Избор и изпитване на измервателни токови трансформатори (ТА)
Токови трансформатори (CT) са инсталирани във всички вериги (вериги от генератори, трансформатори, линии и др.). Съставът на измервателните устройства, свързани към КТ, зависи от конкретната верига и се избира съгласно препоръките на предишния раздел 13. На първо място, това ще бъдат амперметри и устройства, които изискват информация за ток и напрежение: ватметри, варметри, измерватели на активна и реактивна енергия.
CT са еднофазни устройства и могат да бъдат инсталирани в една, две или три фази, както е показано на фиг. 14.1. Обикновено във вериги 6-10 kV CT се инсталират в две фази съгласно схема с непълна звезда, при напрежение от 35 kV и по-високо - в три фази, съгласно схема с пълна звезда.
Ориз. 14.1 Схеми на свързване на измервателни токови трансформатори и устройства (показани са само амперметри): а - включване в една фаза; b - включване в непълна звезда; c - включване в пълна звезда. Тукlе разстоянието от CT до устройствата,lcalcе изчисленото разстояние, като се вземат предвидlи схемата на свързване на CT.
Таблицата по-долу показва набор от параметри, които характеризират токовите трансформатори
Изборът на токови трансформатори при проектирането на електроцентрали се състои в избор на типа трансформатор, проверка на електродинамично и термично съпротивление, определяне на очаквания вторичен товарZ2и съпоставянето му с номиналния товар в даден клас на точност Z2hom.
Условия за избор на токови трансформатори (ТТ):
1. В режим на натоварване токовият трансформатор трябва да издържа неограничено време на въздействието на първичния номинален ток I1ном и номиналното напрежение Uном, т.е.
къдетоIworkingforceе работният принудителен ток в CT веригата (в зависимост от това коя връзка е CT във веригата),Usetе напрежениетоинсталации, където се прилага ТТ.
Вторичният номинален токI2nomможе да бъде избран като 1A или 5A, в зависимост от конкретния CT и допълнителни условия.
2. Проверка на токовия трансформатор за електродинамично съпротивление.
Електродинамичното съпротивление на КТ ще бъде осигурено, ако е изпълнено следното условие:
къдетоidin -е амплитудата на ограничаващия проходен ток (ток на динамично съпротивление), който КТ може да издържи според условието за механична якост, аiу (3) -стойността на ударния ток при трифазно късо съединение.
3. Проверка на токовия трансформатор за термично съпротивление.
Термичната стабилност на КТ ще бъде осигурена, ако е изпълнено следното условие:
Its 2 tts ≥Bk, къдетоItsе номиналният ток на термична устойчивост на CT,ttsе номиналното време на термична устойчивост;Вке изчисленият топлинен импулс в КТ веригата (методът за изчисляване наВкбеше разгледан в раздел 9).
4. Проверка на токовия трансформатор за работа в даден клас на точност.
Токовите трансформатори се характеризират с токова грешкаfi=(I2K—I1)100/I1(в проценти), къдетоI1иI2са токовете на първичната и вторичната намотка на КТ, аK=I1nom/I2nomе коефициентът на трансформация на КТ.
В зависимост от текущата грешка, измервателните токови трансформатори се разделят на пет класа на точност: 0,2; 0,5; 1; 3; 10. Името на класа на точност съответства на максималната токова грешка на токовия трансформатор при първичен ток, равен на 1-1,2 номинал. За лабораторни измервания са предназначени токови трансформатори с клас на точност 0,2, за свързване на електромери - клас 0,5, за свързване на панелни измервателни уреди - класове 1 и 3. Клас 10 се използва за свързване на релейни устройствазащита, но този клас трябва да се осигурява при големи токове на късо съединение, а не при токове на натоварване.
При същия първичен токI1, токовата грешка на КТ зависи от съпротивлението на вторичния товарZ2, колкото по-голямо е то, толкова по-голяма е грешката. За да работи CT в даден клас на точност, трябва да бъде изпълнено следното условие:
където Z2hom е номиналният товар на токовия трансформатор при работа в даден клас на точност (изразен в ома, даден в каталозите на CT).
Нека да разгледаме по-отблизо как се изчислява натоварванетоZ2. Индуктивното съпротивление на токовите вериги е малко, така че можем да вземемZ2 ≈r2. Вторичното натоварване се състои от съпротивлението на устройствата (rapp), свързващите проводници (rpr) и контактното съпротивление на контактите в точките на свързване на устройствата (rc):
Съпротивление на устройствотоrprib=Sprib/I 2 2nom, къдетоSpribе мощността, консумирана от устройствата в най-натоварената фаза.
Съпротивлението на контактитеrkсе приема равно на 0,05 ома за две или три и 0,1 ома за повече устройства.
По този начин, при даден състав на устройствата, условието (14.1) може да бъде изпълнено само поради площта на напречното сечение на свързващите проводнициrpr.
ПознавайкиZ2hom, ние определяме допустимото съпротивлениеrpr= Z2hom - rprib-rkи площта на напречното сечение на проводникаq=ρlcalc/rpr, къдетоρе съпротивлението на материала на проводника;lcalcе прогнозната дължина, в зависимост от схемата на свързване на токовите трансформатори и разстояниетоlот токовите трансформатори до устройствата: при свързване към непълна звездаlcalc= √Зl(фиг.14.1b), при свързване към звездаlcalc= l(фиг.14.1c); когато са включени в една фазаlcalc=2l(фиг. 14.1a).
При реалния дизайн на разстояниетоlе известно, чено в случай на образователен дизайн това разстояние може да не е посочено и тогава за различни връзки приблизително се приема следната дължина на свързващите проводнициl(в метри):
Всички вериги на GRU 6-10 kV, с изключение на линиите към потребителите. 40-60
Линии 6-10 kV към консуматори. . 4-6
Генераторни напреженови вериги на блокови станции 20-40
Всички вериги на КРУ 35 kV. . 60-75
Всички вериги RU 110 kV. 75-100
Всички вериги RU 220 kV. 100-150
Всички вериги на КРУ 330-500 kV. 150-175
За подстанции посочените дължини се намаляват с 15-20%.
Като свързващи проводници се използват контролни четирижилни кабели (трифазни жила и сърцевина на връщащия проводник). Тяхното съпротивление зависи от материала и напречното сечение на жилата. Кабели с медни проводници (специфично съпротивление ρ = 0,0175 Ohm mm 2 /m) се използват във вторични вериги на мощни електроцентрали с по-високо напрежение от 220 kV и по-високо. Във вторичните вериги на други електрически инсталации се използват кабели с алуминиеви проводници (специфично съпротивление ρ = 0,028 Ohm • mm 2 / m).
Въз основа на горното минималното напречно сечение на сърцевината на контролния кабел може да се определи според връзката:
.
Съгласно условието за механична якост напречното сечение на медните проводници трябва да бъде най-малко 1,5 mm 2, а алуминиевите проводници - най-малко 2,5 mm 2. Ако броят на свързаните измервателни уреди включва измервателни уреди, предназначени за парични сетълменти, тогава минималните напречни сечения на проводниците се увеличават до 2,5 mm 2 за медни проводници и до 4 mm 2 за алуминиеви проводници.