Выбор трансформаторов тока и напряжения.

 

Выбор трансформаторов напряжения.

 

Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартной величины 100 или В и отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения. Применение трансформаторов напряжения позволяет использовать для измерений на высоком напряжении стандартные измерительные приборы, расширяя пределы их измерения. Обмотки реле, включаемые через TV, также имеют стандартное исполнение.

Трансформаторы напряжения выбираются:

- по напряжению установки:

;

- по конструкции и схеме соединения обмоток;

- по классу точности;

- по вторичной нагрузке:

,

где – номинальная мощность в выбранном классе точности, .

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

- по назначению.

По [3, стр. 362-369] составляем Таблицу 26

Нумерация в данной таблице совпадает с [3, стр. 362-369].

Выбор выполняем для одной системы шин. Для второй системы шин выбор проводится аналогичным образом.

Таблица 26

№	Цепь	Место установки прибора	Перечень приборов	Примечания
	Трансформатора связи (2-обмоточный)	Автотрансформатор	НН   ВН	Амперметр, ваттметр и варметр с двусторонней шкалой -
	Линии 330-750 кВ	-	Амперметр в каждой фазе, ваттметр и варметр с двусторонней шкалой, осциллограф, фиксирующий прибор для определения места КЗ, датчики активной и реактивной мощности	На линиях межсистемной связи устанавливаются счетчики активной энергии со стопорами
	Сборных шин высшего напряжения электростанции	На каждой секции или системе шин	Вольтметр с переключением для измерения трех междуфазных напряжений; регистрирующие приборы: частотомер, вольтметр и суммирующий ваттметр (на эл.станциях 200 МВт и более); приборы синхронизации: два частотомера, два вольтметра, синхроноскоп; осциллограф	1. На шинах 35 кВ устанавливается один вольтметр для контроля междуфазного напряжения и один вольтметр с переключением для измерения трех фазных напряжений. 2. На шинах 110 кВ устанавливается по одному осциллографу на секцию, на шинах 150-220 кВ – по два осциллографа
	Блока генератор - трансформатор	Генератор	Приборы по п.1	В цепи генератора устанавливаются осциллограф и приборы синхронизации
Блочный трансформатор	НН СН     ВН	- Амперметр, ваттметр и варметр с двусторонней шкалой   Амперметр
	Турбогенератора	Статор	Амперметр в каждой фазе, вольтметр, ваттметр, варметр, счетчик активной энергии, датчики активной и реактивной мощности. Регистрирующие приборы: ваттметр, амперметр и вольтметр (на генераторах 60 МВт и более)	1.Перечисленные приборы устанавливаются на основных щитах управления (БЩУ, ГЩУ). 2.На групповой щите турбины устанавливается ваттметр, частотомер в цепи статора (если нет БЩУ) и вольтметр в цепи возбуждения. 3.При наличии БЩУ на ЦЩУ устанавливаются ваттметр и варметр 4.На ЦЩУ устанавливаются частотомер, суммирующие ваттметр и варметр
Ротор	Амперметр, вольтметр. Вольтметр в цепи основного и резервного возбудителей. Регистрирующий амперметр(на генераторах 60 МВт и более)
	Линии 110-220 кВ	-	Амперметр, ваттметр и варметр, фиксирующий прибор для определения места КЗ, расчетные счетчики активной и реактивной энергии на тупиковых потребительских линиях	1. Для линий с пофазным управлением устанавливаются три амперметра. 2. На линиях с двусторонним питанием ваттметр и варметр с двусторонней шкалой, два счетчика активной энергии со стопорами

 

Выбор трансформаторов напряжения на 500 кВ.

 

К шинам данного напряжения подключаются 2 автотрансформатора блока и 2 линии (связь с системой).

Подключим по одному ТU на каждую шину.

Т.к. не удалось найти ваттметры и варметры с двусторонней шкалой, установим обыкновенные ваттметры и варметры в количестве в 2 раза большем (вместо одного ставим два). Так, если в систему должен быть контроль ваттметром с двусторонней шкалой(одним), мы ставим по два – это на каждую ЛЭП – их 2 шт., значит 4 приборов, по 2 шт. на каждый трансформатор напряжения (TV). Требуется по счетчику активной энергии, датчику P и Q, ФИП – всего две на 2 ЛЭП – по 1 на каждый TV.

