Файл: Шаповалов, Б. Т. Электрооборудование насосных станций учебное пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 135
Скачиваний: 0
■ Р г н о м .т .т ^ ^ г т .т , где Р 2т.т — действительная мощность, которая должна быть получена со вторичной обмотки трансформатора или Z2hom^ Z 2 (если подключаемая ко вторичной обмотке нагрузка z2 задана в Омах).
Выбранный трансформатор тока проверяют на термическую и электродинамическую устойчивость при коротких замыканиях. Его термическая устойчивость характеризуется односекундным током короткого замыкания, определяемым из выражения
== /43) ] / - /С т/ t
Здесь /Ст — коэффициент термической устойчивости трансфор матора тока.
Полученное значение должно быть меньше или равно приведенно му в каталоге, т. е. / ю расч^Лс кат-
Электродинамическую устойчивость трансформатора тока опре
деляет динамический коэффициент (/СДШ1); KJWH= ip(3'>lY2 -IlmM- Необходимо, чтобы Адин.расч^ Адин.катПроходные трансформаторы проверяют также на усилие, создаваемое на колпачке изолятора трансформатора тока при протекании ударного тока короткого за мыкания. Действующая на колпачок сила F зависит от рас стояния между фазами а и расстояния b от колпачка до ближайше го опорного изолятора:
_ |
(з)2 |
b |
F — l,76ip |
---- 10-2 кг |
|
|
|
а |
Пр(3)2 — кА, b и а — см). Необходимо, чтобы ЕРаоч^Дкат.
П р и м е р . Выбрать и проверить на устойчивость при коротких замыканиях трансформаторы тока в цепи трансформатора собст венных нужд насосной станции (по условиям эксплуатации транс форматор может быть длительно перегружен на 18%). Трансфор маторы тока выбрать с двумя сердечниками: один из сердечников — для питания токовых обмоток приборов (см. рис. 106), второй —
для подключения релейной защиты |
максимального тока. |
По счет- |
|
|
|
Т а б л и ц а 5 |
|
Нагрузки, создаваемые последовательными обмотками приборов |
|||
|
|
Нагрузка, ВА |
|
Прибор |
Тип |
фаза А |
фаза С |
|
|
||
Амперметр |
Э762 |
3 |
О |
Ваттметр |
Д722 |
5 |
|
Счетчик трехфазный (двух |
САЗУ |
0,525 |
0,525 |
элементный) |
|
|
|
И т о г о . . . |
|
8,525 |
5,525 |
165
чику будут производиться денежные расчеты. Нагрузки, создавае мые последовательными обмотками подключенных приборов, при ведены в табл. 5.
Для соединения трансформаторов тока с измерительными при борами применен медный провод сечением q = 2,5 мм2*. Расстояние от места установки трансформаторов тока до щита, на котором рас положены измерительные приборы / = 25 м, напряжение установки 10 кВ. Ток нагрузки трансформатора собственных нужд (трансфор
матор ТМ4000/10) равен / 1ном = 4000/уЗ-10= 231 А. Поскольку по условиям эксплуатации возможна длительная перегрузка транс форматора на 18%, то максимальный ток первичной обмотки цепи будет равен /такс = /том -1,18 = 231-1,18 = 273 А. Расстояние между соседними фазами установки а = 40 ем. Расстояние между транс форматорами тока и ближайшими опорными изоляторами 6 = 50 см. Токи короткого замыкания установки /"<3) = 40 кА, Iоо(3) = 28 кА. Про должительность действия основной защиты трансформатора собст венных нужд £р= 0,25 с. Выключатель в цепи трансформатора обыч ного типа (^в = 0 , 2 с).
Р е ш е н и е . В соответствии с основными заданными параметра-- ми цепи выбираем трансформатор тока ТПФМ-10 с двумя сердеч никами. Сопоставляем расчетные и гарантируемые по каталогу значения:
Р а с ч е т н ы е п а р а м е т р ы |
П а р а м е т р ы |
||||
|
|
|
т р а н с ф о р м а т о р а |
||
|
|
|
т о к а ТПФМ-10 |
||
Рцом.уст^Ю кВ |
Ни ом “ Ю кВ |
||||
Л м а к с = 273 |
А |
1\поы—300 |
А |
||
г2= г2=0,576 |
Ом |
Z2HOM(0,5)= 0,6 Ом, |
Z2hom(3)= |
||
/4,3) =104 |
кА |
|
= 1,2 Ом |
|
|
|
Каш ■]'2?!„ом = 165■f2 ■0,3= |
||||
282.0,532 = 417кАс |
|||||
= 69,7 кА |
|
||||
|
|
|
|
||
А=1,7& 4 3 )— |
10-2= |
( К Г - Л Ном)2= (75-0,3)2.1 = |
|||
р |
а |
|
= 507 кА2 с |
||
|
50 |
|
|||
= 1,76-(40)2 — -10-2 = |
Д=150 кг |
|
|||
|
40 |
|
|
||
= 35,2 кг |
|
|
|
||
Ад— коэффициент динамической устойчивости трансформаторов тока;
н( —коэффициент термической устойчивости трансформатора.
