Выбор трансформаторов напряжения и тока

Вначале произведём выбор трансформаторов напряжения.

Трансформаторы напряжения в цепи генераторов устанавливаются встроенными в комплектный токопровод. В выбранные токопроводы (см. далее) встроены трансформаторы ЗНОЛ.09 [15], имеющие номинальную мощность основной вторичной обмотки 75 ВА в классе точности 0, 5, необходимом для присоединения счётчиков.

Таблица 27. Параметры трансформаторов напряжение

Тип	Номинальное напряжение обмоток, кВ	Номинальная мощность ВА в классах точности	Максимальная мощность ВА
первичной	вторичной основной №1
0, 2	0, 5
ЗНОЛ.09

Согласно [23], в цепи генераторов необходима установка следующих измерительных приборов:

Таблица 28. Измерительные приборы, подключаемые к трансформатору напряжения

Прибор	Тип	одной обмотки, ВА	Число обмоток			Число приборов	Общая
, Вт	, вар
Ваттметр	Д-335	1, 5
Варметр	Д-335	1, 5
Счетчик активной энергии	Меркурий 233			0, 5	0, 866			3, 464
Вольтметр	Э-335
Вольтметр регистрирующий	Н-344
Частотомер	Э-372
Ваттметр регистрирующий	Н-344
Датчик активной мощности	Е-829		-					-
Датчик реактивной мощности	Е-830		-
Сумма:		3, 464
59, 1 ВА

, т.к. . Мощность трансформаторов напряжения умножаем на 3, поскольку для однофазных трансформаторов напряжения, соединенных в звезду, следует брать суммарную мощность всех трех фаз. Таким образом, данный трансформатор способен работать в классе точности 0, 5.

Для соединения трансформатора напряжения с приборами примем кабель КВВГ (с медными жилами, с поливинилхлоридной изоляцией в поливинилхлоридной оболочке) с сечением жил 2, 5мм².

Выполним проверку по потерям напряжения.

Сопротивление проводов при длине кабеля 40 м [5], стр. 170:

Тогда потеря напряжения:

Полученная потеря напряжения меньше 0, 5%, что нужно для подключения счетчиков согласно ПУЭ.

Таким образом, трансформаторы напряжения ЗНОЛ.09 и кабель КВВГ сечением 2, 5 мм² удовлетворяют всем требованиям и принимаются к установке.

Теперь произведём выбор трансформаторов тока.

В выбранный к установке комплектный токопровод (см. далее) встроены трансформаторы тока ТШВ-15-8000/5 [5].

Таблица 29. Параметры трансформаторов тока

Тип TA	, кВ	Номинальный ток, А	Номинальная нагрузка в классе точности 0, 2, Ом
первичный	вторичный
ТШВ-15-8000/5

Проверку по номинальному напряжению, электродинамической и термической стойкости не проводим, так как указанные трансформаторы тока встроены в пофазно-экранированный токопровод, прошедший все эти проверки. Остается проверить трансформаторы тока по вторичной нагрузке.

Согласно [23], перечень приборов для подключения к трансформатору тока в цепи генератора будет следующим:

Таблица 30. Измерительные приборы, подключаемые к трансформатору тока

Прибор	Тип прибора	Нагрузка фаз, ВА
А	В	С
Амперметр регистрирующий	Н-344	-		-
Ваттметр	Д-335	0, 5	-	0, 5
Варметр	Д-335	0, 5	-	0, 5
Счетчик активной энергии	Меркурий 233	0, 1	-	0, 1
Ваттметр (щит турбины)	Д-335	0, 5	-	0, 5
Ваттметр регистрирующий	Н-348		-
Сумма:	11, 6		11, 6

Общее сопротивление приборов:

Допустимое сопротивление проводов:

Рассмотрим кабель с медными жилами длиной 40 м, схема соединения трансформаторов тока по [18] – полная звезда, поэтому .

Согласно [18] по механической прочности примем кабель КВВГ (с медными жилами, с поливинилхлоридной изоляцией в поливинилхлоридной оболочке) сечением 2, 5 мм². Тогда:

;

Как видим, полученное значение меньше номинальной вторичной нагрузки трансформатора тока (30 Ом).

Трансформаторы тока ТШВ-15-8000/5, встроенные в комплектный токопровод, проходят по всем параметрам и принимаются к установке.

Выберем трансформаторы тока в цепи отходящих линий, в цепи секционного реактора и в цепи НН автотрансформаторов связи.

Для установки в цепи секционного реактора и в цепи НН автотрансформатора связи примем шинные трансформаторы тока ТШЛ-20 того же производителя [8]. Данные трансформаторы тока рассчитаны на номинальный первичный ток 18000 А, имеют номинальное напряжение 20 кВ, вторичный ток 1 А и номинальную вторичную нагрузку 30 Ом в классе точности 0, 2. Данные трансформаторы тока используются согласно [23] только для подключения амперметра (в цепи секционного реактора) или для подключения амперметра, ваттметра и варметра с двухсторонней шкалой (в цепи трансформатора связи). Очевидно, что вторичная нагрузка при этом будет значительно ниже, а номинальная вторичная нагрузка, напротив, выше, чем в предыдущих случаях установки трансформаторов тока. Таким образом, трансформатор тока ТШВ-20 пригоден к установке по условию загрузки вторичной обмотки.

Проверим выбранный трансформатор тока на термическую и электродинамическую стойкость по наиболее тяжёлым условиям:

Таблица 31. Проверка трансформаторов тока на термическую и электродинамическую стойкость

Условия проверки	Расчетные данные	Данные по трансформатору тока ТШЛ-20

Таким образом, выбранные трансформаторы тока проходят по всем условиям и пригодны для установки в цепи отходящих линий, в цепи секционного реактора и в цепи НН трансформаторов связи.

