Выбираются трансформаторы согласно таблицам а 1 а 3

Правильный выбор трансформатора тока по ГОСТу

Задача данной статьи дать начальные знания о том, как выбрать трансформатор тока для цепей учета или релейной защиты, а также родить вопросы, самостоятельное решение которых увеличит ваш инженерный навык.

В ходе подбора ТТ я буду ссылаться на два документа. ГОСТ-7746-2015 поможет в выборе стандартных значений токов, мощностей, напряжений, которые можно принимать для выбора ТТ. Данный ГОСТ действует на все электромеханические трансформаторы тока напряжением от 0,66кВ до 750кВ. Не распространяется стандарт на ТТ нулевой последовательности, лабораторные, суммирующие, блокирующие и насыщающие.

Кроме ГОСТа пригодится и ПУЭ, где обозначены требования к трансформаторам тока в цепях учета, даны рекомендации по выбору.

Выбор номинальных параметров трансформаторов тока

До определения номинальных параметров и их проверки на различные условия, необходимо выбрать тип ТТ, его схему и вариант исполнения. Общими, в любом случае, будут номинальные параметры. Разниться будут некоторые критерии выбора, о которых ниже.

1. Номинальное рабочее напряжение ТТ. Данная величина должна быть больше или равна номинальному напряжению электроустановки, где требуется установить трансформатор тока. Выбирается из стандартного ряда, кВ: 0,66, 3, 6, 10, 15, 20, 24, 27, 35, 110, 150, 220, 330, 750.

2. Далее, перед нами встает вопрос выбора первичного тока ТТ. Величина данного тока должна быть больше значения номинального тока электрооборудования, где монтируется ТТ, но с учетом перегрузочной способности.

Приведем пример из книги. Допустим у статора ТГ ток рабочий 5600А. Но мы не можем взять ТТ на 6000А, так как турбогенератор может работать с перегрузкой в 10%. Значит ток на генераторе будет 5600+560=6160. А это значение мы не замерим через ТТ на 6000А.

Выходит необходимо будет взять следующее значение из ряда токов по ГОСТу. Приведу этот ряд: 1, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 80, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 800, 1000, 1200, 1500, 1600, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 8000, 10000, 12000, 14000, 16000, 18000, 20000, 25000, 28000, 30000, 32000, 35000, 40000. После 6000 идет 8000. Однако, некоторое электрооборудование не допускает работу с перегрузкой. И для него величина тока будет равна номинальному току.

Но на этом выбор первичного тока не заканчивается, так как дальше идет проверка на термическую и электродинамическую стойкость при коротких замыканиях.

2.1 Проверка первичного тока на термическую стойкость производится по формуле:

Данная проверка показывает, что ТТ выдержит определенную величину тока КЗ (IТ) на протяжении определенного промежутка времени (tt), и при этом температура ТТ не превысит допустимых норм. Или говоря короче, тепловое воздействие тока короткого замыкания.

iуд — ударный ток короткого замыкания

kу — ударный коэффициент, равный отношению ударного тока КЗ iуд к амплитуде периодической составляющей. При к.з. в установках выше 1кВ ударный коэффициент равен 1,8; при к.з. в ЭУ до 1кВ и некоторых других случаях — 1,3.

2.2 Проверка первичного тока на электродинамическую стойкость:

В данной проверке мы исследуем процесс, когда от большого тока короткого замыкания происходит динамический удар, который может вывести из строя ТТ.

Для большей наглядности сведем данные для проверки первичного тока ТТ в небольшую табличку.

3. Третьим пунктом у нас будет проверка трансформатора тока по мощности вторичной нагрузки. Здесь важно, чтобы выполнялось условие Sном>=Sнагр. То есть номинальная вторичная мощность ТТ должна быть больше расчетной вторичной нагрузки.

Вторичная нагрузка представляет собой сумму сопротивлений включенных последовательно приборов, реле, проводов и контактов умноженную на квадрат тока вторичной обмотки ТТ (5, 2 или 1А, в зависимости от типа).

Величину данного сопротивления можно определить теоретически, или же, если установка действующая, замерить сопротивление методом вольтметра-амперметра, или имеющимся омметром.

Сопротивление приборов (амперметров, вольтметров), реле (РТ-40 или современных), счетчиков можно выцепить из паспортов, которые поставляются с новым оборудованием, или же в интернете на сайте завода. Если в паспорте указано не сопротивление, а мощность, то на помощь придет известный факт — полное сопротивление реле равно потребляемой мощности деленной на квадрат тока, при котором задана мощность.

