Проектирование электрической части районной подстанции (Выбор измерительных трансформаторов)

Номинальный ток должен быть как можно ближе к рабочему току установки, так как недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешностей.

3.  по конструкции и классу точности;

4.  по электродинамической устойчивости:

.                                                       (8.3)

5.  по термической стойкости:

,                                              (8.4)

где k_T - кратность термической устойчивости (справочные данные);

t_Т - время протекания тока термической устойчивости, с;

В_к - расчетный импульс квадратичного тока к.з., кА²·с.

8.1.1  Выбор трансформаторов тока для питающих линий 220 кВ

Выбираем трансформатор тока типа ТФЗМ-220Б-111 ([2] стр. 306, табл. 5.9). Результаты выбора приведём в таблице 7.4.

Таблица 8.1 - Выбор трансформаторов тока для питающих линий 220 кВ

Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора
Uуст = 220 кВ	Uном = 220 кВ	Uуст £ Uном
Imax = 193.34 А	Iн= 600 А	Imax £ Iном
iу = 28.64 кА	Iдин = 50 кА	Iу £  Iдин
Вк = 24.64 кА2·с	(Iт ×kT)2× tм =19.62·3= 1152.48 кА2·с	Вк £ ( Iт ×kT)2× tм

8.1.2 Выбор трансформаторов тока в силовом трансформаторе на стороне высокого напряжения

Выбираем трансформатор тока типа ТВТ-220-1-600/5 ([2] стр. 322, табл. 5.11). Результаты выбора и проверки по формулам (8.1-8.4) приведем в таблице 8.2.

Таблица 8.2-Выбор трансформаторов тока на стороне высокого напряжения силового трансформатора

Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора
Uуст = 220 кВ	Uном = 220 кВ	Uуст £ Uном
Imax = 193.34 А	Iн= 300 А	Imax £ Iном
iу = 28.64 кА	Iдин =50 кА	Iу £  Iдин
Вк = 24.64 кА2·с	(Iт ×kT)2× tм =252·3= =1905 кА2·с	Вк £(Iт ×kT)2× tм

8.1.3  Выбор трансформаторов тока в силовом трансформаторе на стороне среднего напряжения

Выбираем трансформатор тока типа ТФЗМ-110Б-1 ([2] стр. 304, табл. 5.9). Результаты выбора и проверки по формулам (8.1-8.4) приведем в таблице 8.3.

Таблица 8.3-Выбор трансформаторов тока на стороне среднего напряжения силового трансформатора

Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора
Uуст = 110 кВ	Uном = 110 кВ	Uуст £ Uном
Imax = 52.5 А	Iн= 60 А	Imax £ Iном
iу = 9.88 кА	Iдин = 15 кА	Iу £  Iдин
Вк = 4.355 кА2·с	(Iт ×kT)2× tм =32·3= =27 кА2·с	Вк £(Iт ×kT)2× tм

8.1.4  Выбор трансформаторов тока на линиях к потребителям

10 кВ

Выбираем трансформатор тока типа ТПЛ-10-Т3 ([2] стр. 294, табл. 5.9). Результаты выбора приведём в таблице 8.4.

Таблица 8.4 - Выбор трансформаторов тока на линиях10 кВ

Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора
Uуст = 10 кВ	Uном = 10 кВ	Uуст £ Uном
Imax = 86 А	Iн= 100 А	Imax £ Iном
iу = 22.2  кА	Iдин = 250 кА	Iу £  Iдин
Вк = 27.58 кА2·с	(Iт ×kT)2× tм =452·3= 6075 кА2·с	Вк £ ( Iт ×kT)2× tм

8.1.5  Выбор шинных трансформаторов тока на линиях к потребителям 10 кВ

Выбираем трансформатор тока типа ТШЛП-10-У3, Т3  ([2] стр. 298, табл. 5.9) Результаты выбора и проверки по формулам (8.1-8.4) приведем в таблице 8.5.

Таблица 8.5-Выбор трансформаторов тока на стороне низкого напряжения силового трансформатора

Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора
Uуст = 10 кВ	Uном = 10 кВ	Uуст £ Uном
Imax = 86 А	Iн= 1000 А	Imax £ Iном
iу = 22.2  кА	Iдин = 52 кА	Iу £  Iдин
Вк = 27.58 кА2·с	(Iт ×kT)2× tм =452·3= =6075 кА2·с	Вк £(Iт ×kT)2× tм

8.1.6  Выбор трансформаторов тока на линиях к потребителям 10 кВ

Выбираем трансформатор тока типа ТПЛ-10-У3  ([2] стр. 298, табл. 5.9) Результаты выбора и проверки по формулам (8.1-8.4) приведем в таблице 8.5.

