Выбор трансформаторов напряжения

Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 (В) или (В) и для отделения цепей измерения и релейной защиты о первичных цепей высокого напряжения. Трансформатор напряжения в отличие от трансформатора тока работает в режиме, близком к холостому ходу, так как сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое, а ток, потребляемый ими, невелик.

Трансформаторы напряжения выбирают:

1. По напряжению установки ;

2. По конструкции и схеме соединения обмоток;

3. По классу точности;

4. По вторичной нагрузке ,

Где:

- номинальная мощность в выбранном классе точности, при этом следует иметь в виду, что для однофазных трансформаторов соединенных в звезду, следует взять суммарную мощность всех трех фаз, а для соединения по схеме открытого треугольника – удвоенную мощность одного трансформатора.

- нагрузка всех измерительных приборов и реле, присоединенных к трансформатору напряжения, ВА.

Для упрощения расчетов нагрузку приборов можно не разделять по фазам, тогда .

Выбор трансформатора напряжения в цепи генератора 1. Перечень необходимых измерительных приборов выбираем по таблице 4.11 [2, с.364]:

 

 

Таблица 9. Вторичная нагрузка трансформатора напряжения

Прибор	Тип	Sодной обм, ВА	Число обмоток	cosφ	sinφ	Число приборов	Общая потребляемая мощность
Р, Вт	Q, ВАр
Вольтметр Ваттметр Варметр Датчик активной мощности Датчик реактивной мощности Счетчик активной энергии Ваттметр регистрирующий Вольтметр регистрирующий   Частотомер	Э-335 Д-335 Д-335 Е-829   Е-830     И-680     Н-348   Н-344     Э-372	1,5 1,5       2 Вт	-   -	0,38	0,925			- - - -   -     9,7     -     -   -
ИТОГО								9,7

Вторичная нагрузка трансформаторов напряжения определяем по формуле:

Выбираем трансформатор ЗНОЛ.06-10У3. Трансформатор напряжения типа ЗНОЛ.06-10У3, имеющий номинальную мощность 75 ВА в классе точности 0,5, необходимом для присоединения счетчиков. Таким образом,

, трансформатор будет работать в выбранном классе точности.

 

Выбор трансформаторов тока

Трансформаторы тока предназначены для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов (чаще всего и ), реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения. Токовые цепи измерительных приборов и реле имеют малое сопротивление, поэтому трансформатор тока нормально работает в режиме, близком к режиму КЗ.

Условия выбора трансформаторов тока:

1. По напряжению установки ;

2. По току ;

3. По конструкции и классу точности;

4. По электродинамической стойкости: ,

 

Где:

- кратность электродинамической стойкости;

- номинальный первичный ток трансформатора тока;

- ток электродинамической стойкости;

- ударный - ток КЗ.

5. По термической стойкости: ,

Где:

- тепловой импульс по расчету;

- время термической стойкости;

- ток термической стойкости.

6. На вторичной нагрузке _.

Выбираем трансформатор тока в цепи генератора. Так как участок от выводов генератора до стены турбинного отделения выполнен комплектным токопроводом ГРТЕ-10-8550-250, то выбираем трансформатор тока встроенный в токопровод ТШ-20-12000/5 [2]. Перечень необходимых измерительных приборов выбираем по таблице 4.11 [2, с.364]:

Таблица 10. Вторичная нагрузка трансформатора тока

Прибор	Тип	Нагрузка, ВА Фазы
А	В	С
Ваттметр Варметр Счетчик активной энергии Амперметр регистрирующий Ваттметр регистрирующий Ваттметр (щит турбины)	Д-335 Д-335 САЗ-И681 Н-344 Н-348 Д-335	0,5 0,5 2,5 - 0,5	- - - - -	0,5 0,5 2,5 - 0,5
Итого

 

Как видно из таблицы 10, наиболее загружены трансформаторы тока фаз А и С.

Общее сопротивление приборов определяется следующим образом:

Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому . Вторичная нагрузка состоит из сопротивлений приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов.

Сопротивление контактов при количестве приборов больше 3 принимается равным 0,1 Ом.

Сопротивление соединительных проводов зависит от их длины и сечения. Чтобы трансформатор тока работал в заданном классе точности, необходимо выполнение условия:

. Отсюда следует, что:

Для генератора 63 МВт применяется кабель с алюминиевыми жилами, ориентировочная длина 40 м, трансформаторы тока соединены в полную звезду, поэтому l_расч=l, тогда сечение:

.

Принимаем контрольный кабель АКРВГ-4 мм².

Тогда пересчитываем сопротивление проводов:

В соответствии с полученными данными,

Для проверки выбранного трансформатора тока, пользуясь каталожными данными, сведем все величины в таблицу 11:

 

Таблица 11. Выбор трансформатора тока

Расчетные данные	Каталожные данные ТШ-20-10000/5
Uуст=6,3 кВ	Uном=24 кВ
Imax=10246 А	Iном=12000 А
iуд=84,41 кА	Не проверяются
Z2ном=0,943 Ом	Z2ном= Ом

 

Выбранный трансформатор тока удовлетворяет всем условиям.

Схема включения трансформатора тока и напряжения с измерительными приборами в цепь генератора показана на рисунке 12.

 

Рисунок 12. Схема включения измерительных приборов генератора

 

Выбор линейных реакторов

Реакторы выбирают по номинальному напряжению, току и индуктивному сопротивлению. Предполагаем установку сдвоенного реактора.

На рисунке 13 изображено распределение потребительских линий.

Рисунок 13. Распределение нагрузки по сдвоенным реакторам

 

1. Рассчитаем максимальные токи в реакторах:

2. Рассчитаем ток самой мощной линии (8 МВт):

3. Выбираем КРУ К-104М внутренней установки с вакуумными выключателями, [5].

Выбираем вакуумные выключатели типа ВВЭ-М-10-20, [5].

Выбор реактора произведем на примере LR2.

4. Определим результирующее сопротивление до реактора:

где I_п0К1 – суммарный ток КЗ в точке К1 (рисунок 5).

5. Определим требуемое результирующее сопротивление с учётом выбранного выключателя:

6. Определим требуемое сопротивление реактора:

Выбираем по каталогу сдвоенный реактор РБСДГ-10-2х2500-0,14 УЗ [2].

Параметры реактора приведены в таблице 12.

 

Таблица 12. Параметры линейного реактора

Тип	U , кВ	I , А	, Ом	,кА	,кА	, с
РБСДГ-10-2×2500 -0,14		2х2500	0,14		31,1		0,52

 

7. Определяем ток КЗ с учётом выбранного реактора:

Выполним проверку реактора.

1. На потерю напряжения:

Следовательно, проверка выполняется.

2. Остаточное напряжение:

Следовательно, проверка выполняется.

3. Электродинамическая стойкость.

Ударный ток КЗ:

где = 1,955 принято в соответствие с таблицей 3.8 [2, с.150].

Следовательно, проверка выполняется.

4. Термическая стойкость.

Условие термической стойкости:

Следовательно, условие выполняется.

Выбранный реактор РБСДГ-10-2х2500-0,14 удовлетворяет всем предъявляемым требованиям.