Выбор контрольно-измерительных приборов и измерительных трансформаторов

7 ВЫБОР КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ (ТН И ТТ)

В соответствии с ПУЭ показывающие или регистрирующие электронноизмерительные приборы должны иметь класс точности не ниже 2,5 (счетчик не ниже 2, а для линий связей 10 – 110, 220 кВ и выше  – 0,5). Класс точности счетчиков реактивной энергии выбирают на одну ступень ниже класса точности соответствующих счетчиков активной энергии. Для фиксирующих приборов допускается класс точности - 3, амперметры подстанций, РУ могут иметь класс точности - 4.

В таблице 7.1 показаны приборы, устанавливаемые на подстанции.

Выбор трансформаторов тока

Выбор трансформаторов тока (ТТ) производится по следующим условиям:

1) по напряжению установки:

                                                U_УСТ < U_НОМ;                                          (7.1)

2) по току (номинальный ток должен быть как можно ближе к рабочему току установки, т.к. недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешностей):

                                              I_РАБ.MAX<I_НОМ.                                           (7.2)

3) по конструкции и классу точности;

4)  по электродинамической стойкости:

                                                                                (7.3)

где  - кратность динамической устойчивости по каталогу;

 - номинальный первичный ток ТТ, А.

Электродинамическая стойкость шинных трансформаторов тока определяется устойчивостью самих шин РУ, потому  такие трансформаторы по этому условию не проверяются.

Таблица 7.1 – Контрольно-измерительные приборы на подстанции

Цепь	Место установки приборов	Перечень приборов
Трехобмоточный трансформатор	ВН	Амперметр
	СН	Амперметр, ваттметр, варметр, электронный счетчик
	НН	Амперметр, ваттметр, варметр, электронный счетчик
Сборные шины 220 кВ	На каждой секции или системе шин	Вольтметр с переключателем для измерения трех междуфазных напряжений
Сборные шины 110 кВ	На каждой секции или системе шин	Вольтметр с переключателем для измерения трех междуфазных напряжений
Сборные шины 10 кВ	На каждой секции или системе шин	Вольтметр с переключателем для измерения трех междуфазных напряжений
Секционный выключатель	-	Амперметр
Линии 220 кВ	-	Амперметр, ваттметр, варметр, электронный счетчик
Линии 110 кВ	-	Амперметр, ваттметр, варметр, электронный счетчик
Линии 10 кВ	-	Амперметр, электронный счетчик
ТСН	-	Амперметр, электронный счетчик

5) по термической стойкости:

                                   ,                                        (7.4)

где  - кратность термической стойкости;

 - допустимое время протекания тока термической стойкости, с;

 - расчетный импульс квадратичного тока к.з. (тепловой импульс), кА²·с.

6)  по вторичной нагрузке:

                                                  Z₂ < Z_2НОМ,                                           (7.5)

где  Z_2НОМ - номинальная допустимая нагрузка ТТ в выбранном классе точности, Ом;

Z₂ - вторичная нагрузка ТТ, Ом.

Индуктивное сопротивление токовых вторичных цепей невелико, поэтому:

,                               (7.6)

где  - сопротивление приборов, Ом;

 - сопротивление измерительных проводов (зависит от длины и сечения соединительных проводов), Ом;

 - переходное сопротивление контактов ( Ом при 3 приборах и Ом при большем числе приборов).

,                                                 (7.7)

где  - номинальный вторичный ток ТТ, А;

- мощность потребляемая приборами, ВА;

Из выражения (7.6) определим сопротивление провода:

                                        .                                 (7.8)

Зная  можно определить сечение соединительных проводов:

,                                                 (7.9)

где  - удельное сопротивление материала провода,  - для медных жил, для алюминиевых жил;

 - расчетная длина, зависящая от схемы соединения ТТ м, [4, стр. 380].

Выбор трансформаторов тока на стороне 220 кВ

Приборы, подключаемые к вторичной обмотке трансформатора тока приведены в таблице 7.2.

Таблица 7.2 – Приборы, подключаемые к вторичной обмотке трансформатора тока

Прибор	Тип	Нагрузка фазы, ВА
		A	В	С
Амперметр	ЦП8501	0,1	0,1	0,1
ФИП	ИМФ-3Р	1,5	1,5	1,5
Ваттметр	ЦП8506	0,5	0,5	0,5
Варметр	ЦП8506	0,5	0,5	0,5
Электронный счетчик энергии	ЕА05RAL	1,0	1,0	1,0
Итого	-	3,6	3,6	3,6

Определяем максимальный рабочий ток:

А                    

Предварительно на стороне ВН выбираем трансформаторы тока ТФЗМ-220Б-III/300 с номинальным вторичным током I_2ном = 5 А и номинальной нагрузкой в 0,5 классе Z_2ном=1,2 Ом.