Таблица 8.6-Выбор трансформаторов тока на стороне низкого напряжения силового трансформатора

Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора
Uуст = 10 кВ	Uном = 10 кВ	Uуст £ Uном
Imax = 59.06А	Iн= 100 А	Imax £ Iном
iу = 20.55  кА	Iдин = 250 кА	Iу £  Iдин
Вк = 23.64 кА2·с	(Iт ×kT)2× tм =452·3= 6075 кА2·с	Вк £(Iт ×kT)2× tм

8.1.7  Выбор шинных трансформаторов тока на линиях к потребителям 10 кВ

Выбираем трансформатор тока типа ТШЛП-10-У3, Т3  ([2] стр. 298, табл. 5.9) Результаты выбора и проверки по формулам (8.1-8.4) приведем в таблице 8.7.

Таблица 8.7-Выбор трансформаторов тока на стороне низкого напряжения силового трансформатора

Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора
Uуст = 10 кВ	Uном = 10 кВ	Uуст £ Uном
Imax = 59.06А	Iн= 1000 А	Imax £ Iном
iу = 20.55  кА	Iдин = 52 кА	Iу £  Iдин
Вк = 23.64 кА2·с	(Iт ×kT)2× tм =452·3= =6075 кА2·с	Вк £(Iт ×kT)2× tм

8.2 Выбор трансформаторов напряжения

 

Трансформаторы напряжения (TV) выбираются по следующим условиям:

1.  по напряжению установки:

U_уст < U_ном,                                              (8.5)

2.  по вторичной нагрузке:

S_2∑ < S_ном,                                              (8.6)

где S_2∑  - нагрузка всех измерительных приборов и реле, присоединённых к трансформатору напряжения, В·А;

S_ном – номинальная мощность в выбранном классе точности.

Для однофазных трансформаторов соединенных в звезду следует  взять суммарную мощность всех трёх фаз, а для соединённых по схеме открытого треугольника – удвоенную мощность одного трансформатора.

Для упрощения расчётов нагрузку приборов можно не разделять по фазам, тогда:

,       (8.7) где ∑S_приб –  полная суммарная мощность всех приборов, подключенных ко вторичной обмотке трансформаторов напряжения, В·А;

cosφ_приб и sinφ_приб – суммарные коэффициенты активной и реактивной мощности соответственно для приборов, подключенных к трансформатору напряжения;

P_приб и Q_приб - суммарная активная и реактивная мощности соответственно для приборов, подключенных к трансформатору напряжения, Вт и В·Ар.

3.  по классу точности;

4.  по конструкции и схеме соединения обмоток.

При определении вторичной нагрузки сопротивление соединительных проводов не учитывают, так как оно мало. Обычно сечение проводов принимают из условия механической прочности, равной 1,5 мм² и 2 мм² соответственно для медных и алюминиевых проводов.

8.2.1  Выбор трансформаторов напряжения на стороне 220 кВ

Выберем трансформатор напряжения марки ЗНОГ-220-79У3 ([2] стр. 339, табл. 5.13).

Расчёт нагрузки основной обмотки приведём в таблице 8.8

Таблица 8.8 - Вторичная нагрузка трансформатора напряжения

Наименование и тип прибора	Мощность одной катушки	Число катушек	cos j	sin j	Число приборов	Общая мощность
						P,Вт	Q,В·Ар
Вольтметр	2	1	1	0	1	2	-
Ваттметр	1,5	2	1	0	1	3	-
Варметр	1,5	2	1	0	1	3	-
Счетчик активный	2,5	2	0,38	0,925	2	3,8	9,25
Счетчик реактивный	2,5	2	0,38	0,925	2	3,8	9,25
Итого:						15,6	18,5

Тогда нагрузка вторичных цепей трансформатора напряжения по формуле (8.7):

 В·А.

Выбранный трансформатор ЗНОГ-220-79У3 имеет номинальную мощность в классе точности 0,5, необходимом для присоединения счётчиков, 400 В·А. Условие (8.6) выполняется, т. е. 24,2 В·А <400 В·А, следовательно, трансформатор будет работать в выбранном классе точности.

8.2.2  Выбор трансформаторов напряжения на стороне 110 кВ

 

Выберем трансформатор напряжения марки ЗНОГ-110-79У3 ([2] стр. 339, табл. 5.13).

Расчёт нагрузки основной обмотки приведём в таблице 8.9

Таблица 8.9 - Вторичная нагрузка трансформатора напряжения

Наименование и тип прибора	Мощность одной катушки	Число катушек	cos j	sin j	Число приборов	Общая мощность
						P,Вт	Q,В·Ар
Вольтметр	2	1	1	0	1	2	-
Ваттметр	1,5	2	1	0	1	3	-
Варметр	1,5	2	1	0	1	3	-
Счетчик активный	2,5	2	0,38	0,925	2	3,8	9,25
Счетчик реактивный	2,5	2	0,38	0,925	2	3,8	9,25
Итого:						15,6	18,5

Тогда нагрузка вторичных цепей трансформатора напряжения по формуле (8.7):

 В·А.

Выбранный трансформатор ЗНОГ-110-79У3 имеет номинальную мощность в классе точности 0,5, необходимом для присоединения счётчиков, 400 В·А. Условие (8.6) выполняется, т. е. 24,2 В·А <400 В·А, следовательно, трансформатор будет работать