Леньков Ю.А., Хожин Г.Х. Выбор коммутационных аппаратов и токоведущих частей распределительных устройств электрических станций и подстанций - файл n1.doc

приобрести
Леньков Ю.А., Хожин Г.Х. Выбор коммутационных аппаратов и токоведущих частей распределительных устройств электрических станций и подстанций
скачать (3843.8 kb.)
Доступные файлы (5):
n1.doc314kb.05.12.2002 10:45скачать
n2.doc611kb.15.03.2009 18:42скачать
n3.doc1407kb.05.12.2002 10:41скачать
n4.doc6559kb.15.03.2009 18:53скачать
n5.doc1317kb.24.12.2002 20:18скачать

n1.doc



3 ВЫБОР ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

3.1 Выбор трансформаторов тока

Трансформатор тока предназначен для преобразования тока до значения удобного для измерения, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Для питания измерительных приборов и устройств релейной защиты и автоматики целесообразно использовать трансформаторы тока (ТА) с несколькими сердечниками. Класс точности измерительного трансформатора тока выбирается в зависимости от его назначения. Если к трансформатору тока подключаются расчетные счетчики электроэнергии, то класс точности его работы должен быть 0,5. Если же к трансформатору тока подключаются только измерительные приборы, то достаточен класс точности единица.

Трансформаторы тока, предназначенные для питания измерительных приборов, выбираются:

а) по напряжению

; (3.1)

б) по току

. (3.2)

Номинальный первичный ток трансформатора тока должен быть как можно ближе к рабочему току установки, так как недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешностей;

в) по конструкции и классу точности.

Выбранные трансформаторы тока должны быть проверены:

а) по электродинамической стойкости

или (3.3)

где - ударный ток КЗ в месте установки трансформатора тока;

- кратность электродинамической стойкости трансформатора тока по каталогу;

- номинальный первичный ток трансформатора тока;

- ток электродинамической стойкости трансформатора тока по каталогу.

Шинные трансформаторы тока на электродинамическую устойчивость не проверяются, так как их устойчивость определяется устойчивостью шинной конструкции;

б) по термической стойкости

, (3.4)

где - тепловой импульс тока КЗ в месте установки трансформатора тока;

- допустимое значение теплового импульса для трансформатора тока, которое определяется по (1.21) при или по (1.22) при .

в) по вторичной нагрузке

, (3.5)

где - расчетная вторичная нагрузка трансформатора тока;

- номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока для выбранного класса точности.

Расчетная вторичная нагрузка трансформатора тока состоит из сопротивления приборов , соединительных проводов и переходного сопротивления контактов :

. (3.6)

Сопротивление приборов определяется по выражению

, (3.7)

где - мощность, потребляемая приборами;

- номинальный ток вторичной обмотки трансформатора тока.

Для подсчета мощности потребляемой приборами нужно составить таблицу 3.1 , в которую необходимо внести все приборы, подключенные к вторичной обмотке трансформатора тока.

Расчет сопротивления приборов ведется для наиболее нагруженной фазы.

Таблица 3.1 - Вторичная нагрузка трансформаторов тока

Наименование прибора


Тип прибора

Потребляемая мощность ВА

фаза А

фаза В

фаза С

Амперметр показывающий

Э-335


0,5

0,5

0,5

Ваттметр регистрирующий

Н-348

10

-

10

Счетчик активной энергии

САЗ-И681

2,5

-

2,5

ИТОГО




13,0

0,5

13,0

Сопротивление контактов принимается равным 0,05 Ом при количестве приборов три и менее и 0,1 Ом при количестве приборов более трех. Сопротивление соединительных проводов зависит от их длины и сечения. Для того чтобы трансформатор тока работал в выбранном классе точности, необходимо выполнить условие

,

откуда .

Зная сопротивление проводов можно определить их сечение:

, (3.8)

где - удельное сопротивление материала провода;

- расчетная длина соединительных проводов, зависящая от схемы соединения трансформаторов тока, рисунок 3.1.

а - включение в одну фазу; б – включение в неполную звезду,

в - включение в полную звезду

Рисунок 3.1 - Схемы присоединения измерительных приборов к трансформаторам тока
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 медные провода (). В остальных случаях во вторичных цепях применяются провода с алюминиевыми жилами ().

