Выбор трансформаторов тока в цепи линий 110 кВ

В КРУЭ типа ELK-04 имеются встроенные трансформаторы тока типа ТВ-110. Эти трансформаторы имеют 4 вторичные обмотки с номинальным током 5А. Одна из обмоток имеет класс точности 0,5 и предназначена для подключения счётчиков и измерительных приборов, а остальные обмотки имеют класс точности 10 Р и используются для подключения устройств релейной защиты и автоматики.

Трансформаторы тока выбирают по следующим условиям:

1) по номинальному напряжению:

(3.12).

где u_НОМ — номинальное напряжение трансформатора тока, кВ,.

u_УСТ — напряжение установки, кВ;

2) по номинальному первичному току:

(3.13).

где I_1НОМ — номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока, А,.

I_МАХ — максимальный рабочий ток в цепи, в которой выбирается трансформатор тока, А;

• 3) по конструкции и классу точности;
• 4) осуществляется проверка на термическую стойкость:

(3.15).

где I_ТЕР — каталожное значение тока термической стойкости трансформатора тока, кА,.

t_ТЕР — допустимое время действия тока термической стойкости, с, В_К — тепловой импульс по расчету, кА² с.

Расчетным током короткого замыкания является ток в точке К₁.

Максимальный ток в линии 110 кВ — 600 А, на стороне 110 кВ АТ — 928,8 А, поэтому можно было бы принять все трансформаторы тока в КРУЭ 110 кВ с одинаковым Ктт = 1000/5, но по условию выполнения релейной защиты, принимаем ТТ с Ктт = 2000/5.

Таблица 3.13 — Выбор трансформаторов тока 110 кВ.

Расчетные данные.	Каталожные данные.
Трансформатор тока ТВ-110−2000/5.
uУСТ = 110 кВ.	uНОМ = 110 кВ.
IМАХ = 600 А.	I1НОМ = 2000 А.
ВК = 381,65 кА2 с.	I2ТЕР•tТЕР = 502•3 = 7500 кА2 с.

Чтобы обмотка класса точности 0,5 трансформатора тока работала в заданном классе точности, необходимо произвести проверку по вторичной нагрузке:

(3.16).

где z₂ — вторичная нагрузка трансформатора тока, Ом,.

z _2НОМ — номинальная вторичная нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности, Ом.

Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому им можно пренебречь и считать, что вторичное сопротивление чисто активное. Вторичная нагрузка r₂ состоит из сопротивления приборов r_ПРИБ, переходного сопротивления контактов r_К и сопротивления соединительных проводов r_ПРОВ:

. (3.17).

Сопротивление приборов определяется по формуле.

где S_ПРИБ — мощность, потребляемая приборами, ВА;

I_{2 НОМ} — вторичный номинальный ток трансформатора тока, I_{2 НОМ} = 5А.

Схема соединения трансформаторов тока — полная звезда.

Для определения мощности приборов составляем схему включения трансформаторов тока и измерительных приборов (рисунок 3.7).

Пользуясь схемой включения и каталожными данными приборов, выбираем наиболее загруженный трансформатор тока, для чего определяем нагрузку по всем фазам (таблица 3.14). Для этого суммируем мощности токовых обмоток приборов, включенных в данную фазу.

Таблица 3.14 — Вторичная нагрузка трансформаторов тока.

Прибор	Тип.	Нагрузка фазы, ВА.
А.	В.	С.
Амперметр	Э-335.	0,5.	0,5.	0,5.
Ваттметр	Д-335.	0,5.	;	0,5.
Варметр	Д-335.	0,5.	;	0,5.
Индикатор микропроцессорный фиксирующий.	ИМФ-3Р.	0,5.	0,5.	0,5.
Счетчик эл. энергии универсальный.	ЕА 05.
Итого:	4,0.	3,0.	4,0.

Из таблицы 3.14 видно, что наиболее загружены трансформаторы тока фаз, А и С. Мощность, потребляемая приборами в этих фазах,.

S_ПРИБ = 4,0 ВА.

Тогда сопротивление приборов по формуле (3.18):

Ом.

Сопротивление контактов принимается r_К = 0,1 Ом.

Сопротивление соединительных проводов r_ПРОВ зависит от их длины и сечения.

Чтобы трансформатор тока работал в заданном классе точности, необходимо выдержать условие.

.

Приняв r₂ = z_2НОМ, определяем допустимое значение r_ПРОВ:

.

в каталоге на трансформатор тока задается номинальная нагрузка вторичной обмотки трансформатора тока в классе точности 0,5 в виде мощности S_2НОМ = 50 ВА, номинальное сопротивление определяем по формуле:

.

Ом;

Ом.

Зная допустимое сопротивление проводов, можно определить сечение соединительных проводов.

.

где — удельное сопротивление материала провода, ;

l_РАСЧ — расчетная длина соединительных проводов, м.

На подстанциях с высшим напряжением 220 кВ во вторичных цепях применяются провода с алюминиевыми жилами, удельное сопротивление алюминия = 0,028 .

Расчетная длина соединительных проводов l_РАСЧ зависит от схемы включения трансформаторов тока. Так как трансформаторы тока включены по схеме полной звезды, l_РАСЧ = l, где l — длина соединительных проводов от трансформатора тока до приборов в один конец, для цепей 110 кВ можно принять l = 50 м /2/.

Сечение соединительных проводов по формуле:

.

Согласно /2/ по условию механической прочности сечение алюминиевых жил должно быть не меньше 4 мм². Поэтому в качестве соединительных проводов принимаем контрольный кабель АКВВГЭнг сечением 4 мм².