Пр и м е ч а н и я : 1. Выражения, характеризующие динамическую и термическую ус тойчивость трансформатора тока, записаны для удобства в виде общих условий. Легко
убедиться, что проверка устойчивости (путем сравнения расчетных коэффициентов с ката ложными) в форме, приведенной выше, даст тот же качественный результат.
2. Вследствие относительно большой мощности сердечника класса 3 соответствие его гарантированной мощности расчетной не проверяется.
Так как наиболее загруженным оказывается трансформатор тока фазы А, то на нагрузку, создаваемую приборами этой фазы, и будем вести расчеты (SA npH6 = 8,525 ВА)
166
Определим полную нагрузку трансформатора тока фазы А:
|
2 Г приб — |
25 А приб |
8,525 |
0,34 |
Ом. |
|
|
|
|
/ 2 |
~52 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
Вычислим для заданных |
условий |
сопротивление |
соединительных |
|||||
проводов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г пров |
К1 |
К1 |
V 3 • 25 |
- 0 ,3 3 Ом. |
|
|
|
|
р — |
= — |
53-2,5 |
|
|
|||
|
|
q |
yq |
|
|
|
|
|
Тогда полная расчетная нагрузка для |
наиболее нагруженного |
|||||||
трансформатора тока фазы А будет |
|
|
|
|
||||
г = 2/"приб +- /"пров |
/"конт == 0,34 -j- 0,33 -f- 0,1 = |
0,77 |
Ом. |
|
||||
Сравнивая полученное значение полной расчетной нагрузки |
(г) |
|||||||
с допустимой в заданном |
классе |
точности (z2h0m(o,5)) , видим, что |
||||||
r > z 2ном(о,5) |
(0,77>0,6). |
Таким |
образом, |
необходимое |
условие |
|||
^ ^ Z 2 hom(o,5) |
оказывается не выдержанным. |
Если допустить на выб |
||||||
ранный трансформатор тока полученное значение |
расчетной |
на |
||||||
грузки, то его класс точности (0,5) снизится. Следовательно, |
по |
|||||||
условиям нагрузки необходимо либо выбрать более мощный транс форматор, либо уменьшить расчетную нагрузку.
Используем вторую возможность. Выберем соединительные про
вода |
большого стандартного сечения |
|
(q = 6 |
мм2). Тогда |
гпр0в = |
= - ^ |
25- = 0,136 Ом и г = 0,34 + 0,136 |
+ 0,1=0,576 Ом. Так |
как в |
||
53-6 |
|
то |
необходимое условие |
||
данном'случае г < г 2Ном(о,5) (0,576<0,6), |
|||||
удовлетворено, и выбранный трансформатор тока будет работать
в заданном классе точности (0,5). |
тока короткого замыкания, ха |
|
Вычисляем ударное значение |
||
рактеризующее динамическую |
устойчивость |
трансформатора |
/р(3)= 2,55 /"(3) = 2,55-40= 104 кА. |
Вычисляем |
значение Iоо(3)2^ф, |
характеризующее термическую устойчивость трансформатора, для чего предварительно определяем
э" = |
7"(3)//<13>= |
40/28 — 1,43 и t = tp + |
tB = 0,25 + 0,2 — 0,45 |
с. |
|
По кривым фиктивного времени для полученных значений |
р" |
и t |
|||
определяем /ф.п = |
0,43 с и в соответствии с формулой (83), |
опреде |
|||
ляем |
фиктивное |
время апериодической |
составляющей /ф.а= 0,05, |
||
|3"2 = |
0,05- (1,43) 2 = 0,102 с. Тогда *ф = /ф.п + |
* ф .а = 0 ,43 + 0,102 = |
0,532 с. |
||
Таким образом, / оо<3)2-^ф= (28)2-0,532 = 417 кА2 с.
Сравнивая расчетные значения, характеризующие термическую и динамическую устойчивость необходимого трансформатора с со ответствующими данными трансформатора, выбранного по ката логу, видим, что последний не удовлетворяет условию динамиче ской устойчивости.