Длину соединительных проводов для разных присоединений берут из таблицы 3.2.
Таблица 3.2 - Длина соединительных проводов

Наименование присоединения


Длина соединительных проводов, м

Все цепи ГРУ 6 - 10 кВ, кроме линий к потребителям

40  60

Цепи генераторного напряжения блочных электростанций

20  40

Линии 6  10 кВ к потребителям

4  6

Все цепи распределительных устройств




35 кВ

60  75

110 кВ

75  100

220 кВ

100  150

330 кВ и выше

150  175

Синхронные компенсаторы

25  40

Для подстанций указанные длины снижают на 15 - 20 процентов [1].

В соответствии с ПУЭ в качестве соединительных проводов применяются многожильные кабели с бумажной, резиновой, полихлорвиниловой или полиэтиленовой изоляцией параметры которых приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Контрольные кабели

Марка кабеля

Сечение токопроводящих жил, мм2

Число жил

Кабели с медными жилами и резиновой изоляцией




КРСГ, КРСБ, КРСБГ, КРСК


1,00; 1,50; 2,50;

4, 5, 7, 10;

4,00; 6,00

4, 7, 10

КРВГ, КРВГЭ, КРВБ, КРВБГ, КРНГ, КРВБбГ, КРНБГ, КРБбГ, КРНБ

0,75; 1,00; 1,50

4, 5, 7, 10

КРВБ, КРВБГ, КРВБбГ, КРНГ

2,50

4, 5, 7, 10

4,00; 6,00

4, 7, 10

Кабели с медными жилами и поливинилхлоридной изоляцией


КВВГ, КВВГЭ, КВВБ, КВВБГ, КВВБбГ, КВБбШв, КВПбШв

0,75; 1,00; 1,50; 2,50

4, 5, 7, 10

4,00; 6,00

4, 7, 10

Кабели с медными жилами и полиэтиленовой изоляцией


КПВГ, КПВБ, КПВБГ, КПВБбГ, КПБбШв, КППбШв, КПсВГ, КПсВГЭ, КПсВБ, КПсВБГ, КПсВБбГ, КПСБбШв, КПсПбШв

0,75; 1,00; 1,50; 2,50


4, 5, 7, 10

4,00; 6,00

4, 7, 10

Кабели с алюминиевыми жилами и резиновой изоляцией


АКРВГ, АКРВГЭ

2,50

4, 5, 7, 10

4,00; 6,00

4, 7, 10

АКРВБ, АКРВБГ, АКРВБбГ, АКРНГ, АКРНБ, АКРНБГ, АКРНБбГ

2,50

4, 5, 7, 10

4,00; 6,00

4, 7, 10

Кабели с алюминиевыми жилами и поливинилхлоридной изоляцией


АКВВГ, АКВВГЭ, АКВВБ, АКВВБГ, АККВВБбГ, АКВБбШв

2,50

4, 5, 7, 10

4,00; 6,00

4, 7, 10

Кабели с алюминиевыми жилами и полиэтиленовой изоляцией


АКПВГ, АКПВБ, АКПВБГ, АКПВБбГ, АКПБбШв, АКПсВГ, АКПсВГЭ, АКПсВБ, АКПсВБГ, АКПсВБбГ, АКПсБбШв

2,50

4, 5, 7, 10

4,00; 6,00

4, 7, 10

По условиям механической прочности сечение для алюминиевых жил должно быть не менее 4 мм2, а для медных жил - 2,5 мм2. Провода сечением больше 6 мм2 обычно не применяются.

Перечень необходимых измерительных приборов устанавливаемых в рассматриваемой цепи выбирается по таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Контрольно-измерительные приборы на электростанциях и подстанциях

Наименова-ние цепи

Место установки приборов

Перечень приборов

Примечания

Электростанции

Турбогене-ратор

Статор

Амперметр в каждой фазе, вольтметр, ваттметр, варметр, счетчик активной энергии, датчики активной и реактивной мощности. Регистрирующие приборы: ваттметр, амперметр и вольтметр на генераторах 63 МВт и более

а) Перечисленные приборы устанавливаются на БШУ или ГШУ

б) На генераторах до 12 МВт в цепи статора устанавливается один амперметр

в) На групповом щите турбины устанавливается ваттметр, частотомер в цепи статора, если нет БШУ и вольтметр в цепи возбуждения

г) При наличии БШУ на ЦШУ устанавливаются ваттметр и варметр

д) На ЦШУ устанавливаются частотомер, суммирующие ваттметр и варметр

Ротор

Амперметр, вольтметр.