Таблица 27

Прибор	Тип	S одной обмотки ВА	Число обмоток	cos 	sin 	Число приборов	Рпотр. Вт	Qпотр. ВА
1. ЛЭП 500 кВ (2шт./TV)
Ваттметр	Д-335	1,5
Варметр	Д-335	1,5
Счетчик активной энергии со стопором	И-675	2 Вт		0,38	0,925			19,4
Дат.активной мощности	Е-829		---					---
Дат. реак.мощности	Е-830		---					---
Фиксатор тока и напряжения импульсного действия	ФИП
2. С.Ш.
а) показывающие
Вольтметр	Э-335
б) регистрирующие
Вольтметр	Н-394
Ваттметр	Н-395
Частотомер	Н-397
в) синхронизирующие
Частотомер	Э-372
Вольтметр	Э-335
Синхроноскоп	Э327
ИТОГО:		19,4

 

ОАО Холдинговая компания «Электрозавод» (ранее Московское НПО Электрозавод им. В. В. Куйбышева) в настоящее время является одним из крупнейших производителей трансформаторного и реакторного оборуования. Однофазные масляные трансформаторы серии НКФ наружной установки предназначены для электрических систем с номинальным напряжением 500 кВ включительно и применяются для питания измерительных приборов, цепей защиты и автоматики и сигнализации. Трансформаторы имеют класс точности 0,5 при нагрузке до 400 ВА. Предусмотрены исполнения трансформаторов для умеренного, холодного и тропического климатов.

Трансформаторы выполнены по каскадной схеме с последовательно соединенными первичными обмотками. На 400 и 500 кВ состоят из четырех блоков, установленных друг на друга и электрически связанных между собой перемычками между вводами на крышке маслорасширителя нижнего блока и днище вышестоящего блока.

В данной ситуации подходит трансформатор напряжения НКФ-500-78 У1. U_ном = 500 кВ, S_ном = 400 ВА, класс точности равен 0,5. (Н- трансформатор напряжения; К- каскадный; Ф- в фарфоровой изоляции; 500- номинальное напряжение, кВ).

Проверка трансформатора по вторичной нагрузке:

, т.к. (умножаем на 3, т.к. для однофазных трансформаторов напряжения, соединенных в звезду, следует брать суммарную мощность всех трех фаз). Таким образом, данный трансформатор способен работать даже в классе точности 0.2.

Провода с медными жилами применяются во вторичных цепях основного и вспомогательного оборудования мощных электростанций с агрегатами 100 МВт и более. Для соединения трансформатора напряжения с приборами примем кабель КВВГ с сечением жил 4 мм² (по условию механической прочности сечение должно быть минимум 4 мм² для алюминиевых жил и 2,5 мм² для медных жил - [ПУЭ, п. 3.4.4]).

(Медный контрольный кабель изоляция ПВХ, оболочка ПВХ, голый; 4 мм² – сечение)

 

Проверка по потерям напряжения.

Согласно ПУЭ [5, П.3.4] падение напряжения от трансформатора напряжения до щитовых измерительных приборов не должно превышать 1,5%, а до расчетных счетчиков – 0,5%

;

, где

- удельное сопротивление меди.

- длина кабеля по [14, стр.381].

, что меньше (нужного для счетчиков), - это удовлетворяет требованием ПУЭ.

Так как трансформатор напряжения НКФ-500-78 У1удовлетворяет всем требованиям, то принимаем его к установке вместе с кабелем КВВГ сечением 2.5 мм ².

 

Выбор трансформаторов напряжения в цепи генератора

 

По пункту 9.2 (выбор шин) к установке были приняты ТЭКН-Е-20-10000- со встроенными трансформаторами напряжения ЗНОМ-20.

Проверим их на пригодность к установке.

По [3, стр. 362-369] или Таблице 9.20 в цепи турбогенератора устанавливается следующее оборудование.

Проверку выполняем аналогично предыдущему.

