Выбор и проверка трансформаторов тока

Трансформаторы тока выбирают:

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

2)по первичному номинальному токуI_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; минимальноерекомендуемое сечение для алюминиевого провода s = 2,5 мм²; удельное сопротивлениеρ = 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 35 кВ.

Выбираем трансформатор тока ТВ-35.

Uном.ТТ = 35 кВ≥Uном.у = 35 кВ; I1.ном = 200 А≥Ip.max = 125 А; S2ном = 40 ВА≥S2расч = 52∙1,224 =30,6 ВА; Кд = 150≥I(3)у/ I1.ном = 3200/1,41∙125= 18,2; Ктс = 75≥ (I∞ )/(I1.ном ) = 2200 /125  = 4,3.

Для напряжения 6 кВ (на стороне потребителей 0,4 кВ).

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

Uном.ТТ = 6,6 кВ≥Uном.у = 6,6 кВ; I1.ном =1000 А≥Ip.max = 696 А; S2ном = 10 ВА≥S2расч = 52∙0,38 = 9,5 ВА; Кд = 81≥I(3)у/ I1.ном = 2700/(1,41∙696) = 2,8; Ктс = 32≥ (I∞ )/(I1.ном ) = 3,6.

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 МТЗ 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_нI_ном,

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

I_СР.З2 = k_нI_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 35 кВ.

I_СР.З1 = k_нI_ном = 1,7∙125 = 213 А;

I_{1НБрасч} = k_аk_однδI_кз.max = 1∙1∙0,1∙2200 = 220 А;

I_{2НБрасч} = 0,1I_кз.max = 0,1∙2200 =220А;

I_НБрасч = I_{1НБрасч} + I_{2НБрасч}= 220 + 220 = 440 А;

I_СР.З2 = k_нI_НБрасч = 1,7∙440 = 748 А;

I_1max = 1,1 I_cp.з (k_т /k_сх) = 1,1∙1900/1,76 = 1188 А;

I_1расч = k_α I_1max = 1∙1188= 1188 А;

m_расч = I_1расч /(0,8I_1.ном) = 1188/ (0,8∙200) =7,4;

 = 1 Ом≥

Трансформатор тока ТВ-35выбран правильно.

Для напряжения 6 кВ.

I_СР.З1 = k_нI_ном = 1,7∙696 = 1183 А;

I_{1НБрасч} = k_аk_однδI_кз.max = 1∙1∙0,1∙1700 =170А;

I_{2НБрасч} = 0,1I_кз.max = 0,1∙1700 =170А;

I_НБрасч = I_{1НБрасч} + I_{2НБрасч}= 170 + 170 = 340 А;

I_СР.З2 = k_нI_НБрасч = 1,7∙340 = 578 А;

I_1max = 1,1 I_cp.з (k_т /k_сх) = 1,1∙1700 /1,76 = 1063 А;

I_1расч = k_α I_1max = 1∙1063= 1063 А;

m_расч = I_1расч /(0.8I_1.ном) = 1063/ 0,8∙500 = 2,7;

 = 10 Ом≥

Трансформатор тока ТПОЛ-10 выбран правильно.