Исходные данные: практическая работа №2

Выбрать трансформаторы тока и напряжения в цепи силового трансформатора (включенного к РУ, где рассматривалась точка к.з. к-1) на стороне высокого напряжения.

1 Выбрать трансформатор тока (ТА) [3, П.7.1]

1.1 по роду установки;

1.2 по напряжению установки:

, кВ; (7.1)

1.3 по току

, А; (7.2)

69

Номинальный ток должен быть как можно ближе к расчетному току установки I_max, так как недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешностей.

, А; (7.3)

где S_н.т – номинальная мощность силового трансформатора, кВА;

U_ном. – номинальное напряжение, кВ.

Расчетные и каталожные данные свести в таблицу 7.1

Таблица 7.1 Расчетные и каталожные данные трансформатора тока

Расчетные данные	Каталожные данные

1.4 Выбрать перечень приборов согласно ПУЭ, для заданной цепи [3, т.7.2] и записать в таблицу 7.3

70

Таблица 7.2 Контрольно-измерительные приборы на электростанциях
№ п/п	Цепь	Место установки приборов		Перечень приборов	Примечания
1	2	3		4	5
1	Турбогенератора	Статор		Амперметр в каждой фазе для ТГ мощностью 12 МВт и выше, вольтметр, ваттметр, варметр, счетчик активной энергии, датчики активной и реактивной мощности. Регистрирующие приборы: ваттметр, амперметр и вольметр (на генераторах 60 МВт и более)	1 Перечисленные приборы устанавливаются на основных щитах управления. 2 На групповом щите турбины устанавливаются ваттметр, частотомер в цепи статора и вольтметр в цепи возбуждения. 3 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)
2	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

71

1	2	3		4	5
3	Трансформатора связи с энергосистемой или РУ разных напряжений	Двухобмоточный	ВН НН	- Амперметр, ваттметр и варметр с двусторонней шкалой.	У трансформаторов, работающих в блоке трансформатор-линия, амперметры устанавливаются во всех фазах
		Трехобмоточный и автотрансформатор	НН СН ВН	То же >> Амперметр	- - -
4	Линии или трансформатора собственных нужд	На одну секцию		Со стороны питания: амперметр, ваттметр, счетчик активной энергии	На блочных ТЭС приборы устанавливаются на вводе 6,3 кВ
		На две секции		На вводе к секциям 6,3 кВ: амперметр, ваттметр, счетчик активной энергии, датчик активной мощности	-
5	Линии 6-10 кВ к потребителям	-		Амперметр, расчетные счетчики активной и реактивной энергии для линий, принадлежащих потребителю	Если по счетчикам не ведется денежный расчет, то счетчик реактивной энергии не устанавливается
6	Линии 35 кВ	-		Амперметр, расчетные счетчики активной и реактивной энергии	То же

72

7	Линии 110-220 кВ	-	Амперметр, ваттметр, варметр, фиксирующий прибор, используемый для определения места к.з, расчетные счетчики активной и реактивной энергии на тупиковых потребительских линиях	1 Для линий с пофазным управлением устанавливаются три амперметра. 2 На линиях с двухсторонним питанием ваттметр и варметр с двухсторонней шкалой, два счетчика активной энергии со стопорами.
8	Линии 330-750 кВ	-	Амперметр в каждой фазе, ваттметр и варметр с двухсторонней шкалой, осциллограф, фиксирующий прибор, для определения места к.з, датчики активной и реактивной мощности	На линиях межсистемной связи устанавливаются счетчики активной энергии со стопорами
9	Сборных шин генераторного напряжения	На каждой секции или системе шин	Вольтметр для измерения междуфазного напряжения, вольтметр с переключением для измерения трех фазных напряжений, частотомер, приборы синхронизации: два частотомера, два вольтметра и синхроноскоп	Приборы синхронизации устанавливаются при возможности синхронизации
		Приборы с переключением на секцию или систему шин	Два регистрирующих вольтметра для измерения междуфазных напряжений и два частотомера	-
10	Шин 6 кВ собственных нужд	-	Вольтметр для измерения междуфазного напряжения и вольтметр с переключением для измерения трех фазных напряжений	-

73

11	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 электростанциях мощностью 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 220 кВ – по два осциллографа.
12	Шиносоединительного и секционного выключателей	-	Амперметр	-
13	Обходного выключателя	-	Амперметр, ваттметр и варметр с двухсторонней шкалой, расчетные счетчики и фиксирующий прибор	-

74

1.5 Пользуясь схемой и каталожными данными приборов, определить нагрузку по фазам. Данные свести в таблицу 7.3

Таблица 7.3 Вторичная нагрузка трансформатора тока
Прибор	Тип	Нагрузка, ВА фазы
		A	B	C
Итого:

2 Произвести проверку ТА

2.1 по вторичной нагрузке (для наиболее загруженной фазы):

, ВА; (7.4)

где - вторичная нагрузка трансформатора тока, ВА;

- номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности.