Вольтметр в цепи основного и резервного возбудителей. Регистрирующий амперметр на генераторах 63 МВт и более

Гидрогене-ратор

Статор

Такие же приборы, что и в цепи статора турбогенератора

В цепи генератора устанавливаются осциллограф и приборы синхронизации

Ротор

Амперметр, вольтметр

Блок гене-

ратор трансфор-матор


Генератор

Такие же приборы что и в цепи турбогенератора

Блочный трансфор-матор



НН


-

СН

Амперметр, ваттметр и варметр с двусторонней шкалой

ВН

Амперметр

Трансфор-матор связи с энерго-системой или РУ разных напряжений

Двухобмо-точный

ВН

-

У трансформаторов, работающих в блоке трансформатор-линия, амперметры устанавливаются во всех фазах

НН

Амперметр, ваттметр и варметр с двусторонней

шкалой

Трехобмо-точный и автотранс-форматор

ВН

Амперметр




СН

НН


Амперметр, ваттметр и

варметр с двусторонней

шкалой

Линия или трансфор-

матор собствен-

ных 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 6,3кВ: амперметр, ваттметр счетчик активной

энергии, датчик активной мощности




Линии 6-10 кВ к потребителям





Амперметр, расчетные счетчики активной и реактивной энергии на линиях, принадлежащих потребителю

Если по счетчикам не ведется денежный расчет, то счетчик реактивной энергии не устанавливается

Линии 35 кВ





Амперметр, расчетные счетчики активной и реактивной энергии на тупиковых потребительских линиях


Линии 110-220 кВ





Амперметр, ваттметр, варметр, фиксирующий прибор, используемый для определения места КЗ, расчетные счетчики активной и реактивной энергии на тупиковых потребительских линиях



а) Для линий с пофазным управлением устанавливаются три амперметра

б) На линиях с двусторонним питанием ваттметр и варметр с двусторонней шкалой, два счетчика активной энергии со стопорами

Линии 350-750 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

Сборные шины генератор-

ного 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

Общие приборы с переключением на любую секцию или систему шин

Два регистрирующих вольтметра для измерения междуфазных напряжений и два частотомера




Шины 6 кВ собствен-ных нужд





Вольтметр для измерения междуфазного напряжения и вольтметр с переключением для измерения трех фазных напряжений




Электро-двигатель

Статор

Амперметр

На двухскоростных электродвигателях устанавливаются в каждой обмотке

Сборные шины высшего напряже-

ния электростанции

На каждой секции или системе шин

Вольтметр с переключением для измерения трех междуфазных напряжений; регистрирующие приборы: частотомер, вольтметр и суммирующий ваттметр на электростанциях 200 МВт и более; приборы синхронизации: два частотомера, два вольтметра, синхроноскоп; осциллограф


а) На шинах 35 кВ устанавливается один вольтметр для контроля линейного напряжения и один вольтметр с переключением для измерения трех фазных напряжений

б) На шинах 110 кВ устанавливается по одному осциллографу на секцию, на шинах 150-220 кВ - по два осциллографа


Шиносое-динитель-ный и секцион-

ный вык-лючатели





Амперметр




Обходной выключа-

тель




Амперметр, ваттметр и варметр с двусторонней шкалой, расчетные счетчики и фиксирующий прибор





Шунтирую-щий реактор




Амперметр, варметр




Шунтирую-щая емкость




Амперметр в каждой фазе, варметр




Подстанции


Двухобмо-

точный трансфор-

матор

ВН

-

а) Ваттметр - только для трансформаторов 110 кВ и выше

б) Варметр - только для трансформаторов 220 кВ и выше

в) Если поток мощности через трансформатор может меняться по направлению, то устанавливаются ваттметры и варметры с двусторонней шкалой и два счетчика со стопорами

г) На трансформаторах с расщепленной обмоткой НН, а также на присоединённых к шинам 6-10 кВ через сдвоенные реакторы приборы устанавливаются в каждой цепи НН

НН

Амперметр, ваттметр, варметр, счетчики активной и реактивной энергии

Трехобмо-

точный трансфор-

матор или автотранс-форматор


ВН


Амперметр

СН

НН

Амперметр, ваттметр, варметр, счетчики активной и реактивной энергии

Синхрон-

сый

компен-сатор

Статор


Амперметр, вольтметр, варметр с двусторонней шкалой, счетчики реактивной энергии со стопорами





Ротор


мперметр, вольтметр

Сборные шины 6, 10, 35 кВ

На каждой секции или системе шин


Вольтметр для измерения междуфазного напряжения и вольтметр с переключением для измерения трех фазных напряжений




  • На транзитной подстанции на шинах 35 кВ устанавливается регистрирующий вольтметр, если шины подстанции являются контрольными точками по напряжению в системе

Сборные шины 110-220 кВ

На каждой секции или системе шин

Вольтметр с переключателем для измерения линейных напряжений и регистрирующий вольтметр; осциллограф на транзитных подстанциях, фиксирующий прибор

На транзитной подстанции на шинах 110-220 кВ устанавливается регистрирующий вольтметр, если шины подстанции являются контрольными точками по напряжению в системе

Сборные шины 330 кВ и выше

На каждой секции или системе шин

Те же приборы, что и на шинах 110-220 кВ и регистрирующий частотомер

На подстанции, где по условиям работы энергосистемы требуется точная ручная синхронизация, устанавливается колонка синхронизации

Трансфор-матор собствен-

ных нужд

ВН

-

-

НН

Амперметр, расчетный счетчик активной энергии

Дугогаси-тельная катушка

-

Регистрирующий

амперметр

-

Сравнение расчетных и каталожных данных выбранного трансформатора тока сводят в таблицу 3.5.

Таблица 3.5 - Расчетные и каталожные данные трансформатора тока

Расчетные параметры

Каталожные данные

Условия выбора
































3.2 Выбор трансформаторов напряжения
Трансформатор напряжения предназначен для преобразования напряжения до величины удобной для измерения, а также для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Трансформаторы напряжения выбираются:

а) по напряжению установки

; (3.9)

б) по конструкции и схеме соединения обмоток;

в) по классу точности;

г) по вторичной нагрузке

, (3.10)

где - номинальная мощность трансформатора напряжения в выбранном классе точности;

- суммарная нагрузка измерительных приборов присоединенных к трансформатору напряжения.

Для подсчета мощности потребляемой приборами составляется таблица 3.6, в которую вносятся все приборы, подключенные к вторичной обмотке трансформатора напряжения.

Таблица 3.6 - Вторичная нагрузка трансформаторов напряжения

Приборы


Тип

, ВА

Число обмо-ток





Число прибо-ров

Общая потребляемая мощность







, Вт

, ВА


Вольтметр

Э-350

3,0

1

1

0

1

3,0

-

Ваттметр

Э-365

1,5

2

1

0

2

6,0

-

Счетчик активной энергии

И-681

2,0

2

0,38

0,925

1

4,0

9,7

Частотомер

Э-353

3,0

1

1

0

2

6,0

-

Итого

19,0

9,7

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


. (3.11)

Сечение соединительных проводов во вторичной цепи трансформаторов напряжения выбирают по допустимой потере напряжения. Согласно ПУЭ сечение и длина проводов и кабелей должны выбираться в цепях напряжения расчетных счетчиков такими, чтобы потери напряжения в этих цепях составляли не более 0,25% номинального напряжения при питании от трансформаторов напряжения класса точности 0,5 и не более 0,5% при питании от трансформаторов напряжения класса точности 1,0. Для обеспечения этого требования допускается применение отдельных кабелей от трансформаторов напряжения до счетчиков.

До щитовых измерительных приборов потери напряжения должны составлять не более 1,5% при номинальной нагрузке [1].

Для цепей напряжения минимальное сечение соединительных проводов по условию механической прочности составляет 2,5 мм2 для алюминиевых жил и 1,5 мм2 для медных жил.
3.3 Примеры выбора и проверки измерительных трансформаторов
Пример 3.1 Выбрать трансформаторы тока и напряжения для присоединения контрольно-измерительных приборов в цепи генератора типа ТВВ-500-2Е. Значение тока КЗ в месте установки .

