Проект электрической части ГЭС-768 МВт

                       У3 - климатическое исполнение и категория размещения (внутри           

                             помещения)

 

 

5.2 Выбор  трансформаторов тока и разработка  схем подключения приборов

 

Условия выбора ТА.

Трансформаторы  тока выбираются по следующим параметрам:

1.  По номинальному  напряжению

U_ycт ≤ U_ном

2. По номинальному  току

I_норм ≤ I_1ном; I_max ≤ I_1ном

3. По конструкции  и классу точности, если есть  в цепи счетчики, то принимается  класс точности 0,5; в остальных  случаях - 1.

4. Проверяют  на электродинамическую стойкость:

i_y ≤ i_дин

где:

i_y (кА) - ударный ток КЗ

i_дин (кА) - ток динамической стойкости

На электродинамическую  стойкость не проверяются шинные и встроенные трансформаторы тока.

5. Проверяют  на термическую стойкость:

В_к ≤ I_t² × t

где:

В_к = I_по² × (t_откл + Т_а) - тепловой импульс (кА² × с), t_откл = t_рз+ t_св = 0,1 + t_св

I_t - ток термической стойкости (кА)

t - время  действия тока термической стойкости  (с) 

Т_а - время затухания апериодической составляющей тока (с)

6. По вторичной  нагрузке:

R_2pacч ≤ R_2ном

Расчет вторичной  нагрузки трансформатора тока целесообразно  вести в табличной форме.

Выбор трансформатора тока на напряжение 110 кВ

Таблица 11 - Трансформатор тока

Расчетные данные	Каталожные данные
	ТГФ – 110 – У1
1. По напряжению Uуст ≤ Uном
Uуст = 110 кВ	Uном = 110 кВ
2. По току  Iнорм ≤ Iном , Imax ≤ Iном
Iнорм = 700 А Imax = 737 А	I1ном = 1600 А I2ном = 5 А
3. На электродинамическую стойкость iу ≤ iдин ;
iу  = 32,86 кА	iдин = 170 кА
4. На термическую стойкость Вк.расч ≤ Вк.зав
Вк.расч = Iпо2 × (tотк + Tа ) = 46,19 кА2 ×с	Вк.зав = It2 × t = 162 × 3 = 768 кА2 ×с
5. По сопротивлению вторичной нагрузки r2.расч ≤ r2.ном
r2.расч = 0,77 Ом	r2.ном = 2,4 Ом

Примечание: ТГФ – трансформатор тока  элегазовый , в фарфоровом

                                  корпусе;

                       110 – номинальное напряжение, кВ;

                        У1 - климатическое исполнение и категория размещения

                               (наружная установка) 

Таблица 12 - Вторичная нагрузка ТА

Прибор	Тип	Нагрузка по фазам (ВА)
		А	В	С
Амперметр	Э-335	0,5	0,5	0,5

 

Расчет сечения  кабеля для ТГФ - 110

 

 

Расчет ведется  в следующем порядке:

1. Определяем  сопротивление приборов:

R_приб = S_приб / I²_2ном

где: S_приб – суммарная мощность потребляемая токовыми обмотками

                     приборов, ВА

        I²_2ном – номинальный вторичный ток, А

        R_приб = 0,5 / 5² = 0,02 Ом

2. Определяем  допустимое сопротивление для  ТА:

R_2ном = S_2ном / I²_2ном

где: S_2ном – номинальная вторичная мощность ТА по каталогу в выбранном   

                  классе точности, ВА.

R_2ном = 60 / 5² = 2,4 Ом

3. Применяется  сопротивление контактов:

А) если число  приборов до 3х, то R_конт = 0,05 Ом.

Б) если число  приборов свыше 3х, то R_конт = 0,1 Ом.

4. Определяем  сопротивление жилы измерительного  кабеля:

R_пр = R_2ном – (R_приб + R_конт) = 2,4 – (0,02 + 0,05) = 2,33 Ом

5. Определяем  сечение жилы измерительного  кабеля:

g = (ρ×ℓ_расч) / R_пр

где: ℓ_расч – расчетная длина измерительного кабеля от ТА до приборов, зависит

                от схемы соединения ТА.

 g = (0,0175 ×100) / 2,33= 0,751мм²

По условию механической прочности сечение не должно быть меньше для медных – 2,5мм²

Выбираем: КВВГ – 2,5мм²   

6. Определяем действ. сопротивление

r _{пров.дейст} = (ρ×ℓ_расч) / q_д = (0,175×100)/2,5 = 0,7 Ом

7. Определяем  r_2.расч

 r_2.расч = r_приб + r_пров + r_конт  = 0,02+0,05+0,7 = 0,77 Ом

Рисунок 17 - Схема подключения приборов к  ТА.

 

Выбор трансформатора тока на напряжение 220 кВ

Таблица 13 - Трансформатор тока

Расчетные данные	Каталожные данные
	ТГФ – 220 – У1
1. По напряжению Uуст ≤ Uном
Uуст = 220 кВ	Uном = 220 кВ
2. По току  Iнорм ≤ Iном , Imax ≤ Iном
Iнорм = 536 А Imax = 804 А	I1ном = 1000 А I2ном = 5 А
На электродинамическую стойкость iу ≤ iдин ;
iу  = 50,0 кА	iдин = 125 кА
4. На термическую стойкость Вк.расч ≤ Вк.зав
Вк.расч = Iпо2 × (tотк + Tа ) = 258,79 кА2×с	Вк.зав = It2 × t = 502 × 3 = 7500 кА2 *с
5. По сопротивлению вторичной нагрузки  r2.расч ≤ r2.ном
r2.расч = 0,77 Ом	r2.ном = 1,2Ом

 Примечание: ТГФ – трансформатор с элегазовой изоляцией фарфоровый.

