6.4. Выбор и проверка трансформаторов тока

Трансформаторы тока выбирают:

1) по номинальному напряжению U_ном.ТТ ≥ U_ном.у;

2) по первичному номинальному току I_1.ном ≥ I_p.max;

При питании от мощных энергосистем для обеспечения устойчивости к динамическим воздействиям тока КЗ принимают

I_1.ном = (5-10)I_p.max;

3) по роду установки;

4) по классу точности: при этом учитываются тип и назначение присоединяемых приборов;

5) по вторичной нагрузке

S_2ном ≥ S_2расч,

где S_2ном - допустимая (номинальная) нагрузка вторичной обмотки ТТ; S_2расч - расчетная нагрузка вторичной обмотки ТТ в нормаль­ном режиме.

где - номинальный ток вторичной обмотки (по каталогу); - полное допустимое сопротивление внешней цепи,

,

где - сумма сопротивлений последовательно включенных обмоток приборов и реле; - допустимое сопротивление соедини­тельных проводов; - сопротивление контактов, = 0,1 Ом.

Рассчитаем допустимое сопротивление соединительных проводов. Максимальная длина соединительных проводов l = 10 м; минимальное рекомендуемое сечение для алюминиевого провода s = 2,5 мм², удельное сопротивление ρ = 0,028 Ом∙мм²/м.

Для ТТ, расположенных при понизительных силовых трансформаторах, во вторичной цепи используются амперметр, ваттметр, варметр, счетчик активной энергии. Сопротивления приборов: амперметра – 0,02 Ом; вольтметра – 0,08 Ом; ваттметра – 0,08 Ом; варметра – 0,32 Ом; счетчика ватт-часов – 0,48 Ом.

Определим полное допустимое сопротивление цепи понизительных силовых трансформаторов:

.

Для напряжения 110 кВ.

Выбираем трансформатор тока ТФНД-110-100/5.

Uном.ТТ = 110 кВ ≥ Uном.у = 110 кВ; I1.ном = 100 А ≥ Ip.max = 48,57 А; S2ном = 30 ВА ≥ S2расч = 52∙1,224 =30,6 ВА; Кд = 150 ≥ I(3)у/ I1.ном = 15050/1,41∙100 = 106,74; Ктс = 75 ≥ (I∞ )/(I1.ном ) = 6530 /100 = 16,0.

Для напряжения 35 кВ.

Выбираем трансформатор тока ТФЗМ35Б-I.

Uном.ТТ = 35 кВ ≥ Uном.у = 35 кВ; I1.ном = 300 А ≥ Ip.max = 58,27 А; S2ном = 30 ВА ≥ S2расч = 52∙1,23 = 30,6 ВА; Кд = 150 ≥ I(3)у/ I1.ном = 4260/(1,41∙300) = 10,07; Ктс = 75 ≥ (I∞ )/(I1.ном ) = 1680 /(300 ) = 1,37.

Для напряжения 6 кВ (на стороне ЦПП).

Выбираем трансформатор тока ТПОЛ-10. Для обеспечения номинальной мощности во вторичной цепи нагрузку распределяем по двум обмоткам ТТ

Uном.ТТ = 10 кВ ≥ Uном.у = 6,6 кВ; I1.ном = 600 А ≥ Ip.max = 453,18 А; S2ном = 10 ВА ≥ S2расч = 52∙0,38 = 9,5 ВА; Кд = 81 ≥ I(3)у/ I1.ном = 2460/(1,41∙600) = 2,91; Ктс = 32 ≥ (I∞ )/(I1.ном ) = 970 /(600 ) = 0,4.

Для напряжения 6 кВ (на стороне потребителей поверхности).

Выбираем трансформатор тока ТПОЛ-10. Для обеспечения номинальной мощности во вторичной цепи нагрузку распределяем по двум обмоткам ТТ

Uном.ТТ = 10 кВ ≥ Uном.у = 6,6 кВ; I1.ном = 600 А ≥ Ip.max = 356,06А; S2ном = 10 ВА ≥ S2расч = 52∙0,38 = 9,5 ВА; Кд = 81 ≥ I(3)у/ I1.ном = 10100/(1,41∙600) = 11,94; Ктс = 32 ≥ (I∞ )/(I1.ном ) = 3980 /(600 ) = 1,62.

Проверка выбранных трансформаторов осуществляется в следующей последовательности:

1. определяется расчетный первичный ток

I_1расч = k_α I_p.max,

где I_p.max - максимальный ток, проходящий через ТТ при КЗ в таких точках защищаемой сети, где увеличение погрешности ТТ сверх допустимой может вызвать срабатывание защиты; k_α - коэффициент, учитывающий влияние переходных процессов на быстродействующие защиты.

Для токовой отсечки и максимально токовых защит с независимой выдержкой времени

I_1max = 1,1 I_cp.з (k_т /k_сх),

где I_cp.з - вторичный ток срабатывания защиты; k_т - коэффициент трансформации ТТ; 1,1 - коэффициент, учитывающий возможное уменьшение вторичного тока на 10% из-за погрешностей ТТ; k_сх - коэффициент схемы.

Коэффициент k_α принимается равным: для дифференциальных защит с БНТ (быстронасыщающийся трансформатор) k_α = 1.