Сопротивление приборов по формуле (7.7):

Допустимое сопротивление проводов:

Определим расчетное сечение проводов по формуле (7.9):

По условию механической прочности принимаем сечение алюминиевого провода .

Определяем сопротивление провода:

Определим вторичную нагрузку по формуле (7.6):

Результаты расчетов по выбору трансформатора тока представлены в таблице 7.3.

Таблица 7.3 - Выбор трансформаторов тока на высокой стороне 220 кВ

Расчетные данные	Каталожные данные ТФЗМ-220Б-III/300	Условия выбора
Uуст = 220 кВ	Uном = 220 кВ	Uуст £ Uном 220 кВ=220 кВ
Imax.раб = 198,1 А	Iном = 300 А	Imax.раб £ Iном 198,1 А < 300 А
Проверка на динамическую стойкость
iу = 6,45 кА	Iд.с.   = 25 кА	iу £  Iд.с. 6,45кА < 25 кА
Проверка на термическую стойкость
Вк =12,34 кА2·с	Iт2 tт=9,823=288,12 кА2×с	Вк £ Iт2 tт 12,34  кА2×с < 288,12 кА2×с
Проверка по вторичной нагрузке
Z2=0,81 Ом	Z2ном = 1,2 Ом	rприб £ Z2ном; 0,81 Ом < 1,2 Ом

Выбранный трансформатор тока ТФЗМ-220Б-III/300 удовлетворяет условиям выбора.

Выбор трансформаторов тока на стороне 110 кВ

Приборы, подключаемые к вторичной обмотке трансформатора тока приведены в таблице 7.4.

Таблица 7.4 – Приборы, подключаемые к вторичной обмотке трансформатора тока

Прибор	Тип	Нагрузка фазы, ВА
		A	В	С
Амперметр	ЦП8501	0,1	0,1	0,1
ФИП	ИМФ-3Р	1,5	1,5	1,5
Ваттметр	ЦП8506	0,5	0,5	0,5
Варметр	ЦП8506	0,5	0,5	0,5
Электронный счетчик энергии	ЕА05RAL	1,0	1,0	1,0
Итого	-	3,6	3,6	3,6

Определяем максимальный рабочий ток:

Предварительно на стороне СН выбираем трансформаторы тока ТФЗМ-110Б-I/400 с номинальным вторичным током I_2ном = 5 А и номинальной нагрузкой в 0,5 классе Z_2ном=1,2 Ом.

Сопротивление приборов по формуле (7.7):

Допустимое сопротивление проводов:

Определим расчетное сечение проводов по формуле (7.9):

По условию механической прочности принимаем сечение алюминиевого провода .

Определяем сопротивление провода:

Определим вторичную нагрузку по формуле (7.6):

Результаты расчетов по выбору трансформатора тока представлены в таблице 7.5.

Таблица 7.5 - Выбор трансформаторов тока на высокой стороне 110 кВ

Расчетные данные	Каталожные данные ТФЗМ-110Б-I/400	Условия выбора
Uуст = 110 кВ	Uном = 110 кВ	Uуст £ Uном 110 кВ=110 кВ
Imax.раб = 354,3 А	Iном = 400 А	Imax.раб £ Iном 354,3 А < 400 А
Проверка на динамическую стойкость
iу = 4,2 кА	Iд.с.   = 10 кА	iу £  Iд.с. 4,2кА < 10 кА
Проверка на термическую стойкость
Вк =4,6 кА2·с	Iт2 tт=4923=7203 кА2×с	Вк £ Iт2 tт 4,6  кА2×с < 7203 кА2×с
Проверка по вторичной нагрузке
Z2=0,81 Ом	Z2ном = 1,2 Ом	rприб £ Z2ном; 0,81 Ом < 1,2 Ом

Выбранный трансформатор тока ТФЗМ-110Б-I/400 удовлетворяет условиям выбора.

Выбор трансформаторов тока на стороне 10 кВ

Приборы, подключаемые к вторичной обмотке трансформатора тока приведены в таблице 7.6.

Таблица 7.6 – Приборы, подключаемые к вторичной обмотке трансформатора тока