Выбор измерительных трансформаторов

Трансформаторы тока выбираютпо напряжению установки U_уст≤U_ном, по токуI_норм≤I_1ном; I_макс≤I_1ном, по конструкции и классу точности и по электродинамической стойкости: i_y≤i_дин. В приведенных выражениях обозначено: i_y — ударный ток КЗ по расчету; k_зд — кратность электродинамической стойкости по каталогу; I_1ном — номинальный первичный ток трансформатора тока; i_дин — ток электродинамической стойкости.

Проверка по термической стойкости сводится к выполнению соотношения

,

(8.1)

где B_k - тепловой импульс по расчету;

k_T - кратность термической стойкости по каталогу;

t_тер - время термической стойкости по каталогу;

I²_тер - ток термической стойкости по каталогу.

Проверка по классу точности осуществляется путем соответствия допустимой и фактической вторичной нагрузки трансформаторов

,

(8.2)

где Z₂ - вторичная нагрузка трансформатора тока;

Z_2ном - номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности;

r_2ном - сопротивление цепи вторичной нагрузки, состоящее из сопротивления приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов.

Сопротивление приборов определяется по выражению

,

(8.3)

где S_приб - мощность, потребляемая приборами;

I₂ - вторичный номинальный ток прибора.

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

Сопротивление соединительных проводов и зависит от их длины и сечения. Зная r_пров, можно определить их сечение

,

(8.4)

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 применяются провода с медными жилами (ρ=0,0175). В остальных случаях во вторичных цепях применяются провода с алюминиевыми жилами (ρ=0,0283).

Расчетная длина l_расч зависит от схемы соединения трансформаторов тока и длины соединительных проводов от трансформатора тока до приборов (в один конец). Для разных присоединений приблизительно можно принять:

Цепи ГРУ 6-10 кВ, кроме линий к потребителям	40–60 м;
Цепи генераторного напряжения блочных ЭС	20–40 м;
Линии 6-10 кВ к потребителям	4–6 м;
Цепи РУ: 35 кВ - 60–75 м; 110 кВ - 75–100 м; 220 кВ - 100–150 м; 500кВ - 150–200 м.

Для подстанций указанные длины снижают на 15-20%.

В качестве соединительных проводов применяют многожильные кон­трольные кабели с бумажной, резиновой, полихлорвиниловой или полиэти­леновой изоляцией в свинцовой, резиновой, полихлорвиниловой или спе­циальной теплостойкой оболочке. По условию прочности сечение не должно быть меньше 4 мм² для алюминиевых жил и 2,5 мм² для медных жил. Сечение больше 6 мм² обычно не применяется.

Трансформаторы напряжения выбираются: по напряжению установки U_уст≤U_ном; по конструкции и схеме соединения обмоток; по классу точности; по вторичной нагрузке S₂≤S_ном.

При расчете номинальной мощности в выбранном классе точности для однофазных трансформаторов, соединенных в звезду, следует взять суммарную мощность всех трех фаз, а для соединенных по схеме открытого треугольника - удвоенную мощность одного трансформатора. Вторичная нагрузка S₂ включает в себя все измерительные приборы и реле, присоединенные к трансформатору напряжения.

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

,

(8.5)

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

Сечение проводов в цепях трансформаторов напряжения определяется по допустимой потере напряжения. Согласно ПУЭ потеря напряжения от трансформаторов напряжения до расчетных счетчиков должна быть не более 0,5%, а до щитовых измерительных приборов — не более 1,5% при номинальной нагрузке.

Для упрощения расчетов при учебном проектировании можно принимать сечение проводов по условию механической прочности 1,5 мм² для медных жил и 2,5 мм² для алюминиевых жил.