Ток срабатывания защиты определяется как:

I_СР.З1 = k_н I_ном,

где k_н = 1,3-2,0 – коэффициент надёжности отстройки; I_ном – номинальный ток силового трансформатора.

I_СР.З2 = k_н I_НБрасч,

где I_НБрасч – расчётный ток небаланса:

I_НБрасч = I_{1НБрасч} + I_{2НБрасч},

где I_{1НБрасч} – ток небаланса, определяемый погрешностями ТТ:

I_{1НБрасч} = k_аk_однδI_кз.max,

где k_а - коэффициент, учитывающий влияние на быстродействующие защиты переходных процессов при КЗ; k_одн - коэффициент однотипности работы, при токах отличных от номинальных k_одн = 1, а при токах, близких к номинальным k_одн = 0,5; δ = 0,1 – погрешность ТТ; I_{2НБрасч} - расчетный ток небаланса, определяемый изменением коэффициента трансформации защищаемого трансформатора:

I_{2НБрасч} = 0,1I_кз.max.

2) определяется расчётная кратность первичного тока

m = I_1расч /(0,8I_1.ном);

3) по кривым 10%-ной кратности для данного типа ТТ и данного коэффициента трансформации по расчётной кратности определяется допустимая нагрузка на вторичную обмотку ТТ;

4) сравниваются фактическая и допустимая нагрузки.

Для напряжения 110 кВ.

I_СР.З1 = k_н I_ном = 1,7∙48,57 = 82,57 А;

I_{1НБрасч} = k_аk_однδI_кз.max = 1∙1∙0,1∙6530 = 653 А;

I_{2НБрасч} = 0,1I_кз.max = 0,1∙6530 = 653 А;

I_НБрасч = I_{1НБрасч} + I_{2НБрасч} = 653 + 653 = 1306 А;

I_СР.З2 = k_н I_НБрасч = 1,7∙1306 = 2220,2 А;

I_1max = 1,1 I_cp.з (k_т /k_сх) = 1,1∙2220,2/1,76 = 1387,63 А;

I_1расч = k_α I_1max = 1∙1387,63 = 1387,63 А;

m_расч = I_1расч /(0,8I_1.ном) = 1387,63/ (0,8∙100) =17,35;

= 1 Ом ≥

Трансформатор тока ТФНД-110 выбран правильно.

Для напряжения 35 кВ.

I_СР.З1 = k_н I_ном = 1,7∙58,27 = 99,06 А;

I_{1НБрасч} = k_аk_однδI_кз.max = 1∙1∙0,1∙1680 = 168 А;

I_{2НБрасч} = 0,1I_кз.max = 0,1∙1680 = 168 А;

I_НБрасч = I_{1НБрасч} + I_{2НБрасч} = 168 + 168 = 336 А;

I_СР.З2 = k_н I_НБрасч = 1,7∙336 = 571,2 А;

I_1max = 1,1 I_cp.з (k_т /k_сх) = 1,1∙571,2/1,76 = 357 А;

I_1расч = k_α I_1max = 1∙357 = 357 А;

m_расч = I_1расч /(0,8I_1.ном) = 357 / 0,8∙300 = 1,49;

= 8 Ом ≥

Трансформатор тока ТФЗМ35Б-I выбран правильно.

Для напряжения 6 кВ (на стороне ЦПП).

I_СР.З1 = k_н I_ном = 1,7∙453,18= 770,41 А;

I_{1НБрасч} = k_аk_однδI_кз.max = 1∙1∙0,1∙970 = 97 А;

I_{2НБрасч} = 0,1I_кз.max = 0,1∙970 =97 А;

I_НБрасч = I_{1НБрасч} + I_{2НБрасч} = 97 + 97= 194 А;

I_СР.З2 = k_н I_НБрасч = 1,7∙194 = 329,8 А;

I_1max = 1,1 I_cp.з (k_т /k_сх) = 1,1∙329,8 /1,76= 206,13 А;

I_1расч = k_α I_1max = 1∙206,13 = 206,13 А;

m_расч = I_1расч /(0.8I_1.ном) =206,13 / 0,8∙600 = 0,42;

= 10 Ом ≥

Трансформатор тока ТПОЛ-10 выбран правильно.

Для напряжения 6 кВ (на стороне потребителей поверхности).

I_СР.З1 = k_н I_ном = 1,7∙356,06 = 605,3 А;

I_{1НБрасч} = k_аk_однδI_кз.max = 1∙1∙0,1∙3980 =398 А;

I_{2НБрасч} = 0,1I_кз.max = 0,1∙3980 = 398 А;

I_НБрасч = I_{1НБрасч} + I_{2НБрасч} = 398 + 398 = 796 А;

I_СР.З2 = k_н I_НБрасч = 1,7∙796 = 1353,2 А;

I_1max = 1,1 I_cp.з (k_т /k_сх) = 1,1∙1353,2/1,76 = 845,75 А;

I_1расч = k_α I_1max = 1∙845,75 = 845,75 А;

m_расч = I_1расч /(0.8I_1.ном) = 845,75/ 0,8∙600 = 1,76;

= 10 Ом ≥

Трансформатор тока ТПОЛ-10 выбран правильно.