Схемы включения ТТ и формулы определения сопротивления по вторичке при различных видах КЗ

Не всегда приборы подключены последовательно и это может вызвать трудности при определении величины вторичной нагрузки. Ниже на рисунке приведены варианты подключения нескольких трансформаторов тока и значение Zнагр при разных видах коротких замыканий (1ф, 2ф, 3ф — однофазное, двухфазное, трехфазное).

rпер — переходное сопротивление контактов

rпр — сопротивление проводов определяется как длина отнесенная на произведение удельной проводимости и сечения провода. Удельная проводимость меди — 57, алюминия — 34,5.

Кроме вышеописанных существуют дополнительные требования для ТТ РЗА и цепей учета — проверка на соблюдение ПУЭ и ГОСТа.

Выбор ТТ для релейной защиты

Трансформаторы тока для цепей релейной защиты исполняются с классами точности 5Р и 10Р. Должно выполняться требование, что погрешность ТТ (токовая или полная) не должна превышать 10%. Для отдельных видов защит эти десять процентов должны обеспечиваться вплоть до максимальных токов короткого замыкания. В отдельных случаях погрешность может быть больше 10% и специальными мероприятиями необходимо обеспечить правильное срабатывание защит. Подробнее в ПУЭ вашего региона и справочниках. Эта тема имеет множество нюансов и уточнений. Требования ГОСТа приведены в таблице:

Хоть это и не самые высокие классы точности для нормальных режимов, но они и не должны быть такими, потому что РЗА работает в аварийных ситуациях, и задача релейки определить эту аварию (снижение напряжения, увеличение или уменьшение тока, частоты) и предотвратить — а для этого необходимо уметь измерить значение вне рабочего диапазона.

Выбор трансформаторов тока для цепей учета

К цепям учета подключаются трансформаторы тока класса не выше 0,5(S). Это обеспечивает бОльшую точность измерений. Однако, при возмущениях и авариях осциллограммы с цепей счетчиков могут показывать некорректные графики токов, напряжений (честное слово). Но это не страшно, так как эти аварии длятся недолго. Опаснее, если не соблюсти класс точности в цепях коммерческого учета, тогда за год набежит такая финансовая погрешность, что “мама не горюй”.

ТТ для учета могут иметь завышенные коэффициенты трансформации, но есть уточнение: при максимальной загрузке присоединения, вторичный ток трансформатора тока должен быть не менее 40% от максимального тока счетчика, а при минимальной — не менее 5%. Это требование п.1.5.17 ПУЭ7 допускается при завышенном коэффициенте трансформации. И уже на этом этапе можно запутаться, посчитав это требование как обязательное при проверке.

По требованиям же ГОСТ значение вторичной нагрузки для классов точности до единицы включительно должно находиться в диапазоне 25-100% от номинального значения.

Диапазоны по первичному и вторичному токам для разных классов точности должны соответствовать данным таблицы ниже:

Исходя из вышеописанного можно составить таблицу для выбора коэффициента ТТ по мощности. Однако, если с вторичкой требования почти везде 25-100, то по первичке проверка может быть от 1% первичного тока до пяти, плюс проверка погрешностей. Поэтому тут одной таблицей сыт не будешь.

Таблица предварительного выбора трансформатора тока по мощности и току

Пройдемся по столбцам: первый столбец это возможная полная мощность нагрузки в кВА (от 5 до 1000). Затем идут три столбца значений токов, соответствующих этим мощностям для трех классов напряжений — 0,4; 6,3; 10,5. И последние три столбца — это разброс возможных коэффициентов трансформаторов тока. Данные коэффициенты проверены по следующим условиям:

• при 100%-ой нагрузке вторичный ток меньше 5А (ток счетчика) и больше 40% от 5А
• при 25%-ой нагрузке вторичный ток больше 5% от 5А

Я рекомендую, если Вы расчетчик или студент, сделать свою табличку. А если Вы попали сюда случайно, то за Вас эти расчеты должны делать такие как мы — инженеры, электрики =)

К сведению тех, кто варится в теме. В последнее время заводы-изготовители предлагают следующую услугу: вы рассчитываете необходимые вам параметра тт, а они по этим параметрам создают модель и производят. Это выгодно, когда при выборе приходится варьировать коэффициент трансформации, длину проводов, что приводит и к удорожанию схемы и увеличению погрешностей. Некоторые изготовители даже пишут, что не сильно и дороже выходит, чем просто серийное производство, но выигрыш очевиден. Интересно, может кто сталкивался с подобным на практике.

Вот так выглядят основные моменты выбора трансформаторов тока. После выбора и монтажа, перед включением, наступает самый ответственный момент, а именно пусковые испытания и измерения.

Источник

Расчет и выбор трансформаторов

Липецкий государственный технический университет

Факультет Автоматизации и Информатики

по электрооборудование электрических станций

«Выбор числа и мощности трансформаторов связи на электростанции»

Студент_________________ Фролов С.Н.

Ст.преподаватель _________________ Чуркина Е.В

Липецкий государственный технический университет

На курсовую работу

по дисциплине «Электрооборудование электрических станций, подстанций и

Студенту группы ЭО-14-2

Направление 13.03.02«Электроэнергетика и электротехника»

Профиль «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий,

организаций и учреждений»

Ф.И.О. Фролов Сергей Николаевич

Тема курсовой работы: «Выбор числа и мощности трансформаторов связи на электростанции»

Руководитель работы: старший преподаватель

Чуркина Екатерина Викторовна

Исходные данные – вариант 29

Данные ГРУ: P_Min= 5 Мвт; P_Max= 10 Мвт; cosᵩ=0,93.

Вопросы, подлежащие разработке

Составление структурной схемы электростанции

Расчет и выбор трансформаторов

Эксплуатация генераторов

Срок представления курсовой работы к защите 12.04. 2017 г.

Руководитель работы (Е. В. Чуркина)

Студент (Фролов С.Н.)

В данной курсовой работе, для осуществления выборки трансформаторов и составления структурной схемы электростанции в течении нескольких этапов, были произведены расчеты мощностей трех режимов и последующий выбор наибольшей из них. Были рассчитаны полная расчетная мощность, высокое напряжение, низкое напряжение. На основе этих расчетов были определены условия выбора мощности блочных трансформаторов и трансформаторов, подключённых к ГРУ, при помощи этих условий была произведена выборка трансформаторов и было осуществлено построение структурной схемы электростанции. Также рассмотрели принципы эксплуатации трёх типов выключателей.

С. 20. Ил. 2. Табл. 1. Литература 2 назв.

1 Составление структурной схемы электростанции. 5

2 Расчет и выбор трансформаторов. 6

4 Эксплуатация генераторов. 11

Список использованных источников. 20

Составление структурной схемы электростанции

Составим структурную схему электростанции и нанесем на нее исходные данные:

Рисунок 1 – Структурная схема электростанции

В дальнейшем, нам будет необходимо произвести выбор блочных трансформаторов и трансформаторов ГРУ, и нанести их на исходную схему.

Расчет и выбор трансформаторов

Поскольку отсутствуют графики электрической нагрузки для трансформаторов, подключённых к ГРУ, вычислим мощности трех режимов и выбираем наибольшую из них.

Рассчитаем необходимые величины для расчета мощностей трех режимов.

Рассчитаем активную мощность одного генератора и его собственных нужд:

Пассчитаем реактивную мощность одного генератора и его собственных нужд:

Рассчитаем реактивную минимальную и максимальную нагрузки на генераторном напряжении:

Найдем новое число генераторов, подключенных к ГРУ для третьего режима

Мощность первого режима рассчитывается при минимальном потреблении нагрузки на генераторном напряжении:

Мощность второго режима рассчитывается при максимальном потреблении нагрузки на генераторном напряжении:

Мощность третьего режима рассчитывается при отключении одного генератора и максимальном потреблении нагрузки на генераторном напряжении:

Максимальная расчётная мощность у первого режима:

Условие выбора мощности трансформатора, подключенного к ГРУ, имеет вид:

При блочном подключении трансформаторов и генераторов:

Условие выбора мощности блочного трансформатора:

Чтобы выбрать трансформаторы необходимо знать полную расчетную мощность, высокое напряжение, низкое напряжение.

При расчете высокого напряжения, нужно предварительно определить активную мощность, которая передаётся от электростанции в ЛЭП. Её найдём из следующего выражения:

Высокое напряжение определяют из следующего соотношения:

Используя шкалу напряжений выбираем значение U_вн:

Рассчитаем полную передаваемую мощность без учета потерь:

Используя таблицу зависимости К_пот = F (cosϕ_г), определим коэффициент потерь в трансформаторе, в данном случае он будет равен К_пот = 1,07

Полная передаваемая мощность с учетом потерь определяется как:

Приближенно потери в трансформаторах можно определить из следующих соотношений:

Выбираем трансформаторы по справочным данным – таблицы А.1-А.3 в соответствии с условиями выбора трансформаторов.

Трансформаторы ГРУ: ТДН – 16000/110. Блочный трансформатор: ТДН – 16000/110. Паспортные данные трансформатора приведены в таблице 1.

Таблица 1– Паспортные данные трансформаторов

Тип	ВН, кВ	НН, кВ	,кВт	,кВт	Uкз,%	Ixx,%
ТДН – 16000/110	10,5	0,7

Определим коэффициенты загрузки трансформаторов

;

.

Исключим 3 блочных трансформатора, так как они недогруженные. Тогда коэффициенты загрузки трансформаторов будут равны:

;

.

Рисунок 2 – Структурная схема электростанции с условными обозначениями

Источник