Выбор трансформаторов напряжения

    Трансформаторы напряжения выбираются:

  • по напряжению установки Uном ≥ Uсет. ном;
  • конструкции и схеме соединения обмоток;
  • классу точности;
  • вторичной нагрузке Sном ≥ S2∑,
    где Sном — номинальная мощность в выбранном классе точности, при этом следует иметь в ввиду, 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; S2∑ — 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 и 2,5 мм² для алюминиевых жил.

Источник: Л. Д. Рожкова, Л. К. Карнеева, Т. В. Чиркова. Электрооборудование электрических станций и подстанций

Обновлено: Май 5, 2011 автором: admin Поделитесь с друзьями:

    • Для контроля за режимом работы электроприемников, а также для производства денежного расчета с энергоснабжающей организацией применяются контрольно-измерительные приборы на подстанциях, присоединяемые к цепям высокого напряжения через измерительные трансформаторы тока и напряжения.

      Выбор трансформаторов тока

      Трансформаторы тока выбираются по номинальному напряжению, номинальному первичному току и проверяются по электродинамической и термической стойкости к токам короткого замыкания. Особенностью выбора трансформаторов тока является выбор по классу точности и проверка на допустимую нагрузку вторичной цепи.

      Классы точности трансформаторов тока

      • Трансформаторы тока для присоединения счетчиков, по которым ведутся денежные расчеты, должны иметь класс точности 0,5.
      • Для технического учета допускается применение трансформаторов тока класса точности 1;
      • Для включения указывающих электроизмерительных приборов — не ниже 3;
      • Для релейной защиты — класса 10(Р).

      Чтобы погрешность трансформатора тока не превысила допустимую для данного класса точности, вторичная нагрузка Z2 не должна превышать номинальную нагрузку Z2ном, задаваемую в каталогах.

      Индуктивное сопротивление таковых цепей невелико, поэтому принимают Z2р = г2р. Вторичная нагрузка г2 состоит из сопротивления приборов г приб, соединительных проводов гпр и переходного сопротивления контактов гк:


      Для определения сопротивления приборов, питающихся от трансформаторов тока, необходимо составить таблицу — перечень электроизмерительных приборов, устанавливаемых в данном присоединении.

      Суммарное сопротивление приборов, Ом, рассчитывается посуммарной мощности:

      В РУ 6—10 кВ применяются трансформаторы с /2ном = 5А; в РУ 110 — 220 кВ — 1 или 5 А. Сопротивление контактов ГК принимают 0,05 Ом при двухтрех приборах и 0,10 — при большем количестве приборов. Сопротивление проводов рассчитывается по их сечению и длине. Для алюминиевых проводов минимальное сечение — 4 мм2; для медных — 2,5 мм2.

      Расчетная длина провода зависит от схемы соединения трансформатора тока и расстояния l от трансформатора до приборов:

      • при включении трансформаторов тока в неполную звезду;
      • 21 — при включении всех приборов в одну фазу;
      • l — при включении трансформаторов тока в полную звезду.

      При этом длина l может быть принята ориентировочно для РУ 6—10 к В:

      • при установке приборов в шкафах КРУ / = 4… 6 м;
      • на щите управления /= 30…40 м;
      • для РУ 35 кВ / = 45…60 м;
      • для РУ ПО — 220 кВ/ = 65…80 м.

      Если при принятом сечении провода вторичное сопротивление цепи трансформаторов тока окажется больше ZHOU для заданного класса точности, то необходимо определить требуемое сечение проводов с учетом допустимого сопротивления вторичной цепи:

      где р — удельное сопротивление.

      Полученное сечение округляется до большего стандартного сечения контрольных кабелей: 2,5; 4; 6; 10 мм2.

      Условия выбора трансформатора тока приведены в табл. 7.5. Дополнительно могут быть заданы: КТН = 1т.тн/УР21ном — кратность тока динамической стойкости трансформатора тока; КТ = /Т//|„ОМ — кратность тока термической стойкости; /i„OM — номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока.

      Выбора трансформаторов напряжения

      Трансформаторы напряжения, предназначенные для питания катушек напряжения измерительных приборов и реле, устанавливают на каждой секции сборных шин. Их выбирают по форме исполнения, конструкции и схеме соединения обмоток, номинальному напряжению, классу точности и вторичной нагрузке.