- Определить вторичную нагрузку ТА

Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому

Вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов , соединительных проводов и переходного сопротивления контактов .

, Ом; (7.5)

- Определить сопротивление приборов:

, Ом; (7.6)

где - мощность, потребляемая приборами, ВА (таблица 7.3);

- вторичный номинальный ток приборов, А.

- Определить сопротивление соединительных проводов:

, Ом; (7.7)

где - удельное сопротивление материала провода,

- для меди;

q_min = 2,5 мм² – минимальное сечение медного провода;

75

- расчетная длина, зависящая от схемы соединения трансформатора тока и приборов.

Длину соединительных проводов от ТА до приборов (в один конец) можно принять для разных присоединений приблизительно равной, м:

Все цепи ГРУ 6-10 кВ, кроме линий

к потребителям 40-60

Цепи генераторного напряжения блочных

станций 20-40

Все цепи РУ:

35 кВ 60-75

110 кВ 75-100

220 кВ 100-150

330- 500 кВ 150-175

- Сопротивление контактов принять 0,05 Ом при двух-трех приборах и 0,1 Ом при большем их числе.

- Определить сечение соединительных проводов:

, мм², (7.8)

Для приборов применяются контрольные кабели марки КВВГ.

2.2 на электродинамическую стойкость

, (7.9)

где - суммарное значение ударного тока к.з, кА; [3, с.34]

- ток электродинамической стойкости, кА; [3, П.7.1]

2.3 на термическую стойкость:

(7.10)

- Определить тепловой импульс

, кА²*с; (7.11)

где t_отк , с – время, определенное по расчетной зоне при к.з [3, с.56-57]

- постоянная времени затухания [3, т.2.3]

- суммарное значение периодической составляющей тока к.з, кА [3, с.34]

- Определить термическую стойкость гарантируемую заводом-изготовителем:

, кА² ×с (7.12)

где - ток термической стойкости, кА; [3, П.7.1]

- время термической стойкости, с; [3, П.7.1]

Полученные расчетные данные снести в таблицу 7.1 для сравнения с каталожными.

76

3 Выбрать трансформатор напряжения (TV): [3, П.7.2]

0. 3.1 по напряжению:

; (7.13)

0. 3.2 по конструкции и схеме соединения обмоток;

1. 3.3 по классу точности (если в заданной цепи имеются счетчики электрической энергии, то согласно ПУЭ, класс точности TV должен быть не ниже 0,5);

2. 3.4 по вторичной нагрузке (таблица 7.3):

, (7.14)

(7.15)

где - номинальная мощность ТV в выбранном классе точности;

- нагрузка всех измерительных приборов, присоединенных к TV, В×А. (При U_ном.=110¸220 кВ к нагрузке добавляют КИП обходного выключателя).

Если вторичная нагрузка превышает номинальную мощность в выбранном классе точности, то устанавливают второй трансформатор напряжения и часть приборов присоединяют к нему.

Определить сечение соединительных проводов (как и для ТА).

Для упрощения расчетов при учебном проектировании можно принимать сечение проводов по условию механической прочности:

=2,5-6 мм² – для медных жил;

=4-6 мм² – для алюминиевых жил.

Таблица 7.4 Вторичная нагрузка трансформатора напряжения
Прибор	Тип	Мощность одной обмотки, В×А	Число обмоток			Число приборов	Общая потребляемая мощность
							P, Вт	Q, В×А
Итого:

77

Пример выполнения практической работы №7

Тема: выбор трансформаторов тока и напряжения

Исходные данные практическая работа №2. Выбрать трансформатор тока и напряжения в цепи силового трансформатора на стороне высокого напряжения.

1 Выбор трансформаторов тока на стороне 110 кВ

Выбираем предварительно трансформатор тока типа ТРГ-110 [3, П.7.1]

1.1 по роду установки: для наружной установки

1.2 по напряжению установки:

1.3 по току

Максимальный ток в цепи трансформатора

(7.1)

где S_н.т. – номинальная мощность трансформатора;

_{2 Проверить трансформатор тока:}

2.1 на электродинамическую стойкость

(7.2)

где i_у – суммарное значение ударного тока короткого замыкания;

[3, с.34]

i_дин. – ток электродинамической стойкости; [3, П.7.1]

2.2 на термическую стойкость

(7.3)

где - тепловой импульс по расчёту;

Тепловой импульс от действия тока короткого замыкания

(7.4)

где t_отк , с – время, определенное по расчетной зоне при к.з; [3, с.56-57]

- постоянная времени затухания; [3, т.2.3]

- суммарное значение периодической составляющей тока к.з, кА [3, с.34]

_{Завод – изготовитель гарантирует термическую стойкость трансформатора тока:}

_(7.5)

t_тер. – время термической стойкости; [3, П.7.1]

I_тер. – ток термической стойкости; [3, П.7.1]

Расчётные и каталожные данные сводим в таблицу 7.1

Таблица 7.1 – расчётные и каталожные данные трансформатора тока

Расчётные данные	Каталожные данные
Uуст.=110кВ Iмах=1312А iу=48,5кА В =186,8 кА2*с r2=0,92 Ом	Uном.=110кВ Iном.=1600А iдин.=102кА В =1600кА2*с r2ном.=1,2 Ом

2.3 по вторичной нагрузке:

где Z₂ – вторичная нагрузка трансформатора тока;

Z_2ном. – номинальная допустимая нагрузка трансформатора

тока в выбранном классе точности 0,5;

В цепи трансформатора на стороне ВН устанавливается один амперметр (0,5В*А). Определим нагрузку для более загруженной фазы.

Таблица 7.2 – вторичная нагрузка трансформатора тока

Прибор	Тип	Нагрузка, В*А, фазы А В С
Амперметр	ЩП-96	3 3 3
ИТОГО:		3 3 3

Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому:

z₂≈r₂

(7.6)

где r_приб.; r_пр.; r_к, Ом – сопротивления приборов, проводов и контактов соответственно;

r_к = 0,05 Ом - сопротивление контактов при двух-трех приборах.

- Определяем сопротивление приборов

(7.7)

где S_пр. – мощность, потребляемая приборами;

I₂ – вторичный номинальный ток приборов;

- Определяем сопротивление проводов

(7.8)

- Определяем сечение соединительных проводов

(7.9)

где - для меди, удельное сопротивление материала

L_расч. – расчётная длина, зависящая от схемы соединения трансформатора тока и приборов, [3, с.76]

Принимаем контрольный кабель КВВГ с жилами сечением 2,5 мм².

3 Выбор трансформаторов напряжения

Выбираем предварительно трансформатор напряжения типа НКФ-110-58,

[3, П.7.2]

3.1 по роду установки: для наружной установки

3.2 по напряжению установки:

3.3 по классу точности: - 0,5

3.4 по вторичной нагрузке:

где S_ном. – номинальная мощность в выбранном классе точности 0,5;

S₂ – нагрузка всех измерительных приборов, присоединённых к

трансформаторам напряжения, В*А;

Определить мощность, потребляемую приборами и свести полученные данные в таблицу 7.3

Таблица 7.3 Вторичная нагрузка трансформатора напряжения

Прибор	Тип	мощность одной обмотки, В*А	Число обмоток	СОSφ	Sinφ	Число приборов	Общая потребляемая мощность S, В*А
Вольтметр Ваттметр Варметр Счётчик электро энергии Частотомер Синхронизатор Осциллограф Устройство	ЩП96 ЦП8506 ЦП8506 ЦЭ-6812 ЦД2120 АС-М2 Э-327 ИМФ3С	3 5 5 2Вт 10 10 2 10	- - - 3 - - 1 -	- - - 0,38 - - 1 -	- - - 0,925 - - 0 -	5 5 5 4 1 1 1 4	15 25 25 24 38,8 10 10 2 30
ИТОГО:							141

(7.10)

Для соединения трансформатора напряжения с приборами принимаем контрольный кабель КВВГ с сечением жил 2,5 мм² по условию механической прочности.