 

Расчет ведется  аналогично первому.

Таблица 14 –  Приборы в цепи автотрансформатора

Приборы	Тип	Нагрузка, ВА
		А	В	С
Амперметр в каждой фазе	Э-350	0,5	0,5	0,5
Ваттметр	Д-335	0,5	-	0,5
Варметр	Д-335	0,5	-	0,5
Итого		1,5	0,5	1,5

 

 

r_приб = S_приб / I_2ном² = 1,5 / 5² = 0,06 Ом

r_пров = r_2.ном - r_приб - r_конт = 0,8 – 0,06 – 0,05 = 0,69 Ом

r_конт = 0,05 Ом , так как число приборов больше 3

q = ρ× ℓ_расч  / r_пров = 0,0175 ×150 / 0,69 = 3,8 мм²

так как условие  прочности выполняется для меди не более 6 мм² примем стандартное 4 мм² марки КВВГ-4.

r_{пров.действ} = ρ × ℓ_расч  / q_станд = 0,0175 × 150 / 4 = 0,66 Ом

r_2.расч = r_приб + r_пров + r_конт = 0,06 + 0,66 + 0,05 = 0,77 Ом

Покажем схему  подключения приборов в цепи автотрансформатора на рисунке 18, согласно таблице 14.

Рисунок 18 –  Схема подключения приборов на ТА 220кВ.

Выбор трансформатора тока на напряжение 13,8 кВ

Таблица 15 –  Выбор трансформатора тока на 13,8 кВ

Расчетные данные	Каталожные данные
	ТШЛ – 20Б
1. По напряжению Uуст ≤ Uном
Uуст = 13,8 кВ	Uном = 20 кВ
2. По току  Iнорм ≤ I1ном , Imax ≤ I1ном
Iнорм = 6702 А Imax = 7054,7 А	I1ном = 8000 А I2ном = 5 А
3. На термическую стойкость  Вк.расч ≤ Вк.зав
Вк.расч = Iпо2 × (tотк + Tа ) =2410,85 кА2 ×с	Вк.зав = It2 × t =1202 × 3 = 43200 кА2 ×с
5. По сопротивлению вторичной нагрузки  r2.расч ≤ r2.ном
r2.расч = 0,94 Ом	r2.ном = 1,2 Ом

Примечание: ТШЛ-20Б

                      Т – трансформатор тока; 

                     Ш – шинный;

                     Л – с литой изоляцией

                     20 – номинальное напряжение, кВ

 

 

 

Таблица 16 –  Вторичная нагрузка трансформатора тока в цепи генератора

Приборы	Тип	Нагрузка, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э-350	0,5	0,5	0,5
Ваттметр	Д-335	0,5	-	0,5
Варметр	Д-335	0,5	-	0,5
Счетчик акт. энергии	СЭЗ-И680	2,5	-	2,5
Приборы	Тип	Нагрузка, ВА
		А	В	С
Датчик акт. мощности	Е-829	1,0	-	1,0
Датчик реакт. мощности	Е-830	1,0	-	1,0
Ваттметр регистрирующий	Н-348	10	-	10
Амперметр регистрирующий	Н-394	-	10	-
Итого		16	10,5	16

 

r_приб = S_приб / I_2ном² = 16 / 5² = 0,64 Ом

r_пров = r_2.ном - r_приб - r_конт = 1,2 – 0,64 – 0,1 = 0,54 Ом

q = ρ × ℓ_расч  / r_пров = 0,0175 × 40 / 0,64 = 1,09 мм²

принимаем контрольный кабель марки КВВГ-2,5.

r_{пров.действ} = ρ × ℓ_расч  / q_станд = 0,0175 × 40 / 2,5 = 0,28 Ом

r_2.расч = r_приб + r_пров + r_конт = 0,56 + 0,28 + 0,1 = 0,94 Ом

Изобразим схему  подключения приборов в цепи генератора на рисунке 19, согласно таблице 16.

Рисунок 19 –  Схема подключения приборов на ТА 13,8кВ

 

5.3 Выбор  трансформаторов напряжения и  разработка схем подключения  приборов

 

Трансформаторы  напряжения выбираются:

1. по номинальному  напряжению:    U_уст  ≤ U_ном

2. по конструкции  и схемам подключения обмоток

3. по классу  точности

4. по вторичной  нагрузке:    S_2рacч ≤ S_2ном

где: S_2рacч - суммарная мощность всех катушек напряжения, подключенных к

                  трансформатору напряжения приборов.

        S_2ном - вторичная номинальная мощность трансформатора напряжения в

                  выбранном классе точности.

Так как трансформаторы напряжения устанавливаются в цепях  генератора; на сборных шинах распределительного устройства, то к нему подключаются приборы всех присоединений этого РУ.

 

 

 

 

 

Выбор трансформатора напряжения на напряжение 220 кВ

Таблица 17 – Выбор трансформатора напряжения на 220 кВ

Расчетные данные	Каталожные данные
	3НОГ-М-220 У1
1. По напряжению Uуст ≤ Uном
Uуст = 220 кВ	Uном = 220 кВ
2. По классу точности 0,5
3. По мощности вторичной нагрузки  S2.расч ≤ S2.ном
S2.расч = 156,68 ВА	S2.ном = 400 ВА

3НОГ-М-220 У1- заземляемый однофазный трансформатор напряжения с газовой изоляцией.

З – заземляемый                                           М - модернизированый