      Условия выбора трансформаторов напряжения

      • конструкция, схема соединения;
      • соблюдение условия Uc.ном = U1ном (где Uc.ном— номинальное напряжение сети, к которой присоединяется трансформатор напряжения, кВ;
      • U1.ном— номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора, кВ);
      • класс точности;
      • соблюдение условия S2 рас <S2 ном (где S2 рас— расчетная мощность, потребляемая вторичной цепью, В * A);
      • S2 ном— номинальная мощность вторичной цепи трансформатора напряжения, обеспечивающая его работу в заданном классе точности, В*А).

      Для однофазных трансформаторов, соединенных в звезду, в качестве U необходимо взять суммарную мощность всех трех фаз, а для соединенных по схеме неполного открытого треугольника — удвоенную мощность одного трансформатора. В выбранном классе точности, если нагрузка (вторичная) превышает номинальную мощность, часть приборов подключают к дополнительно установленному трансформатору напряжения. Вторичная нагрузка ТН — это мощность приборов и реле, подключенных к ТН.

      Для упрощения расчетов расчетную нагрузку можно не разделять по фазам, тогда

      При определении вторичной нагрузки сопротивление соединительных проводов не учитывается, так как оно мало. Однако ПУЭ требует оценить потерю напряжения, которая в проводах от трансформаторов к счетчикам не должна превышать 0,5 %, а в проводах к щитовым измерительным приборам — 3 %. Сечение провода, выбранное по механической прочности, как правило, отвечает требованиям потерь напряжения.

      Выбор типа трансформатора напряжения определяется его назначением. Если от ТН получают питание расчетные счетчики, то целесообразно использовать на напряжениях 6, 10, 35 кВ два однофазных трансформатора типа НОМ или НОЛ, соединенных по схеме открытого неполного треугольника.

      Два однофазных ТН обладают большей мощностью, чем один трехфазный, а по стоимости на напряжения 6 и 10 кВ они примерно равноценны. Если одновременно с измерением необходимо производить контроль изоляции в сетях 6—10 кВ, то устанавливают трехфазные трехобмоточные пятистержневые трансформаторы напряжения серии НТМИ или группу из трех однофазных трансформаторов серии ЗНОМ или ЗНОУТ, если мощность НТМИ недостаточна.

      При использовании трех однофазных трансформаторов, соединенных в звезду, нейтральная точка обмотки высокого напряжения ТН должна быть заземлена для правильной работы приборов контроля состояния изоляции

      Для напряжения 110 кВ и выше применяют каскадные трансформаторы НКФ.

      Надежность измерительных трансформаторов напряжения в сетях с изолированной нейтралью

      Электрические сети 6-35 кВ Украины и стран СНГ выполнены с изолированной нейтралью. Эти сети при определенных токах замыкания на землю (для Uн=35 кВ – 10 А; Uн=10 кВ – 20 А; Uн=6 кВ – 30 А) должны иметь, как правило, реакторную или резистивную компенсацию нейтрали.

      Основным преимуществом сетей с изолированной нейтралью является возможность обеспечивать длительное время потребителей электроэнергией даже при наличии «земли» в сети без их отключения. В то же время одним из основных недостатков является опасность возникновения (при малых токах замыкания на землю, равных 0,5-3,5 А) феррорезонансных процессов с последующим повреждением электромагнитных трансформаторов напряжения (ТН).

      Феррорезонансные процессы (ФРП) в таких сетях, как показывает опыт эксплуатации и исследования, проведенные учеными «Львовской политехники», возникают во время появления и обрыва «земли» в сети (срабатывание разрядников, касание ветвями деревьев, обрыв троса фаз ЛЭП, стекание капель росы по изоляторам, особенно загрязненным, некоторым коммутационным переключениям, приводящим к изменению емкости в сети и т.д.).

      В большинстве случаев эти ФРП проходят при частотах 17 и 25 Гц и сопровождаются протеканием через первичную обмотку ТН сверхтоков, которые на порядок и больше превышают допустимые для ТН токи, из-за чего первичные обмотки перегорают в течение нескольких минут. В эксплуатации имеют место случаи, когда первоначально по два-три раза (после замены) перегорает высоковольтный предохранитель 35 кВ, рассчитанный на номинальный ток срабатывания 2 А (это при том, что допустимый ток первичной обмотки ТН не превышает 60 мА), при этом повреждается ТН. Таким образом, имеют место неоднократные протекания больших токов через об-мотку ТН сверх допустимых, которые постепенно, за счет перегрева внутренних слоев, приводят к разложению изоляции и повреждению ТН.

      В настоящее время, если судить по публикациям российских журналов, проводится большая работа по защите ТН от их повреждений в сетях.

