Выбор измерительных трансформаторов

Трансформаторы тока (ТА) выбираются:

– по напряжению установки ;

– по номинальному первичному току (номинальный ток должен быть как можно ближе к рабочему току установки, так как перегрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешности;

– по конструкции и классу точности;

– по электродинамической стойкости:

, (9.1)

где – амплитудное значение тока электродинамической стойкости по каталогу;

– по термической стойкости:

, (9.2)

где , – ток и время термической стойкости по каталогу;

– по вторичной нагрузке:

, (9.3)

где – вторичная нагрузка трансформатора тока;

– номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности.

Рассмотрим порядок расчета нагрузки _. Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому . Вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов , соединительных проводов и переходного сопротивления контактов :

. (9.4)

Сопротивление приборов

, (9.5)

где – мощность, потребляемая приборами;

– номинальный вторичный ток ТА: , для РУ 110 кВ и выше могут применяться трансформаторы тока с .

Трансформаторы тока устанавливаются во всех цепях. Необходимые измерительные приборы выбираются согласно [6, стр.370].

Сопротивление контактов принимают равным 0,05 Ом при двух-трех приборах и 0,1 Ом – большем числе.

Зная , определим допустимое сопротивление и площадь сечения провода

, (9.6)

где – удельное сопротивление материала провода;

– расчетная длина, зависящая от схемы соединения трансформатора тока и расстояния от трансформаторов тока до приборов: при включении в неполную звезду ; при включении в звезду .

Здесь следует отметить, что провода с медными жилами ( ) применяются на подстанциях с высшим напряжением 220 кВ и выше. В остальных случаях во вторичных цепях применяются провода с алюминиевыми жилами ( ).

Схема соединения трансформаторов тока в «неполную звезду» применяется в распределительных сетях с незаземленной нейтралью (6-35 кВ). В связи с применением микропроцессорных защит, в сетях 6-35 кВ трансформаторы тока устанавливаются в трех фазах со схемой соединения «полная звезда».

Длину соединительных проводов от трансформаторов тока до приборов (в один конец) можно принимать по таблице 9.1.

Таблица 9.1

Наименование и напряжение установки	Длины, м
Линии 6-10 кВ к потребителям	4 … 6
Все цепи РУ 35 кВ	60 … 75
Все цепи РУ 110 кВ	75 … 100
Все цепи РУ 220 кВ	100 … 150

Для подстанций указанные длины снижают на 15-20 %. Полученная площадь сечения не должна быть меньше 4 для проводов с алюминиевыми жилами и 2,5 для проводов с медными жилами – по условию механической прочности. Провода с площадью сечения больше 6 обычно не применяются.

Трансформаторы напряжения выбирают по условиям _, в намеченном классе точности, где – номинальное первичное напряжение; – мощность внешней вторичной цепи (вторичная нагрузка); – номинальная вторичная нагрузка.

Перечень измерительных приборов для расчетной цепи принимается на основании рекомендаций таблицы [6, табл. 4.9]. Предпочтение следует давать цифровым измерительным приборам. Некоторые типы измерительных приборов приведены а таблице 9.2.

Таблица 9.2

Наименование прибора	Тип прибора
Счетчики активной энергии	EM720, СЭТ-4тм, СЭО, ПСЧ, ЭЭ8007,
Счетчики комплексные	СЕ302, СТКЗ-05, А1800, А1700, ЕА02, ЕА05
Ваттметр	ЦП8506, PS194P,
Варметр	ЦП8506, PS194Q,
Вольтметр	N15Z, N17Z, N20Z, PZ194U, PZ195U,
Амперметр	N15Z, N17Z, N20Z, PZ194I, PZ195I

Для упрощения расчетную нагрузку приборов не разделяют по фазам. При определении вторичной нагрузки сопротивление соединительных проводов не учитывают, так как оно мало. Обычно сечение проводов принимают из условий механической прочности, равной 1,5 и 2 мм² соответственно для медных и алюминиевых проводов.

Пример 9.1

Выбрать трансформаторы тока в цепи трансформатора 110 кВ для схемы рисунка 1: ; , , длина соединительного провода , . Требуемый класс точности 0,5. Подключенные приборы (для одной катушки): амперметр – 0,1 В×А; счетчик активной мощности – 1,5 В×А; счетчик реактивной мощности – 1,5 В×А ваттметр – 0,2 В×А; варметр – 0,2 В×А.

Решение:

Определим номинальный ток трансформатора:

.

Выбираем к установке трансформатор тока ТОГ110-II-1У1 [1, табл. 5.9]; ; .

Определяем вторичную нагрузку трансформатора тока упрощенно, без учета ее комплексного характера:

.

Номинальная нагрузка в классе точности 0,5 [1, табл. 5.9]:

.

Эквивалентное сопротивление приборов:

;

;

.

Определим расчетное сечение алюминиевых проводов:

.

Выбираем алюминиевый провод сечением .

Термический импульс КЗ:

.

Таблица 9.2