Выбор токоведущих частей

Вначале произведём выбор пофазно-экранированных токопроводов.

По известному току утяжелённого режима для генераторов 63 МВт ( А) по [15] выбираем комплектные токопроводы ТЭНЕ-20-11250-400УХЛ1 (для генераторов 63 МВт) на напряжение 20 кВ.

Проверим токопроводы на термическую и электродинамическую стойкость по наиболее тяжёлым условиям:

Таблица 32. Проверка комплектных токопроводов на термическую и электродинамическую стойкость

Условия проверки	Расчетные данные	Данные по токопроводу ТЭНЕ-20-11250-400УХЛ1

Следовательно, выбранные токопроводы могут быть установлены в цепи генераторов 63 МВт.

Теперь выберем шины генераторного распредустройства.

Сечение плоских шин согласно [18] выбирают по допустимому нагреву при максимальном токе. Наибольший ток, протекающий по шинам ГРУ, равен А. По [16], стр. 398 принимаем алюминиевые шины коробчатого сечения 2x(125х55х6, 5) мм², имеющие допустимый продолжительный ток .

Проверим выбранные шины на термическую стойкость при КЗ. Минимальное сечение, обеспечивающее термическую стойкость шин ( ):

Получили величину меньше выбранного сечения (1370 мм²), следовательно, выбранные шины термически стойки.

Проверим шины на электродинамическую стойкость при КЗ.

Значение суммарного тока КЗ на шинах ГРУ равно 164 кА.

Примем расположение шин в вершинах прямоугольного треугольника в связи с более компактным их размещением в ГРУ.

Рис. 31. Шины, расположенные в вершинах треугольника

Расчёт будем вести в соответствии с указаниями [3].

Шины коробчатого сечения обладают большим моментом инерции, поэтому расчет производится без учета колебательного процесса в механической конструкции. Принимаем, что швеллеры шин соединены жестко по всей длине сварным швом, тогда момент сопротивления . При расположении шин в вершинах прямоугольного треугольника расчетная формула имеет вид:

где:

l = 2 м – расстояние между изоляторами;

а = 0, 8 м – расстояние между фазами.

Условие электродинамической стойкости шин:

Допустимое напряжение для алюминиевых шин согласно [3] составляет 90 МПа. Таким образом, шины удовлетворяют условию электродинамической стойкости.

Выберем также изоляторы для крепления на них шин ГРУ.

По [16] выбираем опорные изоляторы ИО-10-30УЗ. Минимальная разрушающая сила для выбранного изолятора , высота изолятора 154 мм.

Проверяем изоляторы на механическую прочность при КЗ.

Максимальная сила, действующая на изгиб, определяется по формуле:

Поправка на высоту коробчатых шин:

Тогда расчётная сила, действующая на изолятор:

Условие механической прочности изоляторов при КЗ:

;

Таким образом, опорные изоляторы ИО-10-30, 00УЗ, установленные на расстоянии 2 м друг от друга, проходят по условию механической прочности при КЗ.

Теперь произведём выбор гибкого токопровода от шин ГРУ до автотрансформаторов связи.

Допустимая стрела провеса по габаритно-монтажным условиям согласно [18] равна 2, 5 м.

Выбираем сечение по экономической плотности тока. Тогда .

Принимаем два несущих провода АС-500/64. Тогда сечение алюминиевых проводов должно быть равно:

Число проводов А-500:

Принимаем число проводов равным 7.

Таким образом, к установке принимаем токопровод 2´ AC-500/64+7´ А-500 диаметром 160 мм с расстоянием между фазами 3 м.

Проверяем по допустимому току:

Данное значение меньше тока, возникающего при отключении одного из трансформаторов связи (2·4563, 432 А = 9126, 864 А).

Пучок гибких неизолированных проводов имеет большую поверхность охлаждения, поэтому проверка на термическую стойкость согласно [18] не производится.

Проверяем токопровод по условиям схлестывания.

Сила взаимодействия между фазами на единицу длины токопровода:

Сила тяжести 1 м токопровода (с учетом массы колец 1, 6 кг, массы 1 м провода АС-500/64 1, 85 кг, 1 м провода А-500 1, 38 кг) определяется как:

Принимая время действия релейной защиты 0, 1 с, находим:

;

По [22] для значения находим . Отсюда:

Допустимое отклонение фазы:

где – наименьшее допустимое расстояние в свету между соседними фазами в момент их наибольшего сближения. Для токопроводов ГРУ согласно [18].

Схлестывания нe произойдет, так как действительное отклонение фазы в 0, 99 м меньше допустимого в 1, 32 м.

Проверяем гибкий токопровод по электродинамическому взаимодействию проводников одной фазы.

Усилие на каждый провод:

Удельная нагрузка на каждый провод А-500 от взаимодействия при КЗ:

где q – сечение провода, мм².

Удельная нагрузка на провод А-500 от собственного веса:

Принимая максимальное натяжение на фазу в нормальном режиме Т_ф,_max= 100·10³Н, определяем максимальное механическое напряжение:

Определяем допустимое расстояние между распорками внутри фазы:

где:

k = 1, 8 — коэффициент допустимого увеличения механического напряжения в проводе при КЗ;

s_max — максимальное напряжение в проводе при нормальном режиме, МПа;

b — коэффициент упругого удлинения материала провода (для алюминия он равен 159·10^-13 м²/Н);

l₁ — удельная нагрузка от собственной массы провода, МПа/м;

l_к — удельная нагрузка от сил взаимодействия при КЗ, МПа/м.

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 10 11 12 131415 Следующая ⇒