      Однако каждый из предлагаемых методов имеет свои недостатки и не в состоянии полностью решить проблему защиты ТН от воздействия ФРП. Кроме того, отсутствует возможность фиксации появления ФРП на участке сети с ТН.

      С этой точки зрения наиболее эффективным способом подавления (а главное фиксацией времени и длительности) ФРП является устройство подавления резонанса (УПР), разработанное на кафедре электрических сетей «Львовской политехники», типа ПЗФ-5 (рис. 1, 2).


      При возникновении феррорезонанса на выводах обмотки «разомкнутого треугольника» трехфазного ТН (или группы трех однофазных ТН) возникает напряжение нулевой последовательности 3U0 ? 100 В с субгармонической частотой (чаще всего 20-25 Гц).

      После появления напряжения с субгармонической частотой устройство ПЗФ-5 с заданной задержкой времени однократно подключает к выводам обмотки «разомкнутого треугольника» резистор 5-6 Ом на время, заданное для гашения ФРП. Подключенный резистор обеспечивает срыв (погашение) феррорезонансных колебаний в течение t ?0,3 с, что исключает возможность термического повреждения обмоток ВН ТН феррорезонансными процессами.

      У устройства ПЗФ-5 предусмотрено однократное его включение на заданное время с повторной готовностью к срабатыванию через заданное время. При длительном феррорезонансе предусмотрено повторное однократное срабатывание устройства с последующим запретом (блокированием) импульса гашения вплоть до ликвидации феррорезонанса, после чего устройство снова будет готово к работе. Это обеспечивает термическую стойкость резистора при многократных частых пусках устройства (например, при перемежающей дуге, частыми замыканиями на землю проводов сети ветками деревьев, порывами ветра и т.д.). Устройство формирует архив и отражает на дисплее 5 последних режимов феррорезонанса (срабатываний устройства). В «архиве аварий» устройства накапливается информация о дате и времени возникавших аварийных состояний, что дает эксплуатационным службам дополнительную информацию о состоянии сети в том или ином режиме. По анализу «архива» появляется возможность принять меры по повышению надежности сети в целом.

      В настоящее время в системах установлено около 60 УПР. В сетях, где они установлены, информации о повреждениях ТН и неправильной работе ПЗФ не поступало.

      Устройство представляет собой металлический ящик размерами 240х185х80 мм, к которому подводится питание ТН 100 В, 50 Гц и напряжение 3U0 от «разомкнутого треугольника», по которому и определяется наличие резонанса в сети. Устройство потребляет не более 10 ВА, устанавливается на панели релейной защиты и может работать при температуре окружающей среды от -55 0С до +60 0С. УПР ПЗФ-5 имеет кнопки вызова – ввода информации (с контролем информации по цифровому индикатору), проверки исправности (тестирования), а также контакты для запуска реле сигнализации при срабатывании (пуске) защиты или потере питания. Масса устройства 3 кг (рис. 3).

      ЗАКЛЮЧЕНИЕ

      Прибор типа ПЗФ-5 обеспечивает защиту трансформатора напряжения от повреждения при феррорезонансных процессах. Вместе с этим нужно учитывать, что ПЗФ-5 может защитить ТН от повреждения только в том случае, если не менее 60% ТН в электрически связанной сети будет оборудовано устройством защиты от ФРП. Наиболее благоприятными условиями для предотвращения ФРП является оборудование такими устройствами 80-90% ТН в электрически связанной сети. Это необходимо потому, что вывод в ремонт одного ТН, оборудованного устройством ПЗФ, приведет к уменьшению общего процента оборудованных ТН, и условия для предотвращения ФРП соответственно ухудшатся.Разработчики и изготовители ТН, так же как и эксплуатационники, заинтересованы в безаварийной работе ТН и было бы целесообразно провести проверку работы устройства ПЗФ-5 в наиболее проблемных сетях, обобщить опыт работы и на его основе принять окончательное решение о целесообразности применения ПЗФ-5.