Таблица 28

Прибор	Тип	одной обмотки,	Число обмоток			Число приборов	Общая
,	,
Ваттметр	Д-335	1.5
Варметр	Д-335	1.5
Счетчик активной энергии	И-680	2 Вт		0.38	0.925			9.7
Вольтметр	Э-335
Вольтметр регистрирующий	Н-344
Частотомер	Э-372
Ваттметр регистрирующий	Н-344
Датчик активной мощности	Е-829		-					-
Датчик реактивной мощности	Е-830		-
Осциллограф	С-912
Синхроноскоп	Э-327
Сумма:		9.7
	80.6

 

Трансформатор ЗНОМ-20-63У2 имеет номинальную мощность в классе точности 0.5, необходимом для присоединения счетчиков.

, т.к. (умножаем на 3, т.к. для однофазных трансформаторов напряжения, соединенных в звезду, следует брать суммарную мощность всех трех фаз). Таким образом, данный трансформатор способен работать в классе точности 0.5.

Для соединения трансформатора напряжения с приборами примем кабель КВВГ (с медными жилами, с поливинилхлоридной изоляцией в поливинилхлоридной оболочке) с сечением жил 2.5 мм ² , т.к. по условию механической прочности сечение должно быть минимум 4 мм ² для алюминиевых жил и 2.5 мм ² - для медных жил [ПУЭ, 3.4.4].

Выполним проверку по потерям напряжения.

По [ПУЭ, 3.4.5] потеря напряжения не должна превышать 0.5 %.

;

, где

- удельное сопротивление меди.

- длина кабеля по [14, стр.381].

, что меньше (нужного для счетчиков), - это удовлетворяет требованием ПУЭ.

Трансформатор напряжения ЗНОМ-20-63У2 и кабель КВВГ сечением 2.5 мм ² удовлетворяют всем требованиям и принимаются к установке.

 

Выбор трансформаторов напряжения на 220 кВ

К шинам данного напряжения подключаются 2 автотрансформатора блока, 2 блочных трансформатора (ТБ), 5 линии (связь с нагрузкой).

Допустимо ваттметры и варметры с двусторонней шкалой заменять на приборы с односторонней шкалой (при этом их количество возрастает в два раза).

Подключим по одному трансформатору напряжения на каждую из секций и разнесем равномерно приборы между ними (между TV). Тогда для одного трансформатора напряжения по Таблице 29:

Таблица 29

 

Прибор	Тип	одной обмотки,	Число обмоток			Число приборов	Общая
,	,
ВЛ 220 кВ (4линии/2)
Ваттметр	Д-335	1.5
Варметр	Д-335	1.5
Счетчик активной энергии со стопором	И-675	2 Вт		0.38	0.925			19.4
Дат.активной мощности	Е-829		---					---
Дат. реак.мощности	Е-830		---					---
Фиксатор тока и напряжения импульсного действия	ФИП
Сборные шины (2сш./2)

 

Прибор	Тип	одной обмотки,	Число обмоток			Число приборов	Общая
,	,
а) показывающие
Вольтметр	Э-335
б) регистрирующие
Вольтметр	Н-394
Ваттметр	Н-395
Частотомер	Н-397
в) синхронизирующие
Частотомер	Э-372
Вольтметр	Э-335
Синхроноскоп	Э327
Сумма:		19.4
	133.4

 

Выбираем СРВ 245 (ABB, Швейцария). Проверим его на пригодность к установке.

, т.к. (умножаем на 3, т.к. для однофазных трансформаторов напряжения, соединенных в звезду, следует брать суммарную мощность всех трех фаз). Таким образом, данный трансформатор способен работать даже в классе точности 0.2.

Для соединения трансформатора напряжения с приборами примем кабель КВВГ (с медными жилами, с поливинилхлоридной изоляцией в поливинилхлоридной оболочке) с сечением жил 2.5 мм ² , т.к. по условию механической прочности сечение должно быть минимум 4 мм ² для алюминиевых жил и 2.5 мм ² - для медных жил [ПУЭ, 3.4.4].

Выполним проверку по потерям напряжения.

