microbik.ru
  1 2 3 ... 13 14

3. УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТНОЙ ПРОВЕРКЕ ТН

И ИХ ВТОРИЧНЫХ ЦЕПЕЙ

3.1. При новом включении ТН и при изменениях их схемы и вторичной нагрузки должна производиться расчетная проверка соответствия нагрузки требуемому классу точности, потери напряжения до наиболее удаленных нагрузок, а также предохранителей и автоматических выключателей во вторичных цепях напряжения.

3.2. Расчет нагрузки трансформаторов напряжения.

3.2.1. Расчет для определения нагрузки ТН следует выполнять по данным о потреблении отдельных реле и приборов, подключенных к цепям напряжения. Недостающие значения потребления отдельных реле, приборов или устройств должны быть измерены.

Потребление релейной и измерительной аппаратуры выражается в вольт-амперах (В-А). Для измерительных приборов оно обычно задается при Uном = 100 В, а для реле - и при других значениях напряжения. Для расчета потребление всей аппаратуры, включенной на линейное напряжение, должно быть приведено к напряжению 100 В, а аппаратуры, включенной на фазное напряжение, - к напряжению . Пересчет на расчетное напряжение производится по выражению

( 1 )

где - потребление при расчетном (линейном или фазном)

напряжении ;

- потребление, заданное при напряжении U

Это выражение составлено исходя из условия постоянства сопротивления реле (прибора) при напряжении U и Uрасч

Если известно только сопротивление Z реле или прибора, то потребление определяется по выражению

( 2 )

3.2.2. Для расчета максимальной нагрузки вторичных обмоток ТН, соединенных в звезду, должны быть определены суммарные нагрузки, включенные на междуфазные напряжения {Sав, Sвс, Sса ) и на фазные напряжения ( Sа, Sв Sс; ).

В расчет вводятся две наибольшие из междуфазных



- 15 -

нагрузок и наибольшая фазная нагрузка (обозначаются соответственно )

Нагрузка наиболее загруженной фазы ТН Sн.ф. определяется. по выражению

( 3 )

где

При отсутствии нагрузок, включенных на фазные напряжения,

Sф=0

Пояснения к выражению (3) приведены в приложении 3.

3.2.3. При соединении вторичных обмоток однофазных 'ТН в звезду нагрузка, подсчитанная для наиболее загруженной фазы по выражению (3), должна сопоставляться с мощностью одной фазы трансформаторов в требуемом классе точности

При питании вторичной нагрузки от трехфазного ТН его мощность в требуемом классе точности сопоставляется с утроенной мощностью нагрузки наиболее загруженной фазы, подсчитанной по выражению (3)

3.2.4. При соединении двух ТН в открытый треугольник (см. рис.II.9,а) нагрузка наиболее загруженного ТН определяется также по выражению (3). При этом принимается равной , а наибольшая из нагрузок (см. приложение 3).

3.2.5. Нагрузка дополнительных обмоток ТН 35 кВ и выше, состоящая из реле блокировки (см. рис. II5 и II7) и устройств синхронизации (на ТН 110 кВ и выше) может также определяться по выражению (3). Однако расчет мощности этой нагрузки обычно не производится, так как она всегда намного меньше мощности дополнительных обмоток.

Мощность нагрузки Sно цепи 3Uо приводится, согласно выражению (I), к напряжению 100 В.

Для трехфазных ТН она сопоставляется с мощностью трансформатора в классе точности 3. С мощностью однофазных ТН. в том же классе точности 3 сопоставляется суммарная мощность нагрузки цепи 3Uо и основной обмотки.

При этом для сетей с изолированной нейтралью расчетным является однофазное замыкание на землю, при котором одна из фаз ТН зашунтирована на стороне ВН и вся нагрузка получает питание от двух других фаз.

- 16 -

При этом напряжение на них и нагрузка .

Нагрузка основной обмотки остается без изменений и подсчитывается по выражению (3).

Суммарная нагрузка ТН будет

( 4 )

В сетях с заземленной нейтралью суммарная нагрузка ТН наибольшая при двухфазном КЗ на землю, при котором зашунтированы две фазы ТН и вся нагрузка питается от третьей фазы. Нагрузка основной обмотки при этом снижается, так как две междуфазные нагрузки, присоединенные к оставшейся в работе фазе, оказываются включенными на фазное напряжение, вследствие чего каждая из них уменьшается в три раза. Обозначая эти междуфазные нагрузки и можно записать выражение для определения суммарной нагрузки ТН в следующем виде:

( 5 )

Примеры расчета нагрузки ТН приведены в приложении 3 (примеры 1, 2 и 3).