      Выбор коммутационных аппаратов и токоведущих частей распределительных устройств — Выбор трансформаторов напряжения

      Страница 5 из 12

      3.2 Выбор трансформаторов напряжения

      Трансформатор напряжения предназначен для преобразования напряжения до величины удобной для измерения, а также для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения.
      Трансформаторы напряжения выбираются:
      а) по напряжению установки
      ; (3.9)
      б) по конструкции и схеме соединения обмоток;
      в) по классу точности;
      г) по вторичной нагрузке
      , (3.10)
      где — номинальная мощность трансформатора напряжения в выбранном классе точности;
      — суммарная нагрузка измерительных приборов присоединенных к трансформатору напряжения.
      Для подсчета мощности потребляемой приборами составляется таблица 3.6, в которую вносятся все приборы, подключенные к вторичной обмотке трансформатора напряжения.
      Таблица 3.6 — Вторичная нагрузка трансформаторов напряжения

      Для упрощения расчетов нагрузку приборов можно не разделять по фазам, тогда

      . (3.11)
      Сечение соединительных проводов во вторичной цепи трансформаторов напряжения выбирают по допустимой потере напряжения. Согласно ПУЭ сечение и длина проводов и кабелей должны выбираться в цепях напряжения расчетных счетчиков такими, чтобы потери напряжения в этих цепях составляли не более 0,25% номинального напряжения при питании от трансформаторов напряжения класса точности 0,5 и не более 0,5% при питании от трансформаторов напряжения класса точности 1,0. Для обеспечения этого требования допускается применение отдельных кабелей от трансформаторов напряжения до счетчиков.
      До щитовых измерительных приборов потери напряжения должны составлять не более 1,5% при номинальной нагрузке .
      Для цепей напряжения минимальное сечение соединительных проводов по условию механической прочности составляет 2,5 мм2 для алюминиевых жил и 1,5 мм2 для медных жил.

      3.3 Примеры выбора и проверки измерительных трансформаторов

      Пример 3.1 Выбрать трансформаторы тока и напряжения для присоединения контрольно-измерительных приборов в цепи генератора типа ТВВ-500-2Е. Значение тока КЗ в месте установки .
      Перечень измерительных приборов устанавливаемых в цепи генератора выбираем по таблице 3.4. Вторичная нагрузка трансформатора тока приведена в таблице 3.7.

      Так как в цепи генератора устанавливается комплектный токопровод типа ТЭКН-Е-20-20000-560, то принимаем к установке встроенные трансформаторы тока типа ТШВ-24-24000/5 с параметрами .
      Таблица 3.7 — Вторичная нагрузка трансформатора тока

      Из таблицы 3.7 видно, что наиболее загруженными являются фазы А и С.
      Определим сопротивление приборов по формуле (3.7):
      .
      Принимаем сопротивление контактов , так как количество приборов более трех.
      Определим из формулы (3.6) допустимое сопротивление проводов
      .
      В качестве соединительных проводов принимаем кабель с медными жилами, ориентировочную длину которого, в соответствии с таблицей 3.2, принимаем 30 м.
      Трансформаторы тока соединены в полную звезду, поэтому .
      Определим по формуле (3.8) сечение жил кабеля
      .
      По условиям механической прочности принимаем, в соответствии с таблицей 3.3, контрольный кабель КРНГ с жилами сечением 2,5 мм 2.
      Нагрузка вторичной обмотки трансформатора тока с учетом контрольного кабеля составляет
      ;
      .
      Сравнение расчетных и каталожных данных трансформатора тока приведены в таблице 3.8.
      Шинные трансформаторы тока на электродинамическую устойчивость не проверяются, так как их устойчивость определяется устойчивостью шинной конструкции.
      В цепи комплектного токопровода установлены трансформаторы напряжения типа ЗНОМ-20 и ЗНОЛ.06-24. Проверим трансформатор ЗНОМ-20 по вторичной нагрузке. Нагрузка, подключаемая к данному трансформатору напряжения, приведена в таблице 3.9.

      Таблица 3.8 — Расчетные и каталожные данные трансформатора тока

      Расчетные параметры

      Каталожные данные

      Условия выбора

      Вторичная нагрузка трансформатора напряжения равна
      .
      Трансформатор напряжения ЗНОМ-20 имеет номинальную мощность 75 ВА в классе точности 0,5.
      ,
      таким образом, трансформатор напряжения будет работать в выбранном классе точности.
      Для соединения трансформатора напряжения с приборами принимаем контрольный кабель с медными жилами КРВГ сечением жил 1,5 мм2 по условию механической прочности.

      Таблица 3.9 — Вторичная нагрузка трансформатора напряжения

      7.5. Выбор трансформаторов тока и трансформаторов напряжения

      Для контроля за режимом работы электроприемников, а также для расчетов с энергосбытовой организацией на подстанциях применяют контрольно-измерительные приборы, присоединяемые к цепям высокого напряжения через измерительные трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН).