По [ПУЭ, 3.4.5] потеря напряжения не должна превышать 0.5 %.

;

, где

- удельное сопротивление меди.

- длина кабеля по [14, стр.381].

, что больше (нужного для счетчиков), - это не удовлетворяет требованием ПУЭ.

Тогда увеличим сечение кабеля до 4 мм ².

, где

, что меньше (нужного для счетчиков), - это удовлетворяет требованием ПУЭ.

Так как трансформатор напряжения СРВ 245 удовлетворяет всем требованиям, то принимаем его к установке вместе с кабелем КВВГ сечением 4 мм ².

 

Выбор трансформаторов тока.

 

Выбор трансформатора тока в цепи отходящей линии 500 кВ.

Намечаем трансформатор ТФЗМ-500Б-I-У1 (Т - трансформатор тока, Ф – с фарфоровой изоляцией, З - с обмотками звеньевого типа, М – маслонаполненный, Б – класс внешней изоляции по длине пути утечки, У1 – климатическое исполнение и категория размещения).

По [1, стр.308] номинальные параметры:

Таблица 29

, кВ	Номинальный ток, А	Номинальная нагрузка в кл. точности 0.5, Ом	Ток эл.динамической стойкости, кА	Термическая стойкость
первичный	вторичный	Допустимый ток, кА / допустимое время, с
	500-1000-2000				68/1

Таблица 30

Условия проверки	Расчетные данные*	Данные по трансформатору тока ТФЗМ-500Б-I-У1
.
	Определяется ниже

• - расчетные данные были определены ранее, при расчете токов кз.

 

Под и подразумевается активное сопротивление (что является приемлемым при проектировании, то есть при инженерных расчетах). Тогда , .

 

По Таблице 31 состав приборов будет следующий:

Таблица 31

Прибор	Тип прибора	Нагрузка фазы,
А	В	С
Амперметр	Э-335	0.5	0.5	0.5
Ваттметр	Д-335	0.5	-	0.5
Варметр	Д-304	0.5	-	0.5
Счетчик активной энергии (2шт., т.к. есть межсистемная связь)	СА3-И675		-
Счетчик реактивной энергии	СР4-И676	2.5	-	2.5
Сумма:		0.5

По Таблице 31 (первоисточник [3]) амперметры ставятся во все три фазы, поэтому соединяем трансформаторы тока в полную звезду (во многом это связано с режимом работы нейтрали – в данном случае глухо-заземленная).

Таким образом, наиболее нагружены фазы A и С, поэтому расчет будем вести по ним.

По [3] длина соединительных проводов от трансформатора тока до приборов в один конец для РУ 500 кВ принимается равной 150-175 м.

;

, где при количестве приборов более 3.

По [ПУЭ, 3.4.4] провода с медными жилами применяются во вторичных цепях основного и вспомогательного оборудования мощных электростанций с агрегатами 100 МВт и более, а также на подстанциях с высшим напряжением 220 кВ и выше.

Рассмотрим кабель с медными жилами, длиной 150 м, схема соединения трансформаторов тока, как указывалось ранее, полная звезда ().

Согласно [ПУЭ, 3.4.3] по механической прочности примем кабель КВВГ (с медными жилами, с поливинилхлоридной изоляцией в поливинилхлоридной оболочке) сечением 2.5 мм ².

.

, что меньше .

Трансформатор тока ТФЗМ-500Б-I-У1 проходит по всем параметрам и принимается к установке.

 

Выбор трансформатора тока в цепи отходящей линии 220 кВ.

Намечаем трансформатор ТФРМ-220Б-У1 (Т - трансформатор тока, Ф – с фарфоровой изоляцией, Р - с рымовидными обмотками, М – маслонаполненный, Б – класс внешней изоляции по длине пути утечки, У1 – климатическое исполнение и категория размещения).

По [1, стр.306] номинальные параметры:

Таблица 32

, кВ	Номинальный ток, А	Номинальная нагрузка в кл. точности 0.5, Ом	Ток эл.динамической стойкости, кА	Термическая стойкость
первичный	вторичный	Допустимый ток, кА / допустимое время, с
					63/1

 

Таблица 33

Условия проверки	Расчетные данные*	Данные по трансформатору тока ТФРМ-220
.
	Определяется ниже

* - расчетные данные были определены ранее, при выборе выключателей.