3.3. Расчет потерь напряжения.

3.3.1. Для определения потерь напряжения должны быть известны сопротивления жил кабелей и токи нагрузки в цепях напряжения.

Сопротивление жил кабелей измеряется или определяется по формуле

( 6 )

где - длина кабеля, м;

- удельная проводимость, принимаемая для меди равной 57 и для алюминия - 34,5;

- сечение кабеля,

Токи нагрузки определяются по наибольшим значениям потребляемой мощности аппаратуры, питающейся по данному кабелю, и могут быть подсчитаны для любого кабеля по выражениям (3) и (5).


- 17 -

Для вычисления тока нагрузки следует разделить полученное значение потребляемой мощности на напряжение, которому соответствует эта мощность.

При соединении ТН в открытый треугольник наибольший ток будет в фазе в, поэтому мощность должна определяться по нагрузкам, присоединенным к этой фазе (Saв и Sвс)

3.3.2. Потери напряжения определяются как падение напряжения в последовательно соединенных кабелях в цепях основных обмоток трансформатора напряжения по выражению

( 7 )

где - токи в последовательно соединенных п кабелях.;

- коэффициенты для пересчета фазного падения напряжения на линейное; при питании нагрузки со трем фазам коэффициент равен , а при питании по двум жилам кабеля нагрузки, включенной на линейное напряжение, - 2.

Определение потерь линейного, а не фазного напряжения производится потому, что потери линейного напряжения в вольтах равны потерям напряжения в процентах.

В цепи 3Uо обычно последовательно соединены не более двух кабелей:

, (8)

где коэффициентом 2 учитывается обратный провод.

З.З.З. При необходимости прокладки нового кабеля в цепях напряжения (например, для питания новых нагрузок) сечение его жил должно выбираться по допустимый потерям напряжения. Если кабель присоединяется непосредственно к ТН, то для цепи основных обмоток

( 9 )

где Uдоп - допустимая для новой нагрузки потеря напряжения;

Iнагр - ток новой нагрузки.
Для цепи 3Uо ( 10 )

- 18 -

Если новый кабель присоединяется к ТН через другие питающие кабели, то вместо в выражениях (9) и (10) следует подставлять , где потери напряжения в питающих кабелях.

По полученному значению с помощью выражения (6) вычисляется сечение жил кабеля q

Применение рекомендуемой методики расчета потерь напряжения показано в примерах 4,5 в 6 приложения 3.

3.4. Расчетная проверка предохранителей и автоматических выключателей

3.4.1. Номинальный ток расцепителя автоматического выключателя или плавкой вставки предохранителя должен быть не менее наибольшего возможного тока длительной нагрузки в его цепи. Последний должен определяться в учетом возможного увеличения нагрузки при резервировании другого ТН.

Кроме того, ток, соответствующий отключающей способности предохранителя, или максимальный допустимый при КЗ ток расцепителя автоматического выключателя должен быть не менее максимального тока КЗ в месте установки этого защитного аппарата.

При малых значениях тока нагрузки, как, например, у трансформаторов напряжения 6-20 кВ, работающих в классе точности 0,5 и 0,2 в цепи питания счетчиков или в цепи дополнительных обмоток, соединенных в разомкнутый треугольник, номинальный ток пре­дохранителя или автоматического выключателя сопоставляется только с его отключающей способностью.

Для обеспечения надежного действия предохранителей номинальный ток плавких вставок должен быть меньше минимального значения тока КЗ не менее чем в 4-5 раз.

Коэффициент чувствительности электромагнитного расцепителя (отсечки) автоматического выключателя (отношение минимального значения тока КЗ к наибольшему току срабатывания этого расцепителя должен быть не менее 1,5.

Наиболее широкое распространение для защиты трансформаторов напряжения получили автоматические выключатели АП50 с электромагнитным и тепловым расцепителями (см. приложение 3).

3.4.2. Особенности применения автоматических выключателей в цепи основных обмоток:

- 19 -

- при включении на линию электромагнитных ТН типа НКФ должна учитываться необходимость отстройки отсечки автоматического выключателя от бросков емкостного тока, возникающих при снятии напряжения с линии. Эти токи кратковременно проходят во вторичных цепях по автотрансформаторам, предназначенным для регулирования уставок дистанционных защит, и могут быть порядка 50-60 А.