Возьмем другой, более устойчивый в динамическом отношении трансформатор тока, например ТПФМУ-10. Сопоставляем расчет ные и гарантируемые каталогом параметры трансформаторов:
167
Р а с ч е т н ы е п а р а м е т р ы |
П а р а м е т р ы |
|
|
т р а н с ф о р м а т о р а |
|
|
т о к а ТПФМУ-10 |
|
|
t/,IOM= 10 кВ |
|
|
/ 1пОм = 300 А |
|
|
2 2 ном(0,5) —0,6 ОМ, Z2hom(3)— |
|
|
_=1,2 |
Ом |
|
Л'дин |2 / 1ном =250}- 2-0,3 = |
|
= 417 кА2 с |
= 105,5 кА |
|
(At/inoM2) - t = |
(80-0,3)2-1 = |
|
F —35,2 кг |
= 576 |
кА2 с |
|
F= 150 кг |
|
Из сравнения этих данных видно, что выбранный трансформатор тока удовлетворяет всем необходимым условиям.
§ 41. ТРАНСФОРМАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ
Трансформаторы напряжения предназначены для снижения на пряжения (пропорционально коэффициенту трансформации), под водимого к параллельным обмоткам измерительных приборов и реле. Они используются в электрических установках переменного тока напряжением 380 В и выше. Вторичное их напряжение (U2)
U?
К трансфер'-- матару
тока
Рис. 107. Однофазный трансформатор напряжения и векторная диа грамма его напряжений:
1 — стальной сердечник, 2 — первичная обмотка, 3 ~~ вторичная обмотка
обычно равно 100 В. Принцип действия трансформаторов напряже ния практически не отличается от принципа действия силовых трансформаторов. Трансформаторы напряжения имеют незначи тельную мощность (десятки или сотни Ватт), и поэтому ток их пер вичной обмотки мал. Они могут быть одно-или трехфазными.
На рис. 107 показана схема устройства однофазного трансфор матора напряжения и векторная диаграмма его напряжений. Транс
16 8
форматор состоит из замкнутого сердечника 1 , выполненного из тонких листов специальной электротехнической стали. На сердеч ник наложены две обмотки: первичная 2 и вторичная 3. Первичная обмотка состоит из большого числа витков (W\) тонкой медной про волоки с изоляцией. Число витков вторично обмотки W2 всегда значительно меньше, чем Wu выполнена она из того же материала, но имеет больший диаметр. Первичную обмотку подключают па раллельно к сети, напряжение которой должно быть измерено, ко вторичной обмотке присоединяют параллельные обмотки приборов и реле.
Важнейшие параметры трансформатора напряжения — коэф фициент трансформации и класс точности. Коэффициент трансфор мации (номинальный) указан на щитке трансформатора. Он пред-, ставляет собой отношение:
E/lHOM |
W l |
Дном — п |
~ ,v/ , |
с'гном |
И/2 |
где Uтом и U2 ном — номинальные первичные и вторичные напряже ния, на которые рассчитаны обмотки (значения этих напряжений также приводятся на щитке трансформатора). Трансформаторынапряжения вносят в измерения погрешности двух типов: в коэф фициенте трансформации (AU) и угловую погрешность 6 . Погреш ность в коэффициенте трансформации (AU) представляет собой разность между напряжением вторичной обмотки, приведенным к первичной обмотке и напряжением первичной обмотки, т. е.
± AU = С/2- Дном — £Д.
Знаки плюс или минус показывают, что полученное напряжение может быть больше или меньше его действительного значения. Та же погрешность может быть выражена в процентах от действи тельного значения измеряемого напряжения;
AU = и *К» ™ ~ и ‘ . 100%.
U i
Погрешность в коэффициенте трансформации зависит от различ ных причин, в том числе от качества стали сердечника, качества его сборки, площади его поперечного сечения. Эта погрешность влияет на точность измерения всех приборов, присоединенных ко вторичной обмотке трансформатора. Угловая погрешность пред ставляет собой угол сдвига между вектором напряжения Ui на зажимах первичной обмотки и вектором напряжения на зажимах вторичной обмотки U2 , повернутым на 180° (см. рис. 107). Угловая погрешность влияет на точность измерения только приборов ваттметрового типа (ваттметры, счетчики, фазометры, реле мощности и др.). Действительно, при наличии угловой погрешности изменяет ся угол сдвига между векторами напряжения и тока, следователь но, изменяется коэффициент мощности цепи (соэфг), что обуслов ливает ошибку приборов ваттметрового типа. Величина угловой по
169