 

По Таблице 34 состав приборов будет следующий:

Таблица 34

Прибор	Тип прибора	Нагрузка фазы,
А	В	С
Амперметр	Э-335	0.5	0.5	0.5
Ваттметр	Д-335	0.5	-	0.5
Варметр	Д-304	0.5	-	0.5
Счетчик активной энергии	СА3-И675	2.5	-	2.5
Счетчик реактивной энергии	СР4-И676	2.5	-	2.5
Сумма:	6.5	0.5	6.5

 

По Таблице 30 (первоисточник [3]) амперметры ставятся во все три фазы, поэтому соединяем трансформаторы тока в полную звезду (во многом это связано с режимом работы нейтрали – в данном случае эффективно-заземленная).

Таким образом, наиболее нагружены фазы A и С, поэтому расчет будем вести по ним.

По [3] длина соединительных проводов от трансформатора тока до приборов в один конец для РУ 330 кВ принимается равной 150-175 м.

;

, где при количестве приборов более 3.

По [ПУЭ, 3.4.4] провода с медными жилами применяются во вторичных цепях

основного и вспомогательного оборудования мощных электростанций с агрегатами 100

МВт и более, а также на подстанциях с высшим напряжением 220 кВ и выше.

Рассмотрим кабель с медными жилами, длиной 150 м, схема соединения трансформаторов тока, как указывалось ранее, полная звезда ().

Согласно [ПУЭ, 3.4.3] по механической прочности примем кабель КВВГ (с медными жилами, с поливинилхлоридной изоляцией в поливинилхлоридной оболочке) сечением 2.5 мм ².

.

, что меньше .

Трансформатор тока ТФРМ-220Б-У1 проходит по всем параметрам и принимается к установке.

 

Выбор трансформатора тока в цепи генераторов 300МВт, 200МВт

 

На КЭТ генератора 300(200)МВт предполагается установить трансформатор тока ТШ-20-12000/5. Предварительно намечаем ТА типа ТШ-20-12000/5 со следующими параметрами:

Таблица 38

U НОМ, кВ	Номинальный ток, А	Номинальная нагрузка в кл. точности 0,5, Ом	Ток эл.динамической стойкости, кА	Термическая стойкость
первичный I 1НОМ, А	вторичный I 2НОМ, А	Допустимый ток, кА/ допустимое время, с
			1.2	-	160/3

Предполагается, что данный трансформатор тока встраивается в КЭТ генератора 300МВт(200МВт), следовательно, проверку по номинальному напряжению, току, электродинамической и термической стойкости не проводим – она была проведена при выборе самого комплектного провода.

Данный ТА необходимо проверить лишь по вторичной нагрузке:

Таблица 39

Прибор	Тип прибора		Нагрузка фаз
А, ВА	В, ВА	С, ВА
а) статор
Амперметр	Э-335	0,5	0,5	0,5
Ваттметр	Д-335	0.5	-	0.5
Варметр	Д-335	0.5	-	0.5
Счетчик активной энергии	СА3-И680	2.5	-	2.5
Ваттметр регистрирующий	Н-348		-
Амперметр регистрирующий	Н-344	-		-
Датчик активной мощности	Е-829		---
Датчик реактивной мощности	Е-830		---
б) ротор
Амперметр	Э-350	0,5	0,5	0,5
Регистрирующий амперметр	Н-344	---		---
ИТОГО:		16,5		16,5

Наиболее нагруженной является фаза В, по ней и будем проверять ТА.

 

Используем кабель с медными жилами, длиной 40м, схема соединения трансформаторов тока - полная звезда, поэтому принимаем , .

Примем медный контрольный кабель КВВГ с жилами сечением 4 мм².

< 1,2 Ом

Таблица 40

Условия проверки	Расчетные данные	Данные по TA, проверка
	1.115 Ом	Z2ном = 1.2 Ом 1.2 Ом > 1.115 Ом

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: