Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения

Измерительным трансформатором тока называет­ся трансформатор, предназначенный для преобразования тока до значения удобного для измерения.
Применение трансформаторов тока обеспечивает безопасность при работе с измерительными приборами и реле.

Трансформаторы тока выбирают:

1.по напряжению установки

2. по рабочему максимальному току

Номинальный ток должен быть как можно ближе к рабочему току установки, так как недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешностей;
3. по конструкции и классу точности:

4. по электродинамической стойкости:

где i_уд- ударный ток КЗ по расчету; k_эд - кратность электродинамической стойкости по каталогу; I_1ном - номинальный первичный ток трансформа­тора тока;i_дин — ток электродинамической стойкости.

Электродинамическая стойкость шинных трансформаторов тока опре­деляется устойчивостью самих шин распределительного устройства, вслед­ствие этого такие трансформаторы по этому условию не проверяются;

5. по термической стойкости

где В_к- тепловой импульс по расчету; k_т — кратность термической стойко­сти по каталогу; t_тер - время термической стойкости по каталогу; I_тер - токтермической стойкости;
6. по вторичной нагрузке

где Z₂— вторичная нагрузка трансформатора тока; Z_2ном—номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности.
7. по схеме соединения обмоток.

Выбор трансформатора тока ведем в табличной форме. Все номинальные значения выбираем из [Б.Н. Неклепаев, табл. 5.9]

Таблица 7.4 - Расчетные и каталожные данные трансформатора тока

Расчетные данные	Данные каталога	Условия выбора
Марка ТТ
Uуст=	Uном =	≤Uном
Imax=	Iном 1 =	≤Iном1
iуд =	iдин =	≤iдин
Вк=	I2тер∙tтер =	≤I2тер∙tтер
	Iном 2 = Z2ном=

Составим таблицу приборов, подключенных к трансформатору тока.

Таблица 7.5 – Вторичная нагрузка трансформатора тока

Прибор	Тип	Нагрузка по фазам ВА
А	В	С
Амперметр	Э–335	0,5	0,5	0,5
Ваттметр	Д–345	0,5	0,5	0,5
Варметр	Д–345	0,5	0,5	0,5
Счётчик активной энергии	САЗ–И681	2,5	2,5	2,5
Счётчик реактивной энергии	СР4–И676	2,5	2,5	2,5
Датчик активной мощности	Е–849
Датчик реактивной мощности	Е–830
ИТОГО:		8,5	8,5	8,5

Определим индуктивное сопротивление цепей токов:

r₂= r_приб+ r_пр+ r_к, (42)

где r_приб – сопротивление приборов, Ом;

r_пр - сопротивление проводов, Ом;

r_к- сопротивление контактов, Ом.

Определим сопротивление приборов:

r_приб= , ( 43)

где S_приб – полная мощность приборов, МВА;

I_2н – вторичный номинальный ток прибора, А.

Определим сопротивление проводов:

r_пр= Z_2н - r_приб- r_к, (44)

где Z_2н – номинальная допускаемая нагрузка ТА в выбранном классе точности (определяется по каталожным данным),

r_к – сопротивление контактов, принимается 0,05 Ом при 2-3-х приборах и 0,1 Ом при большем числе приборов.

Определим сечение жил контрольного кабеля:

q= , (45)

где r - удельное сопротивление материала провода.

Провода с медными жилами (r = 0,0175 ом×м) применяются во вторичных цепях основного и вспомогательного оборудования мощных электростанций с агрегатами 100 МВт и более, в остальных случаях во вторичных цепях применяются провода с алюминиевыми жилами (r=0,0283 ом×м).

l – расчетная длина, зависящая от схемы соединения трансформатора тока рис.8.5

Фактическое расстояние l от приборов до трансформаторов тока зависит от напряжения электроустановки и местных условий. Ориентировочно при учебном проектировании его можно принять следующим: а) линии 330−500 кВ– 150−175 м; б) линии 110 кВ – 75−100 м; в) линии 35 кВ – 60−75 м; г) линии 6−10 кВ – 4−6 м. Для подстанций указанные длины снижают на 15−20 %

По условию механической прочности принимаем контрольный кабель марки

Измерительным трансформатором напряжения называет­ся трансформатор

предназначенный для преобразования напря­жения до значения удобного для измерения.
Трансформаторы напряжения выбираются:

1)по напряжению установки

U_уст £U_ном;
2)по конструкции и схеме соединения обмоток;

3)по классу точности;

4)по вторичной нагрузке

S_2S £ S_ном

где S_ном - номинальная мощность в выбранном классе точности, при этом следует иметь в виду, что для однофазных трансформаторов, соединенных в звезду, следует взять суммарную мощность всех трех фаз, а для соеди­ненных по схеме открытого треугольника — удвоенную мощность одного трансформатора;

S_2S — нагрузка всех измерительных приборов и реле, присоединенных к трансформатору напряжения, В×А.
Для упрощения расчетов нагрузку приборов можно не разделять по фа­зам, тогда

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 нормальной 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.

Все номинальные значения выбираем из [Б.Н. Неклепаев, табл. 5.13]

Таблица 7.6 - Номинальные данные трансформатора напряжения

Тип ТН	Класс напряжения, кВ	Номинальное напряжение обмотки, В	Предельная мощность, ВА	Класс точности
Первичной	Основной вторичной	Дополнительной

Прибор	Тип	Sодной обмотки ВА	Число обмоток	cosφ	sinφ	Число приборов	Рпотр Вт	QпотрВАр
Ваттметр	Д–345							-
Варметр	Д–345							-
Счётчик активной энергии	САЗ-И681			0,38	0,925			9,7
Счётчик реактивной энергии	СР4–И676			0,38	0,925			14,6
Датчик активной мощности	Е–829		-					-
Датчик реактивной мощности	Е–830		-					-
ИТОГО		24,3

Выбор приборов подключенных к трансформатору напряжения заносим в таблицу 7.7

Ниже приведены рисунки присоединяемых измерительных приборов.