6.6. Выбор трансформатора напряжения.

Трансформатор напряжения (ТН) выбирается на секции сборных шин 10кВ подстанции.

К выбираемому ТН присоединяются приборы силового трансформатора (ваттметр, варметр, счетчик активной/реактивной энергии), приборы шести отходящих линий (шесть счетчиков электроэнергии), приборы сборных шин (три вольтметра, измеряющих фазное напряжение и один - линейное)

Выбираемый ТН должен обеспечивать контроль состояния изоляции в сети 10 кВ. К установке предполагаются три трансформатора, типа ЗНОЛ (табл. 5.13 [1]) (заземляемый, напряжения, однофазный, литая изоляция).

Таблица 6.6.1. Условия выбора трансформаторов напряжения

Параметры ТН	Условие выбора
1. Род установки	ЗРУ или ОРУ
2. Номинальное первичное напряжение
3. Номинальная мощность вторичной обмотки

Таблица 6.6.2. Электроизмерительные приборы, подключенные к ТН

Наименование прибора	Тип прибора	одной катушки		Число катушек				Число приборов		Суммарная потребляемая мощность
Вольтметр	Э-378	2		1		1		1		2		-
Ваттметр	Д-335	1,5		2		1		2		6		-
Варметр	Д-335	1,5		2		1		2		6		-
Счетчик активной/ реактивной энергии	ПСЧ-4ТМ.05	0,5Вт/ 7,5ВАР		3		0,67		8		12		180
Итого			-		-		-		-		26		180

Названный ТН имеет три обмотки, позволяющие применить схему соединения основных обмоток в «звезду» с заземленной нейтралью, дополнительных – в разомкнутой «треугольник» (рис.6.6.1)

Мощность потребляемая измерительными приборами, приведена в табл. 6.6.2.

Суммарная полная мощность, потребляемая приборами,

.

Так как , то принимаем к установке три трансформатора напряжения типа ЗНОЛ.06-10УЗ класса точности 0,5

Таблица 6.16 Выбор трансформаторов напряжения

Параметры 3×ЗНОЛ		Расчетные данные
Внутренней установки		ЗРУ
	>	Uном.РУ=10 кВ
S2.ном=3×75=225 ВА	>

Выбранные трансформаторы напряжения удовлетворяют всем условиям выбора.

Рис. 6.6.1. Схема присоединения приборов к измерительным трансформаторам типа 3×ЗНОЛ

6.7 Выбор шинной конструкции в цепи нн трансформатора

Выбираем соединительные шины 10 кВ. По справочнику [1, таблица 10.1] для алюминиевых шин экономическая плотность тока равна:

j_эк = 1,0 А/мм² с

== 1156,1.

I_раб.ут = 1734,1 А; I_{раб.норм} = 1156,1 А.(стр.25)

По таблице 7.2 [1] выбираем алюминиевые шины прямоугольного сечения s_ном = 960 мм² , , сI_дл.доп. = 1900 А.

Поправочный коэффициент на температуру окружающей среды определяется;

,

где – длительно допустимая (наблюдаемая) температура нагрева неизолированных проводов и шин [1, таблица 1.12];

– годовая эквивалентная температура для Омска

– номинальная температура окружающей среды для шин, [1, таблица 1.13].

Проверяем выбранные шины на нагрев в рабочем утяжеленном режиме

;

.

Предполагаем, что шины располагаются в горизонтальной плоскости, расстояние между фазами а = 0,3 м, расстояние между изоляторами одной фазы (длина пролета) l = 1,2 м.

Рисунок 6.7.1. Шинная конструкция

Проверка шин на электродинамическую стойкость

Проверим выбранные шины на электродинамическую стойкость. Шины расположены в горизонтальной плоскости. Расстояние между фазами , расстояние между изоляторами

Выбираем по таблице 5.7 [1] изоляторы опорные для внутренней установки типа ИО-10-3,75 У3, высота изолятора , минимальная разрушающая сила на изгиб.

В составной шинной конструкции при КЗ возникает электродинамические силы двух родов: усилие от взаимодействия токов различных фаз (см. рисунок 6.7.1.).

1. Определим силу , действующую на среднюю фазу шинной конструкции

,

где – расстояние между соседними изоляторами одной фазы,см;

– расстояние между соседними фазами,см.

.

2. Определим расчетную силу, действующую на головку изолятора

,

где –высота от основания изолятора до центра тяжести поперечного сечения шины,см

Н = Н_из + ∙h = 120 + ∙ 8 = 124 мм.

– высота изолятора,см.

.

Допустимая нагрузка на головку изолятора

,

где – минимальная разрушающая нагрузка изолятора на изгиб.

.

Правильность выбора изолятора определяется выполнением условия:

;

,

таким образом, механическая прочность изолятора обеспечена.

3. Определим изгибающий момент

4.Рассчитаем момент сопротивления поперечного сечения шины относительно оси, перпендикулярной к направлению действия силы.

см²

5.Определим расчетное напряжение:

По таблице 1.16[1] допустимое напряжение в алюминиевых шинах марки АДО площадью поперечного сечения до 100 –.

,

таким образом, электродинамическая стойкость шинной конструкции из алюминиевого сплава обеспечена.

Проверка шин на термическую стойкость

1. Определяем начальную температуру шин до момента короткого замыкания

,

где – длительно допустимая (наблюдаемая) температура нагрева неизолированных проводов и шин [1, таблица 1.12];

– годовая эквивалентная температура для г.Самара [1, таблица 1.37];

– номинальная температура окружающей среды для шин, [1, таблица 1.13];

– рабочий ток до КЗ,;

– длительно допустимый ток шинной конструкции,.

.

2. По начальной температуре определяем соответствующее значение функции . По [3, рисунок 5.1].

3. Определяем значение функции по формуле

.

4. По значению функции по [3, рисунок 5.1] определяем конечную температуру нагрева шин.

_{5. Конечная температура нагрева шины при коротком замыкании} должна быть меньше или равна кратковременно допустимой температуре

.

По справочнику [1, таблица 1.14] предельно допустимая температура нагрева при коротком замыкании для алюминиевых шин .

,

следовательно, шины сечением 120×8 мм² будут термически стойки к токам короткого замыкания.