2 Выбор трансформатора тока

Трансформаторы тока выбираются по следующим параметрам:

1. номинальному напряжению (U_номq≤U_{сет.номq});

2. номинальному рабочему току (I_номq≤I_ном1q);

3. электродинамической стойкости (i_удq≤I_эдн);

4. термической стойкости (B_кq≤В_крq);

5. конструкции и классу точности;

6. вторичной нагрузке (Z₂≤Z_ном2);

7. Допустимой погрешности.

Для напряжения 10 кВ, выберем ТОЛ-10-М2.

Таблица 2.1 – Каталожные данные трансформатора ТОЛ-10-М2

Uномq, кВ	Класс точности	Iном1н, А	Iном2, А	IТ, кА	tT, с	Iэдн, кА
10	0,5	2500	5	61	1	152,5

кА²·с,

Данный ТТ проходит по всем параметрам, включая рассчитанную термическую стойкость.

По аналогии для 35 кВ выберем ТЛК-35, а для 110 кВ – ТОМ-110 III

Таблица 2.2 – Каталожные данные трансформатора ТЛК-35 и ТОМ-110 III

Uномq, кВ	Класс точности	Iном1q, А	Iном2, А	IТ, кА	tT, с	Iэдн, кА
35	0,5	1000	5	31,5	1	80
110		300		15,5	3	40

Составим таблицу вторичной нагрузки трансформатора тока.

Проведем расчет по допустимой погрешности на примере напряжения 10 кВ по следующей формуле:

, (2.1)

где I⁽³⁾_кmaxq – ток внешнего трехфазного КЗ;

k_а – коэффициент учета апериодической составляющей.

Отсюда получаем: кА.

Рассчитаем кратность первичного тока:

, (2.2)

где α=0,8 – поправка к действительной кратности.

Отсюда получаем: .

Используя кратность первичного тока находим по кривым предельной кратности допустимую нагрузку: Ом.

Определим фактическую нагрузку, которая должна быть не больше zндоп.

Поскольку на низкой стороне напряжения обмотки трансформатора соединены в треугольник, то сопротивление приборов рассчитаем по следующей формуле для соединения ТА в звезду:

, (2.3)

где z_пер=0,1 – переходное сопротивление контактов, Ом;

z_р=0,15 – сопротивление реле, Ом (для 6-10 кВ).

Отсюда получаем: Ом.

Для 110 кВ (звезда) расчетная формула будет следующая:

. (2.4)

Рассчитаем расчетную длину при соединении ТА в неполную звезду:

, (2.5)

где l=45 – длина от ТА до реле, м (для стороны 6-10 кВ).

Получаем: м.

Определим расчетное сечение проводов:

, (2.6)

где ρ – удельное сопротивление алюминиевыми соединительных проводов, Ом;

Получаем: мм².

Поскольку сечение проводов менее 4 мм², то в соответствии с ПУЭ принимаем провода с сечениями 4мм².

Для остальных ступеней напряжений проведем расчет аналогично предыдущему и занесем полученные результаты в таблицу.

Таблица 2.3 – Пример проверки ТА для защиты трансформатора

Наименование величин	Рассчитанные параметры для ступеней напряжения
	115 кВ	37 кВ	10,5 кВ
Тип	ТОМ-110 III 300/5	ТЛК-35 1000/5	ТОЛ-10-М2 2500/5
Схема соединения ТА	∆	Y	Y
Расчетный первичный ток, А	3,107	6,016	14,281
Расчетная кратность тока	18	11	7
Допустимая нагрузка ТА, Ом	1,6	2	4,2
Сопротивление реле защиты, Ом	0,35	0,25	0,15
Допустимое сопротивление проводов (в один конец), Ом	0,15	1,65	3,95
Длина проводов (в один конец), м	65	55	45
Допустимое сечение проводов, мм2/расчетное принятое, мм2	11,7/16	0,9/4	0,534/4

---

---

3 Расчет дифференциальной токовой защиты трансформаторов

3.1 Расчет дифференциальной защиты с реле РНТ-565

Таблица 3.1 – Расчетная таблица ДЗТ с реле типа РНТ-565

№ п/п	Наименование величины, единица измерения	Обозначение расчетная и формула	Sт.н=63000 кВА Числовое значение для сторон
			115 кВ	37 кВ	10,5 кВ
1	Первичный ток на сторонах защищаемого трансформатора, соответствующий его номинальной мощности, А		316	983	3464
2	Схема соединения трансформаторов тока, коэффициент схемы	– kсх	∆ 1,73	Y 1	Y 1
3	Коэффициент трансформации трансформаторов тока	kТ	300/5	1000/5	2500/5
4	Вторичный ток в плечах защиты, соответствующий номинальной мощности защищаемого трансформатора, А		9,122	2,771	6,928
5	Первичный расчетный ток небаланса без учета составляющей, обусловленной неточностью установки расчетного числа витков реле, А		621,4	1203,28	2856,1

---

Продолжение таблицы 3.1

6	Первичный ток срабатывания защиты, А	По условию отстройки от максимального тока небаланса По условию от броска тока намагничивания	kотс=1,3 – коэффициент отстройки реле kотс=1,3 – коэффициент, используемый при отстройке защиты от броска тока намагничивания	807,82 410,8	1564,26 1277,9	3712,93 4503,2
7	Расчетное условие для выбора уставки реле, А		Iсзрас	Принимается большее из двух значений (Iсз1 и Iсз2)
				807,82	1564,26	4503,2
8	Предварительная проверка чувствительности			1,783	1,764	2,014

Поскольку коэффициенты чувствительности меньше 2, рассчитаем ДЗТ-11.

3.2 Расчет дифференциальной защиты с реле ДЗТ-11

Таблица 3.21 – Расчетная таблица ДЗТ с реле типа ДЗТ-11

№ п/п	Наименование величины, единица измерения	Обозначение расчетная и формула	Sт.н=63000 кВА Числовое значение для сторон
			115 кВ	37 кВ	10,5 кВ
1	Первичный ток на сторонах защищаемого трансформатора, соответствующий его номинальной мощности, А		316	983	3464
2	Схема соединения трансформаторов тока, коэффициент схемы	– kсх	∆ 1,73	Y 1	Y 1

Продолжение таблицы 3.2

3	Коэффициент трансформации трансформаторов тока	kТ	300/5	1000/5	2500/5
4	Вторичный ток в плечах защиты, соответствующий номинальной мощности защищаемого трансформатора, А		9,122	2,771	6,928
5	Сторона, к трансформаторам тока которой целесообразно присоединить тормозную обмотку.		На сумму токов СН и НН
6	Мин. ток СЗ по условию отстройки от броска тока намагничивания, А		474
7	Ток срабатывания реле для основной стороны (стороны с наибольшим вторичным током в плече защиты), приведенный к стороне ВН, А		13,68
8	Число витков обмотки НТТ реле для основной стороны: расчетное принятое		7,3 7
9	Уточненное значение тока срабатывания защиты, А		494,87 А
10	Число витков обмотки НТТ реле для не основной стороны: расчетное принятое		23,04 (ср) 9,21 (н) 23 9
11	Результирующий ток в тормозной обмотке, приведенной к расчетной стороне, А		9307

Первичный расчетный ток небаланса с учетом составляющей I_нбрас:

, (3.1)

где ∆U_α , ∆U_β – принимаются равными половине используемого диапазона регулирования на соответствующей стороне;

k_токα, k_токβ – коэффициенты токораспределения, равны отношению слагающих тока расчетного внешнего КЗ, проходящих на сторонах, где производится регулирование напряжения к току на стороне, где рассматривается КЗ;

k_токI, k_токII – коэффициенты токораспределения, равны отношению слагающих тока расчетного внешнего КЗ, проходящих на сторонах, где используются соответственно числа витков W_I и W_II обмоток НТТ реле, к току на стороне, где рассматривается КЗ.

---

Отсюда получаем первичный ток небаланса, А:

Число витков тормозной обмотки НТТ реле для неосновной стороны:

, (3.2)

Отсюда получаем для средней стороны:

Поскольку для средней стороны получили 12 витков, то по выражению ниже получаем 13 витков.

.

Рассчитаем чувствительность защиты при отсутствии торможения по выражению:

. (3.3)

Получаем: . Для расчета использовался самый низкий ток КЗ (ток КЗ на высокой стороне при минимальном режиме). Как видно из расчета, коэффициент чувствительности больше 2, поэтому проведем дальнейший расчет реле ДЗТ-11.

Проведем расчет чувствительности защиты, когда имеется торможение. Вторичный ток, подводимый к рабочей обмотке НТТ реле на стороне ВН, А:

. (3.4)

Отсюда получаем: А.

Вторичный ток подводимый к рабочей обмотке НТТ реле на стороне НН рассчитаем по формуле:

. (3.5)

Отсюда получаем: А.

Рассчитаем рабочую МДС НТТ реле:

. (3.6)

Получаем: А.

Тормозная МДС получается по формуле 3.6: А.

По характеристике срабатывания реле получаем: А.

Далее рассчитываем коэффициент чувствительности:

. (3.7)

В результате получаем: .

---