Выбор и проверка измерительных трансформаторов тока

Трансформаторы тока предназначены для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле. (5 А, реже 1 или 2, 5 А), а также для отделения цепей управления и защиты от первичных цепей высокого напряжения. Трансформаторы тока, применяемые в РУ, выполняют одновременно роль проходного изолятора (ТПЛ, ТПОЛ). В комплектных РУ применяются опорно-проходные (стержневые) трансформаторы тока - ТЛМ. ТПЛК, ТНЛМ, шинные - ТШЛ. в РУ 35 кВ и выше - встроенные, в зависимости от типа РУ и его напряжения.

Расчет трансформаторов тока на подстанции, по существу, сводится к проверке трансформатора тока, поставляемого комплектно с выбранной ячейкой. Итак, марка трансформатора тока зависит от типа выбранной ячейки; кроме того, трансформаторы тока выбирают:

1) по напряжению ;

2) по току (первичному и вторичному)

При этом следует иметь в виду, что номинальный вторичный ток 1А применяется для РУ 500 кВ и мощных РУ 330 кВ, в остальных случаях применяют вторичный ток 5 А. Номинальный первичный ток должен быть как можно ближе к расчетному току установки, так как недогрузка первичной обмотки трансформатора приводит к увеличению погрешностей.

Выбранный трансформатор тока проверяют на динамическую и термическую стойкость к токам короткого замыкания. Кроме этого трансформаторы тока подбирают по классу точности, который должен соответствовать классу точности приборов, подключаемых ко вторичной цепи измерительного трансформатора тока (ИТТ) - Чтобы трансформатор тока обеспечил заданную точность измерений, мощность подключенных к нему приборов не должна быть выше номинальной вторичной нагрузки, указанной в паспорте трансформатора тока.

Термическую стойкость трансформатора тока сравнивают с тепловым импульсом B_k:

(6.31)

где - номинальный первичный ток трансформатора тока;

- коэффициент термической устойчивости;

t_T - продолжительность протекания тока короткого замыкания.

B_k - тепловой импульс из таблицы 4.4.

Величины , , t_T, являются паспортными данными трансформатора тока.

Динамическую стойкость сравнивают с ударным током (i_уд):

(6.32)

где - коэффициент динамической устойчивости.

Нагрузка вторичной цепи трансформатора тока может быть подсчитана по выражению:

,

(6.33)

где - номинальный вторичный ток трансформатора тока;

- полное сопротивление внешней цепи.

,

(6.34)

где - сумма сопротивлений всех последовательно включенных обмоток приборов или реле;

- сопротивление соединительных проводов;

- сопротивление контактных соединений ( = 0.05 Ом, при 2 – 3-х приборах: при числе приборов большем 3 = 0, 1 Ом).

Сопротивление приборов определяется по формуле:

,

(6.35)

где - полная мощность всех приборов, присоединенных к трансформатору тока.

Сопротивление соединительных проводов находится по формуле:

,

(6.36)

где - удельное сопротивление провода;

l_расч - расчетная длина проводов;

q - сечение проводов.

Длина соединительных проводов зависит от схемы соединения трансформатора тока:

,

(6.37)

где m - коэффициент, зависящий от схемы включения;

l - длина проводов (для подстанций принимают l = 5 м).

При включении трансформатора тока в одну фазу m = 2, при включении трансформатора тока в неполную звезду, , при включении в звезду, m =1.

Минимальное сечение проводов вторичных цепей трансформатора тока не должно быть меньше 2, 5 мм² (для алюминия) и 1, 5 мм² (для меди) по условию механической прочности. Если к трансформатору тока присоединены счетчики, эти сечения должны быть увеличены на одну ступень.

В РУ НН подстанции следует выбирать (проверять) трансформаторы тока в ячейках следующих типов: ввода, секционных, отходящих линий, а также в ячейках трансформатора собственных нужд. Расчетные токи этих ячеек определяются по выражениям (6.21-6.23), а в ячейках ТСН:

,

(6.38)

где S_нтсн - номинальная мощность ТСН.

Результаты расчета сводятся в таблицу 6.8:

Таблица 6.8 - Сводная таблица по выбору трансформаторов тока РУ НН подстанци:

Параметр трансформатора	Условие выбора (проверки)	Типы ячеек
ввода	секционирования	отходящих линий	ТСН
Тип трансформатора	определяется серией ячейки (по справочнику)
Номинальное напряжение
Номинальный ток
первичный
вторичный	А
Класс точности	В соответствии с классом точности, присоединенных приборов
Номинальная вторичная нагрузка	или
Динамическая устойчивость
Термическая устойчивость

Рекомендуемый перечень приборов и их размещение приведены в таблице 4.11 /11/.