Вибір трансформаторів напруги та струму
Трансформатор напруги (TV) - трансформатор, в якому при нормальних умовах застосування вторинна напруга практично пропорційно первинному напрузі і при правильному включенні збігається по фазі.
Трансформатори напруги служать для зниження напруги, що подається в установках змінного струму на вимірювальні прилади та прилади релейного захисту та автоматики. Застосування трансформаторів напруги дозволяє використовувати для вимірювань на високій напрузі стандартні вимірювальні прилади, розширюючи межі їх вимірювання. Обмотки реле, що включаються через трансформатори напруги, також, як правило, мають стандартне виконання.
Трансформатори напруги вибираються:
· По напрузі установки;
· По конструкції і схемі з'єднання обмоток;
· По класу точності;
· По вторинної навантаженні:
,
де - номінальна потужність в обраному класі точності, ВА; - навантаження всіх вимірювальних приладів і реле, приєднаних до трансформатора напруги, ВА:
До шин 220 кВ підключаються 2 автотрансформатора зв'язку та 2 лінії зв'язку з системою.
Припустимо ватметри і варметри з двосторонньою шкалою замінювати на прилади з односторонньою шкалою (при цьому їх кількість зростає в два рази).
Підключимо по одному трансформатору напруги на кожну з шин і рознесемо рівномірно прилади між вимірювальними трансформаторами. Тоді для одного трансформатора напруги отримаємо наступний перелік приладів
Таблиця 14. Вимірювальні прилади, що підключаються до трансформатора напруги
.
Номінальну потужність трансформатора напруги множимо на 3, так як для однофазних трансформаторів напруги, з'єднаних в зірку, слід брати сумарну потужність всіх трьох фаз. Таким чином, трансформатор здатний працювати в класі точності 0,5 при даній вторинної навантаженні.
За [18] на електростанціях і підстанціях для вторинних ланцюгів слід застосовувати контрольні кабелі з алюмінієвими жилами з напівтвердого алюмінію. Контрольні кабелі з мідними жилами слід застосовувати у вторинних ланцюгах:
1) електростанцій з генераторами потужністю понад 100 МВт, при цьому для вторинної комутації та освітлення об'єктів хімводоочищення, очисних, інженерно-побутових і допоміжних споруд, механічних майстерень і пускових котелень слід застосовувати контрольні кабелі з алюмінієвими жилами;
2) підстанцій з вищою напругою 330 кВ і вище, а також підстанцій, що включаються в міжсистемні транзитні лінії електропередачі;
3) диференціальних захистів шин і пристроїв резервування відмови вимикачів 110-220 кВ, а також засобів системної протиаварійної автоматики;
4) технологічних захистів теплових електростанцій;
5) з робочою напругою не вище 60 В при діаметрі жил кабелів і проводів до 1 мм;
6) розміщуються у вибухонебезпечних зонах класів В-1 і В-1а електростанцій і підстанцій.
Для з'єднання трансформатора напруги з приладами приймемо кабель КВВГ (з мідними жилами з ПВХ ізоляцією в полівінілхлоридної оболонці) з перетином жив 2,5 мм 2 (за умовою механічної міцності з [18] переріз повинен бути мінімум 4 мм 2 для алюмінієвих жив і 2, 5 мм 2 для мідних жил, оскільки підключені лічильники). У ПУЕ також окремо обумовлюються випадки застосування кабелів меншого перетину (1,5 мм 2 - для міді, 2,5 мм 2 - для алюмінію).
Виконаємо перевірку по втратах напруги.
За [18] для ланцюгів напруги втрати напруги від трансформатора напруги за умови включення всіх захистів і приладів повинні складати:
· До розрахункових лічильників і вимірювальних перетворювачів потужності, які використовуються для введення інформації в обчислювальні пристрої, - не більше 0,5%;
· До розрахункових лічильників міжсистемних ліній електропередачі - не більше 0,25%;
· До лічильників технічного обліку - не більше 1,5%;
· До щитових приладів і датчиків потужності, які використовуються для всіх видів вимірювань, - не більше 1,5%;
· До панелей захисту і автоматики - не більше 3%.
При спільному харчуванні зазначених навантажень за загальними жилах їх переріз повинен бути вибрано за мінімальною з допустимих норм втрати напруги.
Розрахунковий струм у вторинному ланцюзі за умови рівномірного завантаження фаз:
.
Визначаємо опір кабелів:
,
- питомий опір міді;
- довжина кабелю по [15], стор. 170.
.
Отримали величину втрати напруги більше. що не задовольняє вимогам ПУЕ для підключення лічильників.
Тоді збільшимо перетин кабелю до 4 мм 2:
;
.
Отримана втрата напруги задовольняє вимогою ПУЕ.
Так як трансформатор напруги НКФ-220-58 задовольняє всім вимогам, то приймаємо його до установки разом з кабелем ВВГ перетином 4 мм 2.
На термічну і електродинамічну стійкість трансформатори напруга не перевіряються.
Трансформатор струму - трансформатор, в якому при нормальних умовах застосування вторинний струм практично пропорційний первинному току і при правильному включенні збігається по фазі. Трансформатор струму (TA) застосовують при вимірюванні великих струмів, коли безпосереднє включення приладів на повний струм електричного кола неможливо. В цьому випадку вимірюваний струм за допомогою ТА знижують до значень, що відповідають шкалі приладу.
При виборі трансформаторів струму на напругу 220 кВ будемо орієнтуватися на продукцію вітчизняних виробників, оскільки параметри сучасного електрообладнання, виробленого у нас в країні, не поступаються параметрам зарубіжних розробок, зате його вартість істотно нижче. Крім того, зворотний зв'язок з виробником в разі придбання вітчизняного обладнання налагодити простіше, що значно скорочує терміни ремонту і спрощує експлуатацію.
Для елегазових колонкових вимикачах ВГТ приймемо трансформатори струму ТФЗМ-220-У1
Таблиця 16. Номінальні параметри трансформаторів струму ТФЗМ-220-У1
Номінальний струм, А
Згідно з тим самим джерелом амперметри ставляться в усі три фази, тому з'єднуємо трансформатори струму в повну зірку. Таким чином, найбільш навантаженими виявилися фази A і С, тому розрахунок будемо вести по ним.
За [17], стор. 170 довжина сполучних проводів від трансформатора струму до приладів для РУ 220 кВ приймається рівною 100 м.
Висловимо номінальну вторинну навантаження в Омасі:
.
.
Тоді опір проводів:
,
де при кількості приладів більше 3.
За [18] дроти з мідними жилами застосовуються у вторинних ланцюгах основного і допоміжного обладнання потужних електростанцій.
Розглянемо кабель з мідними жилами, довжиною 100 м. Схема з'єднання трансформаторів струму, як вказувалося раніше, - повна зірка, тому.
.
Приймаємо кабель КВВГ (з мідними жилами, з ПВХ ізоляцією в полівінілхлоридної оболонці) перетином 2,5 мм 2 з умови механічної міцності. Робимо перевірку:
.
. що менше номінальної вторинної навантаженні трансформатора струму в 30 Ом.
Таким чином, трансформатор струму ТФЗМ-220-У1 проходить по всіх параметрах і приймається до установки на ВРП 220 кВ.
Вибір струмоведучих частин
Ошиновка РУ 35-750 кВ виконують гнучкими проводами, що закріплюються на опорах за допомогою натяжних гірлянд ізоляторів. Для цих цілей зазвичай використовують сталеалюміневимі дроти тих же марок, що і для ліній електропередачі.
Для з'єднання висновків потужних генераторів з підвищують силовими трансформаторами в даний час застосовуються комплектні пофазно-екрановані струмопроводи (КЕТ), кожна фаза яких укладена в захисний металевий (алюмінієвий) кожух. Рекомендується застосовувати КЕТ в межах машинного залу і для генераторів 60-100 МВт, а на відкритому просторі - в тому випадку, якщо підвищувальний трансформатор віддалений від машинного залу не більше ніж на 15 м. При великих відстанях на відкритому просторі рекомендується застосовувати гнучкі шинопроводи.
Згідно [18] перевірці по економічній щільності струму не підлягають:
· Мережі промислових підприємств і споруд напругою до 1 кВ при числі годин використання максимуму навантаження підприємств до 4000-5000;
· Відгалуження до окремих електроприймачів напругою до 1 кВ, а також освітлювальні мережі промислових підприємств, житлових і громадських будівель;
· Збірні шини електроустановок і ошиновка в межах відкритих і закритих розподільних пристроїв всіх напруг;
· Провідники, що йдуть до резисторам, пусковим реостатів і т. П .;
· Мережі тимчасових споруд, а також пристрої з терміном служби 3-5 років.
Так як збірні шини по економічній щільності струму не вибираються, приймаємо перетин по припустимому струмі при найбільшому робочому струмі на шинах, рівному струму найбільш потужного приєднання. У нашому випадку це струм в ланцюзі лінії.
Вибираємо провід марки АС-300/66 з тривало припустимим струмом.
Перевірку вибраного перерізу по термічному дії струму КЗ не робимо, тому що шини виконані голими проводами на відкритому повітрі.
Перевірку шин на схлестиваніе згідно [18] не робимо, тому що.
Перевіримо обраний провід за умовами коронування.
Коронний розряд виникає при максимальному значенні початкової критичної напруженості електричного поля, кВ / см:
m - коефіцієнт, що враховує шорсткість поверхні дроту (для багатодротяних проводів m = 0,82);
r0 - радіус проводу, см.
.
.
Напруженість електричного поля біля поверхні нерасщепленного дроти:
де Dср - середньогеометричні відстань між проводами фаз, см.
Найменша відстань між проводами різних фаз при напрузі 220 кВ D = 300 см. При горизонтальному розташуванні фаз. тоді:
У формулі вище напруга було прийнято рівним 242 кВ, так як на шинах електростанції підтримується напруга на 10% вище номінального.
При горизонтальному розташуванні проводів напруженість на середньому проводі приблизно на 7% більше величин E і E0.
Проводи не будуть короніровать, якщо найбільша напруженість поля у поверхні будь-якого проводу не більше 0,9E0.
Умова відсутності корони можна записати:
;
;
.
Таким чином, вибираємо проведення АС-300/66, оскільки при такому перерізі дроту корона не утворюється.
Аналогічним чином виберемо гнучкий токопровод для автотрансформаторів зв'язку з ОРУ 220 кВ:
.
Вибираємо дроти АС-185/24. Перевіряємо їх по допустимому току:
;
Виберемо гнучкий токопровод для блоку Г1-Т1:
.
Вибираємо дроти АС-330/27. Перевіряємо їх по допустимому току:
;