Выбор трансформаторов тока на напряжение 6(10) кВ
Требуется выбрать трансформаторы тока (ТТ) типа ТОЛ-СЭЩ-10 на напряжение 6 кВ устанавливаемые в ячейку типа КРУ-СЭЩ-61М (ОАО «Самарский завод «Электрощит»), для питания счетчика электрической энергии типа СЭТ 4ТМ.03M, подключеный к обмотке класса точности 0,5S (для технического учета), а также для подключения терминала релейной защиты типа Сириус-21-Л-И1 (ЗАО «РАДИУС Автоматика»), согласно рис.1 и рис.2.
От проектируемой ячейки осуществляется питание силового трансформатора мощностью 2500 кВА.
Рис.1 — Схема подключения трансформаторов тока к терминалу Сириус-21-Л-И1
Рис.2 — Схема подключения трансформаторов тока к cчетчику СЭТ 4ТМ.03M
Выбирать трансформаторы тока, мы должны из условий:
1. Номинальное напряжение Uуст=6 кВ ≤ Uном=10 кВ (условие выполняется);
2. Номинальный ток Iрасч 
Предварительно выбираем трансформаторы тока на номинальный первичный ток 300 А (согласно каталога, см. таблицу 1) Iном.=300 А > Iрасч =240,8 А (условие выполняется);
3. Для того, чтобы присоединенные приборы, работали в требуемом классе точности, необходимо чтобы, подключаемая вторичная нагрузка Zн не превышала номинальной, для данного класса точности, при этом должно выполняться условие Zн ≤ Zдоп.
3.1 Определяем сопротивление счетчика типа СЭТ 4ТМ.03M:
- Sприб. = 0,3 ВА – потребляемая мощность прибора, согласно каталога на счетчик СЭТ 4ТМ.03M.
- I2ном. = 5 А – номинальный ток вторичной обмотки трансформатора тока.
3.2 Определяем сопротивление обмотки трансформаторов тока для измерения, рассчитанное из номинальной вторичной нагрузки, равное 5 ВА, согласно каталога на ТОЛ-СЭЩ-10.
3.3 Определяем сопротивление провода (кабеля) пользуясь выражением (3) из типовой работы №48082-э, для схемы соединения трансформаторов тока в полную звезду, принимая что Zн=Zдоп:
где:
rпер=0,05 Ом – переходное сопротивление контактов при двух, трех приборов и 0,1 Ом при большем числе приборов;
3.4 Определяем сечение кабеля соединяющего трансформаторы тока класса точности 0,5S с счетчиком типа СЭТ 4ТМ.03M:
- l – длина провода (кабеля) от трансформатора тока до места установки измерительных приборов, м;
- γ –удельная проводимость, м/Ом*мм2(для меди γ = 57, для алюминия γ =34,5).
По условиям механической прочности для меди, принимаем кабель сечением 2,5 мм2.
3.5 Определяем фактическое сопротивление кабеля с учетом принятого.
3.6 Определяем фактическую нагрузку, при этом должно выполняться условие Zн 
Zн 
где:
Sприб. = 0,5 ВА – потребляемая мощность терминала Сириус-21-Л-И1, согласно каталога.
4.2 Определяем расчетную кратность для токовой отсечки по формуле (13) из типовой работы №48082-э:
- 1,1 – коэффициент, учитывающий 10%-ную погрешность ТТ при срабатывании защиты;
- Iс.з.=3000 А – первичный ток срабатывания защиты;
- I1н – первичный номинальный ток ТТ.
По кривой предельной кратности для ТОЛ-СЭЩ-10 определяем допустимую нагрузку, исходя из расчетной кратности 11 при которой погрешность, не должна быть более 10%. Sдоп.=30 ВА.
Рис.3 – Кривая предельной кратности вторичной обмотки для защиты с классом точности 5Р, 10Р и номинальной нагрузкой 30 ВА трансформатора с первичными токами 10…300, 600 А
4.3 Определяем сопротивление обмотки трансформаторов тока для защиты — 10Р, рассчитанное из допустимой вторичной нагрузки, равной 30 ВА:
4.4 Определяем сопротивление провода (кабеля) пользуясь выражением (3) из типовой работы №48082-э, для схемы соединения трансформаторов тока в полную звезду, принимая что Zн=Zдоп:
4.5 Определяем сечение кабеля соединяющего трансформаторы тока класса точности 10Р с терминалом Сириус-21-Л-И1:
- l – длина провода (кабеля) от трансформатора тока до места установки терминала, м;
- γ –удельная проводимость, м/Ом*мм2(для меди γ = 57, для алюминия γ =34,5).
По условиям механической прочности для меди, принимаем кабель сечением 2,5 мм2.
4.6 Определяем фактическое сопротивление кабеля с учетом принятого.
4.7 Определяем фактическую нагрузку, при условии, что Zн 
Zн 
6. Определим предельный ток термической стойкости. При этом должно выполнятся условие:
- Iтер. =31,5 кА предельный ток термической стойкости, выбранный по каталогу (см. таблицу 2);
- tтер=1 сек.- длительность протекания тока термической стойкости, согласно каталогу (см. таблицу 2);
- Вк – тепловой импульс рассчитывался ранние, при выборе силового выключателя 6 кВ.
Выбираем трансформатор тока типа ТОЛ-СЭЩ-10-01-0,5S/0,5/10P-5/10/30-300/5У2 и для токовых цепей выбираем кабель марки КВВГЭнг-4х2,5мм2.
Все расчетные и каталожные данные, сводим в таблицу 3.
| № п/п | Расчетные данные | Каталожные данные | Условие выбора | Примечание | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Трансформатор тока ТОЛ-СЭЩ-10-01-0,5S/0,5/10P-5/10/30-300/5У2 | ||||||
| 1 | Uуст=6 кВ | Uном=10 кВ | Uуст ≤ Uном | условие выполняется | ||
| 2 | Iрасч=240,8 А | Iном=300 А | Iрасч |  |  | условие выполняется |
1. Типовая работа «Указания по расчету нагрузок трансформаторов тока» «Теплоэлектропроект» №48082-э
2. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. 2008г.
3. Рожкова Л.Д. и Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. − 3-е изд., перераб. и доп. − М., Энергоатомиздат, 1987.
Источник
Пример выбора трансформатора тока 10 кВ
Теория теорией, а практика совсем другое. В этой статье я поделюсь своим опытом выбора трансформатора тока 10 кВ. Думаю, многие из вас узнают для себя что-то новенькое, т.к. в каталогах данной информации я не встречал, и приходилось общаться с производителями трансформаторов тока.
По трансформаторам тока у меня имеется несколько статьей:
Эта статья далась мне очень тяжело. Я ее несколько раз переписывал, находил ошибки перед самой публикацией, даже были мысли не публиковать на блоге. Но, все-таки решил написать про особенности ТТ с разными коэффициентами трансформации, поскольку найти что-нибудь по этой теме очень трудно.
В одном из последних проектов мне нужно было запроектировать трансформаторную подстанцию на 160 кВА и подвести к ней питающую линию 10 кВ. В ячейке КРУ на РП 10 кВ нужно было выбрать трансформаторы тока.
Изначально я думал, что коммерческий учет будет все-таки на стороне 0,4 кВ, но в энергосбыте сказали, что граница разграничения ответственности будет по линии 10 кВ. В связи с этим, трансформаторы тока следует выбирать как для коммерческого учета.
Основная сложность заключается в том, что при такой мощности силового трансформатора ток в линии очень маленький, всего около 10 А.
Если следовать требованиям ПУЭ, то для учета нужно ставить ТТ с обмоткой 20/5:
1.5.17. Допускается применение трансформаторов тока с завышенным коэффициентом трансформации (по условиям электродинамической и термической стойкости или защиты шин), если при максимальной нагрузке присоединения ток во вторичной обмотке трансформатора тока будет составлять не менее 40 % номинального тока счетчика, а при минимальной рабочей нагрузке — не менее 5 %.
Сперва у меня был заложен трехобмоточный ТОЛ с обмотками 400/5, т.к. на другие ячейки поставлялись ТТ с такими обмотками. Как оказалось, обмотки ТТ могут иметь разные коэффициенты трансформации. В каталогах об этом не пишут.
Я запросил информацию у нескольких производителей и торгашей по поводу возможных коэффициентов трансформации у ТТ. Большинство ответило, что соотношение обмоток защитная/измерительная должно быть 2. Т.е. если защитная обмотка 400А, то измерительная – 200А.