Для предотвращения отключения автоматических выключателей при указанных бросках емкостного тока ток срабатывания электромагнитного расцепителя следует принимать равным

( 11 )

где - максимальное значение броска емкостного тока во вторичных цепях;

Kн - коэффициент надежности, равный 1,3. При кратности срабатывания 3,5 номинальный ток расцепителя должен быть
( 12 )

Эффективность такой отстройки от бросков емкостного тока должна проверяться при наладке;

- номинальный ток неселективного автоматического выключателя, устанавливаемого на щите в цепи удаленных нагрузок, рекомендуется всегда принимать равным 2,5 А. При этом обеспечивается надежная работа электромагнитного расцепителя при КЗ за сопротивлением проводов (в одной фазе) до 3 Ом. Поскольку при КЗ за таким сопротивлением напряжение в месте установки автоматического выключателя будет выше 0,9 Uном вполне допустима ликвидация более удаленных КЗ с помощью теплового расцепителя, который надежно срабатывает при повреждении за кабелем с жилами сечением 1,5 мм2 длиной до 650 м.

В то же время максимальное значение тока КЗ за этим автоматическим выключателем всегда будет меньше допустимого по его отключающей способности ( Iкзмакс = 400 А), так как согласно "Методическим указаниям по эксплуатации автоматических воздушных выключателей серии АП50" (СЦНТИ ОРГРЭС, 1975), полное сопротивление одного полюса автоматического выключателя АП50


- 20 -

с электромагнитным и тепловым расцепителями на номинальный ток 2,5 А составляет 0,32 Ом.

3.4.3. Особенности применения и расчетной проверки автоматических выключателей в цепи дополнительных обмоток:

- поскольку ток нагрузки в проводах и. ,ф обычно не превышает I А, в этих цепях, как правило, устанавливаются автоматические выключатели с Iном = 2,5 А. Проверка применимости этих выключателей по отключающей способности не требуется. Такая проверка должна производиться только для автоматических выключателей без теплового расцепителя. При этом для ТН с номинальным напряжением дополнительных обмоток 100/3 В в связи с малым значением сопротивления Zк необходимо при определении тока КЗ учитывать сопротивление проводов от выводов ТН до автоматического выключателя;

- в цепи 3Uо (в проводе н ) ТН до 35 кВ (см.рис.П12) должен устанавливаться автоматический выключатель только с тепловым расцепителем, чтобы не разрывать цепь 3Uо при повреждении между проводами н-и. . При отсутствии провода и (например, в схеме на рис.П11) автоматический выключатель в цепи 3Uо может иметь только электромагнитный расцепитель.

3.4.4. Для оценки чувствительности автоматических выключателей и предохранителей определяется минимальное значение тока КЗ в наиболее удаленных точках цепей напряжения. Рекомендации по выполнению расчета тока КЗ приведены в приложении 3.

Коэффициент чувствительности вычисляется по выражению

( 13 )

или для автоматических выключателей АП50

( 14 )

В тех случаях, когда электромагнитный расцепитель автоматического выключателя при КЗ за кабелем удаленной нагрузки (измерительные приборы, цепи синхронизации) окажется нечувствительным, допустимо ликвидировать повреждение за этим кабелем с помощью теплового расцепителя, если при минимальном токе при этом повреждении напряжение на щите (в начале кабеля удаленной нагрузки) будет не ниже 0.9Uном. При более глубоком снижении напряжения или


- 21 -

при недостаточной чувствительности теплового расцепителя (K4<1,5) необходима установка неселективного автоматического выключателя в цепи этого кабеля.

Надежность действия теплового расцепителя должна быть

( 15 )

Ликвидация КВ даже на наиболее удаленных панелях реле защиты и автоматики с помощью теплового расцепителя недопустима. Поэтому при недостаточной чувствительности электромагнитного расцепителя следует для повышения коэффициента чувствительности до Kн > 1,5 увеличить ранее выбранное сечение жил кабеля до этой панели либо установить в цепях кабелей, питающих панели защиты, неселективные автоматические выключатели.

Расчетная проверка предохранителей и автоматических выключателей во вторичных цепях разных ТН приведена в примерах 7,8 и 9 приложения 3.


<< предыдущая страница   следующая страница >>