      ТТ выбирают по номинальному напряжению, номинальному первичному току и проверяют по электродинамической и термической стойкости к токам короткого замыкания. Особенностью выбора ТТ является выбор по классу точности и проверка на допустимую нагрузку вторичной цепи. ТТ для присоединения счетчиков, по которым ведутся денежные расчеты, должны иметь класс точности 0,5 и выше. Для технического учета допускается применение ТТ класса точности 1, для включения указывающих электроизмерительных приборов — не ниже класса 3, для релейной защиты — класса 10(Р). Чтобы погрешность ТТ не превысила допустимую для данного класса точности, вторичная нагрузка 22р не должна превышать номинальную 22ном, задаваемую в каталогах.

      Индуктивное сопротивление таких цепей невелико, поэтому принимают 22р = г2р. Вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов:

      Для определения гприб необходимо составить перечень электроизмерительных приборов, подключенных к ТТ. Суммарное сопротивление приборов, Ом, рассчитывают по их суммарной мощности:

      где 52 — суммарная мощность, потребляемая приборами, В • А; /2ном — номинальный ток вторичной обмотки трансформатора, А. В распределительных устройствах 6—10 кВ применяют трансформаторы с /2ном = 5 А, в РУ 110—220 кВ — 1 или 5 А.

      Сопротивление контактов гк принимают 0,05 Ом при двух-трех приборах и 0,1 — при большем их числе. Сопротивление проводов рассчитывается по их сечению и длине. Для алюминиевых проводов

      минимальное сечение равно 4 мм , для медных — 2,5 мм». Расчетная длина провода /р, м, зависящая от схемы соединения ТТ и расстояния /

      от трансформатора до приборов: л/3 / — при включении ТТ в неполную звезду; 2/ — при включении всех приборов в одну фазу; / — при включении ТТ в полную звезду. При этом длина / может быть ориентировочно принята для РУ 6—10 кВ: при установке приборов в шкафах КРУ / = 4+6 м; на щите управления / = 30+40 м; для РУ 35 кВ I = 45+60 м; для РУ 110—220 кВ / = 65+80 м.

      Если при принятом сечении провода вторичное сопротивление цепи ТТ окажется больше Zиoм для заданного класса точности, то необходимо определить требуемое сечение проводов с учетом допустимого сопротивления вторичной цепи:

      Требуемое сечение провода, мм»:

      Полученное сечение округляют до большего стандартного сече-

      пия контрольных кабелей: 2,5; 4; 6; 10 мм .

      Условия выбора ТТ сведены в табл. 7.5. Дополнительно могут

      Трансформаторы напряжения, предназначенные для питания катушек напряжения измерительных приборов и реле, устанавливают на каждой секции сборных шин. При выборе ТН учитывают его

      Таблица 7.5

      Условия выбора трансформатора тока

      конструкцию, схему соединения, класс точности, а также условия Цг.ном = ^1ном и ^2расч ^ $2..ом> гДе ^с.ном — номинальное напряжение сети, к которой присоединяется ТН, кВ; ?/| ном — номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора, кВ; 5-,расч — расчетная мощность, потребляемая вторичной цепью, В • А; 52,юм — номинальная мощность вторичной цепи ТН, обеспечивающая его работу в заданном классе точности, В • А. Для однофазных ТН, соединенных в звезду, в качестве 52ном следует взять суммарную мощность всех трех фаз, а для соединенных по схеме неполного открытого треугольника — удвоенную мощность одного трансформатора. В выбранном классе точности, если нагрузка (вторичная) превышает номинальную мощность, часть приборов подключают к дополнительно установленному ТН. Вторичная нагрузка ТН — это мощность приборов и реле, подключенных к ТН. Для упрощения расчетов расчетную нагрузку можно не разделять по фазам, тогда

      При определении вторичной нагрузки сопротивление соединительных проводов не учитывают, так как оно мало. Однако ПУЭ требует оценить потерю напряжения, которая в проводах от трансформаторов к счетчикам не должна превышать 0,5 %, а в проводах к щитовым измерительным приборам — 3 %. Сечение провода, выбранное по механической прочности, отвечает, как правило, требованиям потерь напряжения.