Затем я узнал, кто будет поставлять ТТ в мое КРУ. Им оказался ООО «Невский трансформаторный завод «Волхов». Связался с заводом, предоставил свои исходные данные и мне предложили несколько вариантов:
Один из вариантов: ТОЛ-НТЗ-11-11А-0,5SFs10/0,5Fs10/10Р10-10/10/15-75/5-300/5-300/5 31,5кА УХЛ2.
Пример условного обозначения опорного трансформатора тока
Соотношение обмоток – 300/75=4.
Данный трансформатор не совсем удовлетворяет моим требованиям. Тем не менее, мне его согласовали.
Иногда надо уметь признавать свои ошибки. В программу по расчету ТТ высокого напряжения я ввел неправильные исходные данные: вместо кратности токов термической и электродинамеческой стойкости я записал токи. В итоге мой расчет завысил характеристики ТТ.
Сейчас в программу расчета ТТ высокого напряжения внесены изменения.
Здесь еще следует понимать, что у всех обмоток трансформатора тока будет одинаковая термическая и электродинамическая стойкость и чем меньше номинальный ток обмотки, тем меньше данные показатели.
Из руководства по эксплуатации трансформатора тока ТОЛ НТЗ:
| Номинальный первичный ток, А | Односекундный ток термической стойкости, кА | Ток электродинамической стойкости, кА |
| 5 | 0,5. 1 | 1,25. 2,5 |
| 10 | 1. 2 | 2,5. 5 |
| 15 | 1,6. 3,2 | 4. 8 |
| 20 | 2. 8 | 5. 20 |
| 30 | 3. 12 | 7,5. 30 |
| 40 | 4. 16 | 10. 40 |
| 50 | 5. 20 | 12,5. 50 |
| 75,80 | 8. 31,5 | 18,8. 78,8 |
| 100 | 10. 40 | 25. 100 |
| 150 | 16. 40 | 37,5. 100 |
| 200 | 20. 40 | 50. 100 |
| 300 | 31,5. 40 | 78,8. 100 |
| 400-1500 | 40 | 100 |
Выбранный ТТ я проверял на термическую и электродинамическую стойкость при помощи своей программы, однако, достаточно было бы взять ТТ и с более низкими значениями термической и электродинамической стойкости:
Теоретически с такими характеристиками может быть выполнена обмотка 20/5. Буду очень признателен, если вдруг увидите ошибки в данном расчете.
Кстати, в ПУЭ имеется еще очень интересная особенность: измерительную обмотку ТТ по режиму КЗ можно не проверять?
1.4.3. По режиму КЗ при напряжении выше 1 кВ не проверяются:
5 Трансформаторы тока в цепях до 20 кВ, питающих трансформаторы или реактированные линии, в случаях, когда выбор трансформаторов тока по условиям КЗ требует такого завышения коэффициентов трансформации, при котором не может быть обеспечен необходимый класс точности присоединенных измерительных приборов (например, расчетных счетчиков), при этом на стороне вьющего напряжения в цепях силовых трансформаторов рекомендуется избегать применения трансформаторов тока, не стойких к току КЗ, а приборы учета рекомендуется присоединять к трансформаторам тока на стороне низшего напряжения.
Что будет с измерительной обмоткой, если в цепи возникнет ток КЗ, а она не проходит проверку по режиму КЗ? По всей видимости трансформатор тока не успеет «сгореть». Наверное это актуально только для однообмоточных трансформаторов, т.к. у многообмоточных трансформаторов характеристики всех обмоток одинаковые.
В моей старой программе по проверке ТТ высокого напряжения был заложен трехсекундный ток термической стойкости, но в каталогах в основном пишут односекундный ток термической стойкости.
Чтобы перевести односекундный ток в трехсекундный нужно воспользоваться формулой:
I3с=I1с/1,732
Если вам нужен трансформатор тока с разными коэффициентами трансформации, то советую всегда консультироваться с производителями ТТ, т.к. только они знают, какие возможны варианты изготовления.
Кстати, при помощи этой программы очень быстро можно проверить различные варианты трансформаторов тока.
В ближайшее время будет рассылка обновленной версии программы и запишу видео с подробным описанием всех переменных. Жду ваших комментариев, возможно найдете ошибки.
А что вы знаете про ТТ с разными кф трансформации, какое их назначение?
Источник
