4.2. Выбор трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения (ТН) выбираются:

по напряжению установки (3.36);

по конструкции и схеме соединения обмоток (в соответствии с измерительными приборами и реле, подлежащими присоединению к ТН);

по роду установки (внутренняя или наружная);

по классу точности (при питании расчетных счетчиков применяются ТН с классом точности 0,5; при питании щитовых приборов, контрольных счетчиков и реле – с классом точности 1,0 или 3,0);

по вторичной нагрузке с соблюдением условий

, (4.19)

где S_2ном – номинальная мощность ТН в выбранном классе точности (при установке однофазных трансформаторов, соединенных в “звезду”, S_ном представляет собой суммарную мощность трех трансформаторов, а при установке однофазных трансформаторов, соединенных по схеме “открытого треугольника”, – суммарную мощность двух трансформаторов);

S₂ – суммарная мощность, потребляемая подключенными к ТН приборами

, (4.20)

где S_приб – мощность, потребляемая всеми катушками одного прибора, Вт;

cosφ_приб – коэффициент мощности.

Мощность S_приб принимается в соответствии с данными, при этом cosφ_приб параллельных катушек счетчиков активной и реактивной энергии можно принять равным 0,38, а остальных приборов – равным 1,0.

По условию механической прочности сечение медных жил контрольных кабелей должно быть не менее 1,5 мм².

При секционированной системе сборных шин (РУ при напряжениях 10,

35 и 27,5 кВ) устанавливаются два ТН (на первой и второй секциях), каждый из которых должен обеспечивать питание всех измерительных приборов в классе точности 0.5.

5. Выбор источников оперативного тока

5.1. Выбор аккумуляторной батареи

На тяговых подстанциях для питания цепей управления, сигнализации, защиты, аварийного освещения используются источники электрической энергии постоянного тока.

В настоящее время наиболее широко используются свинцово-кислотные аккумуляторные батареи типа СК. Свинцово-кислотные аккумуляторы типа СК изготавливаются 45 типоразмеров с номерами от 1 до 148. Основные параметры аккумуляторов СК-1 приведены в табл. 5.1. Емкость и разрядные токи аккумуляторов других номеров определяются умножением соответствующих численных значений для аккумулятора первого номера на типовой номер.

Таблица 5.1

Параметры аккумуляторной батареи типа СК

Тип	Номинальная емкость, Ач	Номинальное напряжение, В	Ток заряда, А	Режим разряда, ч										Конечное напряжение разряда, В, при длительности разряда, ч
				10		3		1		0,5		0,25
				Ток, А	Емкость, Ач	Ток, А	Емкость, Ач	Ток, А	Емкость, Ач	Ток, А	Емкость, Ач	Ток, А	Емкость, Ач
														3 – 10	0,25 – 2,5
СК - 1	36	2	9	3,6	36	9	27	18,5	18,5	2,5	12,5	32	8,0	1,8	1,75

Аккумуляторы типа СК допускают кратковременные (до 5 с) толчки тока разряда, в 2,5 раза превышающие ток часового разряда, равного 46 А.

При выборе аккумуляторной батареи определяют количество элементов батареи и типовой номер батареи СК.

Число элементов аккумуляторной батареи зависит от режима ее работы. Для аккумуляторной батареи, работающей в режиме постоянного подзаряда без элементного коммутатора, полное число элементов

, (5.1)

где – напряжение на шинах аккумуляторной батареи, В;

–напряжение подзаряда, принимаемое для аккумуляторов типа СК равным 2,15 В.

Номинальное напряжение потребителей собственных нужд постоянного тока следует принимать равным 220 В. Тогда напряжение на шинах аккумуляторной батареи принимается равным 230 В для тяговых подстанций с первичным напряжением до 35 кВ включительно и 258 В для тяговых подстанций с первичным напряжением 110 и выше кВ.

Заметим, что на тяговых подстанциях с первичным напряжением 110 кВ и выше в цепи аккумуляторов принимаются две системы шин с напряжением 258 и 230 В. От шин напряжением 258 В питаются только приводы высоковольтных выключателей 220 (110) кВ, а от шин напряжением 230 В – все другие потребители. Таким образом, полное число элементов (первая ступень напряжения) аккумуляторной батареи определяется напряжением 258 В, а число элементов второй ступени – напряжением 230 В

Номер аккумулятора выбирается по расчетной разрядной емкости батареи и наибольшему толчковому току при разряде.

Разрядная емкость батареи

Q = I_{дл. разр}t_ав = (I_пост+ I_ав)t_ав, (5.2)

где I_{дл. разр} – расчетный длительный ток разряда в аварийном режиме, А;

I_пост – ток, определяемый постоянно подключенными к аккумуляторной батарее потребителями, А;

I_ав, определяемый потребителями, подключаемыми к аккумуляторной батарее при аварии, А;

t_ав – время аварии, принимаемое для тяговых подстанций 2 ч.

Требуемый номер аккумулятора

, (5.3)

где – емкость первого номера аккумуляторной батареи СК-1 (при одночасовом разряде 18,5 Ач и двухчасовом разряде 22 Ач).

Коэффициент 1,1 учитывает снижение емкости батареи после нескольких лет эксплуатации.

Наибольший толчковый ток при разряде аккумуляторной батареи

I_толч = I_{дл. разр} + I_вкл  46 N, (5.4)

где I_вкл – ток, потребляемый наиболее мощным приводом при включении выключателя, А.

Коэффициент 46 учитывает допустимую перегрузку. Следовательно,

. (5.5)

К установке принимается наибольший номер аккумулятора, полученный по формулам (5.3 и 5.5).

В последнее время на современных тяговых подстанциях применяются немецкие, французские и индийские аккумуляторные батареи [11]. Современные аккумуляторы не требуют технического обслуживания в течение всего срока службы, в связи с низкой токсичностью батареи можно устанавливать в электрических шкафах в помещениях с основным технологическим оборудованием, при этом отсутствие специальных аккумуляторных помещений и принудительной вентиляции позволяет значительно уменьшить занимаемые площади.