Перечень измерительных приборов устанавливаемых в цепи генератора выбираем по таблице 3.4. Вторичная нагрузка трансформатора тока приведена в таблице 3.7.
Так как в цепи генератора устанавливается комплектный токопровод типа ТЭКН-Е-20-20000-560, то принимаем к установке встроенные трансформаторы тока типа ТШВ-24-24000/5 с параметрами .
Таблица 3.7 - Вторичная нагрузка трансформатора тока

Наименование прибора

Тип прибора

Потребляемая мощность, ВА

фаза А

фаза В

фаза С

Амперметр

Э-350

0,5

0,5

0,5

Ваттметр

Д-335

0,5

-

0,5

Варметр


Д-335

0,5

-

0,5

Счетчик активной энергии

И-670

2,5

-

2,5

Датчик активной мощности


Е-849

1,0

-

1,0

Датчик реактивной мощности

Е-830

1,0

-

1,0

Регистрирующий ваттметр

Н-395

10,0

-

10,0

Регистрирующий амперметр

Н-394

-

10,0

-

Итого


16,0

10,5

16,0


Из таблицы 3.7 видно, что наиболее загруженными являются фазы А и С.

Определим сопротивление приборов по формуле (3.7):

.

Принимаем сопротивление контактов , так как количество приборов более трех.

Определим из формулы (3.6) допустимое сопротивление проводов

.

В качестве соединительных проводов принимаем кабель с медными жилами, ориентировочную длину которого, в соответствии с таблицей 3.2, принимаем 30 м.

Трансформаторы тока соединены в полную звезду, поэтому .

Определим по формуле (3.8) сечение жил кабеля

.

По условиям механической прочности принимаем, в соответствии с таблицей 3.3, контрольный кабель КРНГ с жилами сечением 2,5 мм 2.

Нагрузка вторичной обмотки трансформатора тока с учетом контрольного кабеля составляет

;

.

Сравнение расчетных и каталожных данных трансформатора тока приведены в таблице 3.8.

Шинные трансформаторы тока на электродинамическую устойчивость не проверяются, так как их устойчивость определяется устойчивостью шинной конструкции.

В цепи комплектного токопровода установлены трансформаторы напряжения типа ЗНОМ-20 и ЗНОЛ.06-24. Проверим трансформатор ЗНОМ-20 по вторичной нагрузке. Нагрузка, подключаемая к данному трансформатору напряжения, приведена в таблице 3.9.

Таблица 3.8 - Расчетные и каталожные данные трансформатора тока


Расчетные параметры

Каталожные данные

Условия выбора


























Вторичная нагрузка трансформатора напряжения равна

.

Трансформатор напряжения ЗНОМ-20 имеет номинальную мощность 75 ВА в классе точности 0,5.

,

таким образом, трансформатор напряжения будет работать в выбранном классе точности.

Для соединения трансформатора напряжения с приборами принимаем контрольный кабель с медными жилами КРВГ сечением жил 1,5 мм2 по условию механической прочности.
Таблица 3.9 - Вторичная нагрузка трансформатора напряжения

Наименование прибора

Тип при-бора

, ВА

Число обмо-ток





Число прибо-ров

Общая потребляемая мощность

, Вт

, ВА

Вольтметр

Э-350


3

1

1

0

2

6

-

Ваттметр

Д-335

1,5

2







2

6

-

Варметр

Д-335

1,5

2




0

2

6

-

Счетчик активной энергии

И-670

1,5 Вт

2

0,38

0,925

1

3

7,3

Датчик активной мощности

Е-849

10,0

1

1

0

1

10

-

Датчик реактивной мощности

Е-830

10,0

1

1

0

1

10

-

Регистрирую-щий ваттметр

Н-395

10,0

2

1

0

1

20

-

Регистрирую-щий вольтметр

Н-394

10,0

1

1

0

1

10

-

Частотомер

Э-362

1,0

1

1

0

1

1

-

Синхроноскоп

Э-327

10,0

2

1

0

1

20

-
ИТОГО



















92

7,3







3 ВЫБОР ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации