Обмоток масляных трансформаторов

 

Мощ-ность транс фор-матора, кВА	Номиналь- ное напряже ние обмоток высшего напряжения, кВ	, Ом, при схеме соединения обмоток	Мощ- ность транс-форма-тора, кВА	Номиналь- ное напряже- ние обмоток высшего напряжения, кВ	, Ом, при схеме соединения обмоток
	6−10	3,110	0,906		20−35	0,305	0,130
	6−10	1,949	0,562		6−10	0,195	0,056
	6−10	1,237	0,360		20−35	0,191	−
	20−35	1,136	0,407		6−10	0,129	0,042
	6−10	0,799	0,226		20−35	0,121	−
	20−35	0,764	0,327		6−10	0,081	0,027
	6−10	0,487	0,141		20−35	0,077	0,032
	20−35	0,478	0,203		6−10	0,054	0,017
	6−10	0,312	0,090		20−35	0,051	0,020

Таблица 5.2

Приближенные значения полных сопротивлений Z_T

Обмоток сухих трансформаторов

 

Мощность трансформатора, кВА	Схема соединения обмоток	, Ом	Мощность трансформатора, кВА	Схема соединения обмоток	, Ом,
		0,165			0,13
		0,453			0,042
		0,106			0,109
		0,254			0,027
		0,066	−	−	−

 

Активные сопротивления фазных и защитных нулевых проводников определяются по формуле

, (5.7)

где R – активное сопротивление проводника, Ом;

− удельное сопротивление материала проводника, Ом · мм²/м;

l – длина проводника, м;

S – площадь сечения проводника, мм².

Активные сопротивления можно определить посредством погонного сопротивления по формуле

, (5.8)

где – активное погонное сопротивление проводника, Ом/км;

– длина проводника, км.

Внешнее индуктивное сопротивление фазного и защитного нулевого проводников определяется по формуле

(5.9)

где – внешнее индуктивное сопротивление фазного и защитного нулевого проводников, Ом;

– частота переменного тока, Гц;

– длина линии, м;

D – расстояние между проводами, мм;

d – диаметр провода, мм;

– абсолютная магнитная проницаемость среды, Гн/м;

(5.10)

где – относительная магнитная проницаемость среды;

Гн/м – магнитная постоянная.

Внешнее индуктивное сопротивление фазного и защитного нулевого проводников можно определить посредством погонного внешнего индуктивного сопротивления по формуле

, (5.11)

где X’_п – внешнее индуктивное погонное сопротивление, Ом/км;

– длина линии, км.

 

Внутреннее индуктивное сопротивление фазных X_ф и нулевых защитных X_н проводников можно определить посредством внутреннего индуктивного погонного сопротивления по формуле

, (5.12)

где – внутреннее индуктивное погонное сопротивление проводника, Ом/км;

– длина проводника, км.

 

Внутреннее индуктивное погонное сопротивление медных и алюминиевых проводников сравнительно мало − = 0,00156 Ом/км, поэтому значениями X_ф и X_н в формуле (5.6) иногда пренебрегают.

Погонные активные и внешние индуктивные сопротивления фазных и нулевых защитных проводников из цветных металлов приведены в табл. 5.3, погонные активные и внутренние индуктивные сопротивления стальных проводников – в табл. 5.4 [3].

 

 

Таблица 5.3

Погонное активное и внешнее индуктивное сопротивления, Ом/км, фазных и нулевых защитных проводников при частоте тока 50 Гц

Площадь сечения, мм^2	проводов или жил кабеля при 20° С	алюминиевых и сталеалюминиевых проводов ВЛ при среднем расстоянии между проводами, мм	проводов и кабелей
мед- ных	алюминие-вых или сталеалю-миниевых						провод проло- жен открыто	провод в трубах или кабель
	1,64	3,14	−	−	−	−	−	0,31	0,07
	1,2	1,96	0,374	0,389	0,411	0,48	0,442	0,29	0,07
	0,74	1,27	0,362	0,376	0,398	0,407	0,417	0,27	0,07
	0,54	0,91	0,349	0,364	0,388	0,404	0,412	0,26	0,06
	0,39	0,63	0,339	0,354	0,377	0,395	0,409	0,25	0,06
	0,28	0,45	0,329	0,343	0,367	0,385	0,399	0,24	0,06
	0,2	0,33	0,318	0,332	0,355	0,374	0,389	0,23	0,06
	0,158	0,27	0,315	0,325	0,349	0,368	0,382	0,22	0,06
	0,123	0,21	0,311	0,315	0,344	0,36	0,374	0,21	0,06
	0,103	0,17	0,289	0,311	0,339	0,355	0,37	0,21	0,06
	0,078	0,131	−	0,304	0,329	0,347	0,361	0,2	0,06
	0,063	0,105	−	0,297	0,322	0,34	0,354	0,19	0,06

 

 

Таблица 5.4

Погонное активное и внутреннее индуктивное сопротивления, Ом/км, стальных проводников при частоте тока 50 Гц

Размеры (или диаметр) сечения, мм^2	Сечение, мм^2	Ожидаемая плотность тока в проводнике, А/мм^2
0,5	1,0	1,5	2,0
Полоса прямоугольного сечения
20 4		5,24	3,14	4,20	2,52	3,48	2,09	2,97	1,78
30 40		3,66	2,20	2,91	1,75	2,38	1,43	2,04	1,22
30 5		3,38	2,03	2,56	1,54	2,08	1,25	−	−
40 4		2,80	1,68	2,24	1,34	1,81	1,09	1,54	0,92
50 4		2,28	1,37	1,79	1,07	1,45	0,87	1,24	0,74
50 5		2,10	1,26	1,60	0,96	1,28	0,77	−	−
60 5		1,77	1,06	1,34	0,8	1,08	0,65	−	−
Проводник круглого сечения
	19,63	17,0	10,2	14,4	8,65	12,4	7,45	10,7	6,4
	28,27	13,7	8,20	11,2	6,70	9,4	5,65	8,0	4,8
	50,27	9,60	5,75	7,5	4,50	6,4	3,84	5,3	3,2
	78,54	7,20	4,32	5,4	3,24	4,20	2,52	−	−
	113,1	5,60	3,36	4,0	2,40	−	−	−	−
	150,9	4,55	2,73	3,2	1,92	−	−	−	−
	201,1		2,23	2,7	1,60	−	−	−	−

Исходные данные для расчета защитного зануления

На отключающую способность

 

1 Тип, мощность, номинальное напряжение обмоток высшего напряжения, схема соединения обмоток трансформатора.

2 Материал, сечение фазных и нулевых проводников и длина линии.

3 Вид автоматической защиты линии и ее параметры.

Последовательность расчета защитного зануления

На отключающую способность

 

1 Определяется требуемое ПТЭЭП значение тока короткого замыкания .

2 Определяется фактическое значение тока короткого замыкания в петле «фаза – нуль» I_кз^факт.

3 На основании сравнения значений и I_кз^факт дается заключение об отключающей способности защитного зануления.

 

 

Пример расчета защитного зануления

На отключающую способность

Произвести расчет защитного зануления вводного устройства электроустановки на отключающую способность.

Исходные данные:

- источник питания − масляный трансформатор мощностью S = 400 кВА, напряжение 6/0,4 кВ, схема соединения обмоток Y/Y₀.

- питающий кабель − четырехжильный с медными жилами 3 120 мм² и 1 70 мм²;

- длина питающей линии = 0,25 км;

- линия защищена предохранителем ПН2-400 с номинальным током плавкой вставки I_пл = 300 А (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Однолинейная схема питания вводного устройства

 

1 Определяем требуемое ПТЭЭП значение тока короткого замыкания по формуле (5.1): = 3 · 300 = 900 А.

2 Определяем величину тока короткого замыкания в петле «фаза − нуль» по формуле (5.6):

.

Фазное напряжение сети U = 220 В.

Полное сопротивление обмоток масляного трансформатора мощностью S = 400 кВА, напряжением 6/0,4 кВ при схеме Y/Y₀ по табл. 5.1 Z _T = 0,195 Ом.

Погонное активное сопротивление медного проводника сечением 120 мм² по табл. 5.3 R ΄ = 0,158 Ом/км.

Активное сопротивление фазного проводника по формуле (5.8):

R _Ф= 0,158 · 0,25 = 0,0395 Ом.

Погонное активное сопротивление медного проводника сечением 70 мм по табл. 5.3:

R΄ = 0,28 Ом/км.

Активное сопротивление нулевого защитного проводника по формуле (5.8):

R _н = 0,28 · 0,25 = 0,07 Ом.

Внутреннее индуктивное погонное сопротивление медных проводников:

X ΄ = 0,0156 Ом/км.

Внутреннее индуктивное сопротивление фазного и нулевого защитного проводников по формуле (5.12):

X _Ф = X _н = 0,0156 · 0,25 = 0,0039 Ом.

Погонное внешнее индуктивное сопротивление кабельной линии по табл. 5.3:

= 0,06 Ом/км.

Внешнее индуктивное сопротивление фазного и защитного нулевого проводников по формуле (5.11):

Х _н = 0,06 · 0,25 = 0,015 Ом;

Вывод. Фактическое значениетока короткого замыкания в петле «фаза − нуль» I_кз^факт = 1260 А, требуемое значение тока короткого замыкания = 900 А, следовательно, отключающая способность защитного зануления обеспечена.