335	1,5	2	1	3
	Варметр	Д335	1,5	2	1	3
	Счетчик активной энергии	Ц6804	2,5	2	1	5
	Счетчик реактивной энергии	Ц6811	1	2	1	2
Релейная защита	Микропро-цессорная	-	0,5	-	20	10

S_2расч. = 47 ВА ≤ S_2ном = 75 ВА.

Таким образом, выбранный трансформатор напряжения ЗНОЛ-06-10У3 проходит по вторичной нагрузке. ЗНОЛ-06-10У3 – это однофазный трансформатор напряжения с одним заземляющим вводом обмотки высшего напряжения, выполненный с литой изоляцией и для работы в районе с умеренным климатом в закрытом помещении с естественной вентиляцией.