      Выбор типа ТН определяется его назначением. Если от ТН получают питание расчетные счетчики, то целесообразно использовать на напряжениях 6, 10, 35 кВ два однофазных трансформатора типа НОМ или НОЛ, соединенных по схеме открытого неполного треугольника. Два однофазных ТН обладают большей мощностью, чем один трехфазный, а по стоимости они примерно равноценны (на напряжения 6 и 10 кВ). Если одновременно с измерением необходимо проводить контроль изоляции в сетях 6—10 кВ. то устанавливают трехфазные трехобмоточиые пятистержневые ТН серии НТМИ или группу из трех однофазных трансформаторов серии ЗНОМ или ЗНОУТ, если мощность НТМИ недостаточна. При использовании трех однофазных трансформаторов, соединенных в звезду, нейтральная точка обмотки высокого напряжения ТН должна быть заземлена для правильной работы приборов контроля состояния изоляции. Для напряжения 110 кВ и выше применяют каскадные трансформаторы НКФ.

      Выбор мощности силового трансформатора

      Рациональная схема электроснабжения зависит от технически обоснованного подбора мощности трансформатора, влияющего на эксплуатационные затраты и окупаемость, которая возможна за 6 – 10 лет.

      При выборе трансформатора руководствуются следующими критериями:

      1. Категория электроснабжения – определяется количество трансформаторов. Объекты категории электроснабжения III – один трансформатор. Объекты II и I категории электроснабжения – два или в некоторых случаях три трансформатора.
      2. Перегрузочная способность – определение мощности трансформатора.
      3. Суточный график распределения нагрузок – учет нагрузок по времени и дням в неделю.
      4. Экономичный режим работы тр-ра.

      Выбор числа трансформаторов

      Однотрансформаторные подстанции используются в двух случаях. Во-первых, для объектов III категории электроснабжения. Во-вторых, для потребителей, имеющих возможность резервирования электроснабжения с помощью АВР (автоматического включения резерва) с другого источника питания.

      При питании потребителей I и II категории в аварийном режиме на двухтрансформаторной подстанции после срабатывания АВР целый трансформатор принимает на себя нагрузку неисправного. Поэтому его перегрузочной способности должно хватить на время замены вышедшего из строя трансформатора. В нормальном режиме трансформаторы работают недогруженными, что экономически нецелесообразно. Поэтому при аварийной ситуации некоторые потребители III категории электроснабжения отключают от сети.

      Перерыв питания объектов II категории ограничен временем в одни сутки. Для восстановления схемы необходим стратегический складской резерв оборудования необходимого для ликвидации аварии. При этом мощность нового трансформатора должна быть идентична заменяемому. Таким образом, сокращается количество резервного оборудования.

      Как выбрать силовой трансформатор по мощности

      Сбор и анализ мощностей потребителей, запитанных от одного трансформатора, не всегда оказывается достаточным.

      Для производственных объектов руководствуются порядком ввода оборудования в работу. При этом учитывают, что все потребители не могут быть включены одновременно. Однако также принимают во внимание возможное увеличение производственной мощности.

      Поэтому при расчете и выборе мощности силового трансформатора руководствуются графиком среднесуточной и полной активной нагрузки подстанции, а также длительностью максимальной нагрузки. Если рассчитывается трансформатор, который будет участвовать в электроснабжении объектов жилой инфраструктуры, то учитывают и время года. В зимнее время нагрузка увеличивается за счет включения электрического обогрева, летом – кондиционеров.

      Таблица №1 — Выбор силового трансформатора по мощности и допустимым аварийным нагрузкам

      Вид нагрузки Интервалы нагрузки (кВ-А) для трансформаторов мощностью (кВ-А)
      25 40 63 100 160 250 400 630
      Производственные потребители, хоздворы,
      мастерские по обслуживанию сельскохозяйственной
      техники, стройцеха, овощехранилища и
      насосные станции водоснабжения, котельные
      до 42 43-68 69-107 108-169 170-270 271-422 423-676 677-1064
      Комунально-бытовые потребители — общественные
      и административные предприятия (школы,
      клубы, столовые, бани, магазины)
      в сочетании с жилыми домами
      до 44 45-70 71-110 111-176 177-278 279-435 436-696 697-1096
      Сельские жилые дома, группы
      сельских жилых домов (как правило, одноэтажной застройки)
      до 45 46-72 73-113 114-179 180-286 287-447 448-716 717-1127
      Комунально-бытовые потребители поселков
      городского типа и городов районного подчинения
      до 43 44-68 69-108 109-172 173-270 271-422 423-676 677-1064
      Жилые дома, поселки городского
      типа и города районного подчинения
      до 42 43-68 69-107 108-170 171-273 274-427 428-684 685-1077
      Смешанная нагрузка с преобладанием (более 60%)
      производственных потребителей
      до 42 43-67 68-106 107-161 162-257 258-402 403-644 645-1014
      Со смешанной нагрузкой с преобладанием (более 40%)
      комунально-бытовых потребителей
      до 42 43-68 69-107 108-164 165-262 263-410 411-656 657-1033

      При отсутствии точных сведений активная нагрузка определяется по формуле:

      Sном ≥ ∑ Pmax ≥ Pp;

      Где ∑ Pmax – максимальная активная мощность;

      Pp– проектная мощность подстанции.

      Если график работы подстанции характеризуется кратковременным пиковым режимом мощности – 30 мин или не более 1 часа, то тр-ор будет работать в недогруженном режиме. Поэтому выгоднее подбирать трансформатор с мощностью, приближенной к продолжительной максимальной нагрузке и полностью использовать перегрузочные возможности трансформатора с учетом систематических перегрузок в нормальном режиме.

      В реальных условиях значение допустимой перегрузки определяется коэффициентом начальной загрузки. На выбор величины нагрузки влияет температура окружающего воздуха, в котором находится работающий трансформатор.

      Коэффициент загрузки всегда меньше единицы.

      Kн = Pc/Pmax = Ic/Imax ; где Pc, Pmax и Ic, Imax – среднесуточные и максимальные мощности и тока.

      Таблица №2 — Рекомендуемые коэффициенты загрузки силовых трансформаторов цеховых ТП. Коэффициент ограничивает перегрузку трансформатора оставляя по мощности некоторый запас.

      Коэффициент загрузки трансформатора Вид ТП и характер нагрузки

      0,65…0,7

      Двухтрансформаторные ТП с преобладающей нагрузкой I категории

      0,7…0,8

      Однотрансформаторные ТП с преобладающей нагрузкой II категории при наличии взаимного резервирования по перемычкам с другими подстанциями на вторичном напряжении

      0,9…0,95

      ТП с нагрузкой III категории или с преобладающей нагрузкой II категории при возможности использования складского резерва трансформаторов

      Таблица №3 — длительности и величины перегрузки при аварийных режимах с принудительным охлаждением масла устанавливается по заводским параметрам.

      Нагрузки в долях номинальной по току

      Допустимая длительность, мин

      Маслонаполненные трансформаторы Сухие трансформаторы
      1,2
      1,3
      1,4
      1,5
      1,6
      1,75
      2,00

      120
      90
      70
      45
      20
      10
      60
      45
      32
      18
      5

      Характер суточной нагрузки эквивалентен температуре окружающей среды, постоянной времени трансформатора, типу охлаждения, допускаются периодические перегрузки.

      Рисунок 1 — Расчетный график нагрузки. 1 – суточный по факту; 2 – двухступенчатый эквивалентный фактическому

      Согласно графику, начальный период нагрузки характеризуется работой трансформатора с номинальной нагрузкой за 20 часов и коэффициентом начальной нагрузки – 0,705.

      Второй период – коэффициент перегруза kпер.= 1,27 и временем – 4 часа. Значит, перегрузки определяются графиком нагрузки преобразованном в эквивалентный график с учетом тепла. Допустимая нагрузка тр-ра зависит от номинальной нагрузки, ее длительности и максимального пика, определяется по коэффициенту превышения нагрузки:

      kпер = Iэ max / Iном

      коэффициент начальной нагрузки

      kн.н. = Iэ.н./ Iном

      Iэ max – эквивалентный максимум нагрузки;

      Iэ.н — эквивалентная начальная нагрузка.

      Перегрузки трансформаторов допустимы, но их возможности: время и величина ограничены нормативами, установленными заводом изготовителем. Правила ПТЭЭП, глава 2. 1. 20 и гл. 2. 1. 21. ограничивают перегрузку трансформатора до 5%.

      Таблица №4 — Перегрузка по времени для масляных трансформаторов

      Величина перегрузки, %

      Продолжительность, мин.

      Таблица №5 — Перегрузка по времени для сухого трансформатора

      Величина перегрузки, %

      Продолжительность, мин.

      Вентиляция помещения электроустановки должна обеспечить отвод тепла, чтобы при перегрузке и максимальной температуре воздуха нагрев трансформатора не превышал допустимое значение. Часто в условиях жары на отдаленных от населенных пунктов месторождений прибегают к естественной вентиляции, открывая двери трансформаторного отсека.

      Правила ПУЭ разрешают максимальный послеаварийный перегруз трансформатора до 40% на время не более 6 часов в течение 5 суток.

      Выбор силового трансформатора по расчетной мощности.

      Для выбора используют требования нормативных документов

      Таблица №6 — Зависимости коэффициентов допустимой перегрузки масляных трансформаторов для одно, двух и трехтрансформаторных подстанций и коэффициента загрузки в обычном режиме работы

      Коэффициент допустимой перегрузки масляного трансформатора, определенный согласно ГОСТ 14209-85 Коэффициент загрузки масляного трансформатора в нормальном режиме
      двухтрансформаторная подстанция трехтрансформаторная подстанция
      1,0 0,5 0,666
      1,1 0,55 0,735
      1,2 0,6 0,8
      1,3 0,65 0,86
      1,4 0,7 0,93

      Производитель электрооборудования, предлагая покупателю трансформатор, предоставляет сведения о разрешенных перегрузках.

      По нормам СН 174-75 «Инструкция по проектированию электроснабжения промышленных предприятий» для каждого объекта принимают различные коэффициенты загрузки:

      • Двухтрансформаторная подстанция для нагрузки I категории – 0,65 до 0,7.

      • Подстанция с одним трансформатором с резервированием для нагрузки II категории – от 0,7 до 0,8.

      • Для нагрузки категории II и III с использованием резерва – 0,9-0,95.

      Таким образом, можно сделать вывод, что нормальный режим трансформатора – это загруженность на 90 или даже 95%.

      Выбор трансформатора по расчетной мощности заключается в сравнении полной мощности объекта (кВА) и интервалами допустимой нагрузки тр-ров для различных типов потребителей в аварийном и нормальном режимах работы. Руководствуются методикой выбора мощности силового трансформатора и нормативными документами.

      Нормативные документы по выбору силовых трансформаторов:

      1. . Проектирование электроснабжения промышленных предприятий. Нормы технологического проектирования (РФ, вместо ). Указания по выбору числа и мощности тр-ров цеховых ТП – пп 6. 4. 3 – 6. 4. 10

      2. Методические указания по выбору мощности силовых трансформаторов 10/0,4 кВ (РФ).

      3. . «Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов».

      Выбор мощности трансформатора напряжения типа ЗНОМ-20

      Выбор мощности трансформатора напряжения сводиться к расчету нагрузки для основной и дополнительной обмотки трансформатора напряжения типа ЗНОМ-20.

      Расчет нагрузок для основной и дополнительной обмотки трансформатора напряжения типа ЗНОМ-20 производится по таблицам №1 и №2. Для определения максимальной нагрузки трансформатора напряжения, подсчитываем суммарные нагрузки Saв, Sвc, Sca, приведенные к линейным напряжениям по формуле (1), согласно Указаний по расчету нагрузок трансформаторов напряжения в требуемом классе точности

      где:

      • SU- потребление, заданное при напряжении U;
      • Sрасч. –потребление при расчетном (линейном или фазном) напряжении Uрасч.

      Таблица №1 – Потребление измерительной аппаратуры и реле в ВА, присоединенных к основной вторичной обмотке трансформатора напряжения ЗНОМ-20

      №№
      пп
      Наименование Тип Количество, шт Потребление, ВА
      Saв Sвc Sac
      1 Счетчик электрической энергии Actaris SL7000 30 2 2 2
      2 Вольтметр переменного напряжения ЭВ 0300 1 5
      3 Реле напряжения для защиты от повышения напряжения НЛ-4 1 0,3
      Суммарное потребление, ВА 65,3 60 60

      Таблица №2 – Потребление измерительной аппаратуры и реле в ВА, присоединенных к дополнительной вторичной обмотке трансформатора напряжения ЗНОМ-20

      №№
      пп
      Наименование Тип Количество, шт Потребление, ВА
      1 Вольтметр переменного напряжения ЭВ 0300 1 5
      2 Реле напряжения для защиты от повышения напряжения НЛ-6 1 7
      Суммарное потребление, ВА 12

      1. Определяем наибольшую расчетную нагрузку для основных вторичных обмоток трансформатора напряжения по данным таблицы №1 согласно формулы (5), приведенной в Указаниях по расчету нагрузок трансформаторов напряжения в требуемом классе точности

      Расчетная нагрузка в связи с наличием расчетных счетчиков не должна превышать мощность трансформатора напряжения в классе точности 0,5, равную 75 ВА.

      Sнагр.= 63,04 ВА < 75 ВА (условие выполняется);

      2. Производим сопоставление расчетной нагрузки для дополнительной вторичной обмотке трансформатора напряжения по данным таблицы №2 с допустимой мощностью трансформатора напряжения в классе точности 1, равную 150 ВА

      Sнагр.= 12 ВА < 150 ВА (условие выполняется);

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *