Выбор трансформаторов тока 110 кв

Обновлено: 07.05.2024

Выбор трансформаторов тока 110 кВ.

В курсовом проекте рассмотрен вопрос модернизации открытого распределительного устройства 110 кВ ГПП-110/6/6 кВ «Сибирь» ОАО «Уралкалий». При проведении модернизации применено современное оборудование.

1. Описание объекта

В курсовом проекте рассмотрена только открытая часть 110 кВ главной понизительной подстанции 110/6/6 кВ «Сибирь», поскольку технические решения применены для 110 кВ морально и физически устарели и нуждаются в незамедлительной модернизации.

Однолинейная схема ОРУ-110 подстанции представлена в приложении №1. Подстанция является двухтрансформаторной схема 110 кВ выбрана типовой два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой (4Н).

В качестве выключателей на стороне 110 кВ используются отделители с короткозамыкателями, данные решения являются устаревшими и не являются надежными поскольку приводят как к ложным срабатываниям ОД-КЗ так и не успешным срабатываниям ОД-КЗ.

В ходе выполнения курсового проекта необходимо произвести замену устройств ОД-КЗ на современные высоковольтные выключатели 110 кВ.

Для защиты трансформатора и коммерческого учета электрической энергии на стороне 110 кВ используются трансформаторы тока типа ТВТ-110 встроенные в силовой трансформатор. Для защиты выключателей после модернизации необходимо установить трансформаторы тока таким образом, чтобы выключатель попадал в зону действии защит трансформатора, т.е. до выключателя.

Для контроля напряжения на секциях шин 110 кВ, а так же для организации коммерческого учета установлены измерительные трансформаторы напряжения типа НКФ-110 кВ.

Для защиты оборудования от перенапряжения в сети 110 кВ вызванных атмосферными явлениями установлены вентильные разрядники типа РВС-110 кВ. Данный вид оборудования сильно устарел.

Из вышеперечисленного следует, что для проведения реконструкции ОРУ-110 кВ подстанции необходимо выбрать следующее оборудование:

. Измерительные трансформаторы тока 110 кВ.

. Современные аналоги вентильных разрядников.

Остальное оборудование, установленное на напряжение 110 кВ данной подстанции на сегодняшний день в замене не нуждается, что подтверждено сравнением с современными аналогами оборудования и опытом эксплуатации данной подстанции.

выключатель трансформатор ограничитель подстанция

1.
Выбор выключателей 110 кВ

Перед проведением сравнительного анализа типов выключателей представленных на российском рынке необходимо определиться с номинальными параметрами электрооборудования.

При выборе высоковольтных выключателей и трансформаторов тока необходимо чтобы их характеристики удовлетворяли следующим условиям:

Где 6,25 кА ударный ток на стороне 110 кВ подстанции.

. Термическая стойкость в течении 3 с (время работы устройств РЗиА):

где 2,2 кА трехфазный ток короткого замыкания на стороне 110 кВ подстанции.

. Номинальный рабочий ток выбранного оборудования должен быть больше номинального тока присоединения. В нашем случае:

- для секционного выключателя.

- для вводных выключателей.

Требования, предъявляемые к выключателям, заключаются в следующем:

) надежность в работе и безопасность для окружающих;

) быстродействие - возможно малое время отключения;

) удобство в обслуживании;

) сравнительно невысокая стоимость.

Применяемые в настоящее время выключатели отвечают перечисленным требованиям в большей или меньшей степени. Однако конструкторы выключателей стремятся к более полному соответствию характеристик выключателей выдвинутым выше требованиям.

Различают масляные выключатели двух видов - баковые и маломасляные. Методы деионизации дугового промежутка в этих выключателях одинаковы. Различие заключается лишь в изоляции контактной системы от заземленного основания и в количестве масла.

Маломасляные выключатели (горшковые) получили широкое распространение в закрытых и открытых распределительных устройствах всех напряжений. Масло в этих выключателях в основном служит дугогасящей средой и только частично изоляцией между разомкнутыми контактами.

Изоляция токоведущих частей друг от друга и от заземленных конструкций осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами.

Недостатки маломасляных выключателей: взрыво- и пожароопасность, хотя и значительно меньшая, чем у баковых выключателей; невозможность осуществления быстродействующего АПВ; необходимость периодического контроля, доливки, относительно частой замены масла в дугогасительных бачках; трудность установки встроенных трансформаторов тока; относительно малая отключающая способность.

В воздушных выключателях гашение дуги происходит сжатым воздухом при давлении 2-4 МПа, а изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами.

Элегаз (SF6 - шестифтористая сера) представляет собой инертный газ, плотность которого превышает плотность воздуха в 5 раз. Электрическая прочность элегаза в 2 - 3 раза выше прочности воздуха; при давлении 0,2 МПа электрическая прочность элегаза сравнима с прочностью масла.

В элегазе при атмосферном давлении может быть погашена дуга с током, который в 100 раз превышает ток, отключаемый в воздухе при тех же условиях.

В настоящее время элегазовые выключатели применяются на всех классах напряжений (6-750 кВ) при давлении 0,15 - 0,6 МПа. Повышенное давление применяется для выключателей более высоких классов напряжения.

Электрическая прочность вакуума значительно выше прочности других сред, применяемых в выключателях. Объясняется это увеличением длины среднего свободного пробега электронов, атомов, ионов и молекул по мере уменьшения давления. В вакууме длина свободного пробега частиц превышает размеры вакуумной камеры.

Надо отметить, что для изготовления оболочки вакуумной камеры применяются только специальные вакуумноплотные, очищенные от растворенных газов металлы - медь и специальные сплавы, а также специальная керамика. Контакты вакуумной камеры изготавливаются из металлокерамической композиции (как правило, это медь-хром в соотношении 50 %-50 % или 70 %-30 %), обеспечивающей высокую отключающую способность, износостойкость и препятствующей возникновению точек сваривания на поверхности контактов. Цилиндрические керамические изоляторы, совместно с вакуумным промежутком при разведенных контактах обеспечивают изоляцию между выводами камеры при отключенном положении выключателя.

В настоящее время вакуумные выключатели стали доминирующими аппаратами для электрических сетей с напряжением 6-36 кВ. Основными преимуществами ВВ (по сравнению с масляными и газовыми выключателями), определяющими рост их доли на рынке, являются:

более высокая надежность;

меньшие затраты на обслуживание.

С недавних пор вакуумные выключатели стали выпускать и на напряжение 110 кВ. И принимая во внимание все вышеперечисленные преимущества вакуума перед остальными видами дугогасящих сред, для установки на подстанции рассмотрим разработки различных производителей именно вакуумных выключателей.

Для сравнительного анализа рассмотрим вакуумные выключатели следующих производителей: ЗАО «Высоковольтный союз», ОАО «НПП «КОНТАКТ»», НПП «ЭЛВЕСТ».

ВРС-110 производства ЗАО «Высоковольтный союз»- первый вакуумный выключатель на напряжение 110 кВ с одним разрывом на фазу. Предназначен для коммутации электрических цепей переменного тока частоты 50(60) Гц с номинальным напряжением 110 кВ в нормальных и аварийных режимах, с заземленной нейтралью с коэффициентом замыкания на землю не более 1,4. Выключатель оснащается пружинным приводом.

Основные технические параметры:

Номинальное напряжение	110 кВ
Наибольшее рабочее напряжение	126 кВ
Номинальный ток отключения	2 500 А
Ток электродинамической стойкости	81 кА
Ток термической стойкости (3 с)	31,5 кА
Собственное время включения	не более 70 мс
Собственное время отключения	не более 45 мс
Полное время отключения	не более 60 мс
Коммутационный ресурс при номинальном токе	10 000 циклов ВО
Коммутационный ресурс при номинальном токе отключения	20 циклов ВО
Масса выключателя	1 500 кг

К основным преимуществам, прежде всего, следует отнести:

· минимум монтажа, так как выключатели поставляются полностью собранными и отрегулированными - заказчику остается только присоединить его к стойкам и присоединить (без регулировки) привод;

· механический ресурс до 10000 циклов ВО;

· коммутационный ресурс 20 циклов ВО при номинальном токе отключения 31,5 кА;

· коммутационный ресурс 10000 циклов ВО при номинальном токе;

· цельнолитая кремнийорганическая изоляция полюсов по сравнению с керамическими покрышками позволила значительно уменьшить массу и габариты выключателя, существенно повысить надежность изоляции;

· гарантийный срок эксплуатации 3,5 года со дня ввода в эксплуатацию.

Кроме того, конструкцией выключателей типа ВРС-110 обеспечивается:

· боковое размещение пружинного привода выключателей, обеспечивает хороший доступ к нему;

· возможность эксплуатации в широком температурном диапазоне от -60 С до +50 С;

ВБП-110III-31,5/2000 УХЛ1 производства ОАО «НПП «КОНТАКТ»».

Выключатель с пружинным приводом на номинальное напряжение 110 кВ частоты 50 Гц с усиленной изоляцией, наружной установки предназначен для работы в нормальных и аварийных режимах электрических сетей на открытых частях станций, с заземленной нейтралью с коэффициентом замыкания на землю не более 1,4.

Основные технические характеристики:

Номинальное напряжение, кВ
Номинальный ток, А
Номинальный ток отключения, кА	31,5
Номинальное напряжение постоянного (переменного) тока цепей питания и управления привода, В	110, 220 (230)
Сквозной ток короткого замыкания: - ток электродинамической стойкости, кА; - ток термической стойкости, кА; - время протекания тока термической стойкости, с	80 31,5 3
Диапазон рабочих температур окружающей среды, °С	+50/-60
Собственное время включения, мс, не более:
Собственное время отключения, мс, не более
Полное время отключения, мс, не более
Пружинный привод: Ток потребления электромагнита при напряжении пост.110/пост.220(перем230)В, А -включения -отключения -завода пружины включения -время заводки включающей пружины, с, не более	1,0/0,5(0,5) 1,0/0,5(0,5) 20/10(10) 10
Масса выключателей должна быть не более

ВБЭ-110 производства НПП «Элвест».

Вакуумный выключатель внутренней установки ВБЭ-110 с электромагнитным приводом - уникальная разработка НПП "ЭЛВЕСТ", не имеющая аналогов в России и странах СНГ. Аппарат предназначен для выполнения частых коммутационных операций в нормальных и аварийных режимах работы трансформаторов дуговых сталеплавильных печей на номинальное напряжение 110 кВ частоты 50 Гц и других электроустановок в достаточно жестких режимах (по 50-100 коммутаций в сутки).

Основные технические характеристики:

Параметр	Значение
Номинальное напряжение, кВ
Наибольшее рабочее напряжение, кВ
Номинальный ток, А	1250, 1600
Номинальный ток отключения, кА	5, 20, 31.5
Ресурс по механической стойкости, циклов ВО
Ресурс по коммутационной стойкости:
а) при номинальном токе, циклов ВО
б) при номинальном токе отключения, циклов ВО
Масса, кг

Для установки на подстанции примем выключатель типа ВРС-110 не уступающий по своим характеристикам остальным выключателям, имеющим один разрыв на фазу, что значительно повышает надежность выключателя.

Выбор трансформаторов тока 110 кВ.

Выбранные трансформаторы тока должны иметь две вторичные обмотки для организации коммерческого учета и защиты трансформатора.

При выборе трансформаторов тока помимо параметров сети указанных в пункте №2 данной работы так же необходимо учесть требуемый класс точности вторичных обмоток так для коммерческого учета это значение должно быть 0,5, а для устройств РЗиА класс точности допускается 10.

Сравним технические характеристики следующих трансформаторов тока на напряжение 110 кВ:

Трансформаторы тока типа ТБМО-110 УХЛ 1

Трансформаторы являются масштабными преобразователями тока и предназначены для питания электрических измерительных приборов и релейной защиты в электрических сетях переменного тока частоты 50 Гц с глухо заземленной нейтралью. Трансформатор предназначен для работы на открытом воздухе в районах с умеренным и холодным климатом. Трансформатор имеет одноступенчатую некаскадную конструкцию. Он состоит из активной части, помещенной в металлический корпус с трансформаторным маслом марки ГК. На верху корпуса расположена изоляционная покрышка с металлическим маслорасширителем и масляным затвором, защищающим внутреннюю изоляцию от увлажнения.

Основные технические параметры:

Параметры	Значение
Ном. напряжение, кВ
Наибольшее рабочее напряжение, кВ
Номинальная частота, Гц
Наибольший длительно допустимый ток первичной обмотки, А	160 - 1250
Номинальный вторичный ток, А	1; 5
Односекундный ток термической стойкости, кА	10 - 63
Ток электродинамической стойкости, кА	25 - 160
Количество вторичных обмоток
Назначение вторичной обмотки №1:	Для АИИС (АСКУЭ)
Назначение вторичной обмотки №2,	Для измерений
Назначение вторичной обмотки №3,4,5:	Для защиты
Обмотка №1 - класс точности / при нагрузке с cos f=1, ВА	0,2S/0.5-2.0
Обмотка №2 - класс точности / при нагрузке с cos f=0,8, ВА	0,5S/5-20
Обмотка №3,4,5 - класс точности / при нагрузке с cos f=0,8, ВА	5P/7.5-30
Масса трансформатора, кг
Верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха, °С	+45
Абсолютная минимальная температура окружающего воздуха, °С	-60
Вид внутренней изоляции	Маслобарьерная
Тип внешней изоляции	Фарфор
Гарантийный срок эксплуатации, месяцев
Срок службы, лет, не менее

Трансформаторы тока типа ТОГ-110 II

Измерительный трансформатор тока, благодаря использованию элегазового изоляционного наполнения, обеспечивает длительный срок эксплуатации (не менее 30 лет) и при этом практически не требует какого-либо сложного технического обслуживания. Трансформатор высоковольтный работает в широчайшем температурном диапазоне и может изготавливаться с различными коэффициентами трансформации.

Конструкция первичной обмотки позволяет получить различные коэффициенты трансформации при измерении количества витков путем последовательно-параллельного соединения секций первичной обмотки. Вторичные обмотки помещены в электростатические экраны, которые выравнивают внутреннее электрическое поле.

Основные технические параметры:

Номинальное напряжение Uном., кВ
Наибольшее рабочее напряжение Uнр., кВ
Номинальная частота fном., Гц
Номинальный первичный ток типоисполнения I1 ном., А	200; 300; 400; 500; 600; 800; 1000; 1200; 1500; 2000
Номинальный вторичный ток I2ном., А	1 или 5
Класс точности вторичных обмоток
-для измерения и учета	0,2S; 0,2; 0,5S; 0,5; 1; 3; 5
-для защиты	5P; 10P
Номинальная предельная кратность вторичных обмоток для защиты, Кном
Количество вторичных обмоток
-для измерений и учета	1 или 2
-для защиты
Габаритные размеры, мм
-ширина
-длина по выводам	898. 1150
-высота
Масса, кг, не более
Избыточное рабочее давление элегаза, МПа	0,15 ±0,01
Срок эксплуатации, лет

К установке на подстанции принимаем трансформаторы тока типа ТОГ-110 по следующим причинам:

. Элегаз служащий изоляционным материалом в трансформаторе позволит уйти от множества проблем связанных с эксплуатацией масляных трансформаторов.

. Возможность изменения коэффициента трансформации трансформаторов тока путем изменения количества витков первичной обмотки позволяет учесть возможное изменение нагрузки по подстанции как в большую так и в меньшую сторону.

Выбор трансформаторов тока и трансформаторов напряжения: формулы, расчет, схемы

Для контроля за режимом работы электроприемников, а также для производства денежного расчета с энергоснабжающей организацией применяются контрольно-измерительные приборы на подстанциях, присоединяемые к цепям высокого напряжения через измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Содержание

Выбор трансформаторов тока

Трансформаторы тока выбираются по номинальному напряжению, номинальному первичному току и проверяются по электродинамической и термической стойкости к токам короткого замыкания. Особенностью выбора трансформаторов тока является выбор по классу точности и проверка на допустимую нагрузку вторичной цепи.

Классы точности трансформаторов тока

Трансформаторы тока для присоединения счетчиков, по которым ведутся денежные расчеты, должны иметь класс точности 0,5.
Для технического учета допускается применение трансформаторов тока класса точности 1;
Для включения указывающих электроизмерительных приборов — не ниже 3;
Для релейной защиты — класса 10(Р).

Чтобы погрешность трансформатора тока не превысила допустимую для данного класса точности, вторичная нагрузка Z2 не должна превышать номинальную нагрузку Z2ном, задаваемую в каталогах.

Индуктивное сопротивление таковых цепей невелико, поэтому принимают Z2р = г2р. Вторичная нагрузка г2 состоит из сопротивления приборов г приб, соединительных проводов гпр и переходного сопротивления контактов гк:

Для определения сопротивления приборов, питающихся от трансформаторов тока, необходимо составить таблицу — перечень электроизмерительных приборов, устанавливаемых в данном присоединении.

Суммарное сопротивление приборов, Ом, рассчитывается посуммарной мощности:

В РУ 6—10 кВ применяются трансформаторы с /2ном = 5А; в РУ 110 — 220 кВ — 1 или 5 А. Сопротивление контактов ГК принимают 0,05 Ом при двухтрех приборах и 0,10 — при большем количестве приборов. Сопротивление проводов рассчитывается по их сечению и длине. Для алюминиевых проводов минимальное сечение — 4 мм2; для медных — 2,5 мм2.

Расчетная длина провода зависит от схемы соединения трансформатора тока и расстояния l от трансформатора до приборов:

при включении трансформаторов тока в неполную звезду;
21 — при включении всех приборов в одну фазу;
l — при включении трансформаторов тока в полную звезду.

При этом длина l может быть принята ориентировочно для РУ 6—10 к В:

Если при принятом сечении провода вторичное сопротивление цепи трансформаторов тока окажется больше ZHOU для заданного класса точности, то необходимо определить требуемое сечение проводов с учетом допустимого сопротивления вторичной цепи:

где р — удельное сопротивление.

Полученное сечение округляется до большего стандартного сечения контрольных кабелей: 2,5; 4; 6; 10 мм2.

Условия выбора трансформатора тока приведены в табл. 7.5. Дополнительно могут быть заданы: КТН = 1т.тн/УР21ном — кратность тока динамической стойкости трансформатора тока; КТ = /Т//|„ОМ — кратность тока термической стойкости; /i„OM — номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока.

Выбора трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения, предназначенные для питания катушек напряжения измерительных приборов и реле, устанавливают на каждой секции сборных шин. Их выбирают по форме исполнения, конструкции и схеме соединения обмоток, номинальному напряжению, классу точности и вторичной нагрузке.

Условия выбора трансформаторов напряжения

конструкция, схема соединения;
соблюдение условия Uc.ном = U1ном (где Uc.ном— номинальное напряжение сети, к которой присоединяется трансформатор напряжения, кВ;
U1.ном— номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора, кВ);
класс точности;
соблюдение условия S2 рас <S2 ном (где S2 рас— расчетная мощность, потребляемая вторичной цепью, В * A);
S2 ном— номинальная мощность вторичной цепи трансформатора напряжения, обеспечивающая его работу в заданном классе точности, В*А).

Для однофазных трансформаторов, соединенных в звезду, в качестве U необходимо взять суммарную мощность всех трех фаз, а для соединенных по схеме неполного открытого треугольника — удвоенную мощность одного трансформатора. В выбранном классе точности, если нагрузка (вторичная) превышает номинальную мощность, часть приборов подключают к дополнительно установленному трансформатору напряжения. Вторичная нагрузка ТН — это мощность приборов и реле, подключенных к ТН.

Для упрощения расчетов расчетную нагрузку можно не разделять по фазам, тогда

При определении вторичной нагрузки сопротивление соединительных проводов не учитывается, так как оно мало. Однако ПУЭ требует оценить потерю напряжения, которая в проводах от трансформаторов к счетчикам не должна превышать 0,5 %, а в проводах к щитовым измерительным приборам — 3 %. Сечение провода, выбранное по механической прочности, как правило, отвечает требованиям потерь напряжения.

Выбор типа трансформатора напряжения определяется его назначением. Если от ТН получают питание расчетные счетчики, то целесообразно использовать на напряжениях 6, 10, 35 кВ два однофазных трансформатора типа НОМ или НОЛ, соединенных по схеме открытого неполного треугольника.

Два однофазных ТН обладают большей мощностью, чем один трехфазный, а по стоимости на напряжения 6 и 10 кВ они примерно равноценны. Если одновременно с измерением необходимо производить контроль изоляции в сетях 6—10 кВ, то устанавливают трехфазные трехобмоточные пятистержневые трансформаторы напряжения серии НТМИ или группу из трех однофазных трансформаторов серии ЗНОМ или ЗНОУТ, если мощность НТМИ недостаточна.

При использовании трех однофазных трансформаторов, соединенных в звезду, нейтральная точка обмотки высокого напряжения ТН должна быть заземлена для правильной работы приборов контроля состояния изоляции

Для напряжения 110 кВ и выше применяют каскадные трансформаторы НКФ.

Надежность измерительных трансформаторов напряжения в сетях с изолированной нейтралью

Электрические сети 6-35 кВ Украины и стран СНГ выполнены с изолированной нейтралью. Эти сети при определенных токах замыкания на землю (для Uн=35 кВ – 10 А; Uн=10 кВ – 20 А; Uн=6 кВ – 30 А) должны иметь, как правило, реакторную или резистивную компенсацию нейтрали.

Основным преимуществом сетей с изолированной нейтралью является возможность обеспечивать длительное время потребителей электроэнергией даже при наличии «земли» в сети без их отключения. В то же время одним из основных недостатков является опасность возникновения (при малых токах замыкания на землю, равных 0,5-3,5 А) феррорезонансных процессов с последующим повреждением электромагнитных трансформаторов напряжения (ТН).

Феррорезонансные процессы (ФРП) в таких сетях, как показывает опыт эксплуатации и исследования, проведенные учеными «Львовской политехники», возникают во время появления и обрыва «земли» в сети (срабатывание разрядников, касание ветвями деревьев, обрыв троса фаз ЛЭП, стекание капель росы по изоляторам, особенно загрязненным, некоторым коммутационным переключениям, приводящим к изменению емкости в сети и т.д.).

В большинстве случаев эти ФРП проходят при частотах 17 и 25 Гц и сопровождаются протеканием через первичную обмотку ТН сверхтоков, которые на порядок и больше превышают допустимые для ТН токи, из-за чего первичные обмотки перегорают в течение нескольких минут. В эксплуатации имеют место случаи, когда первоначально по два-три раза (после замены) перегорает высоковольтный предохранитель 35 кВ, рассчитанный на номинальный ток срабатывания 2 А (это при том, что допустимый ток первичной обмотки ТН не превышает 60 мА), при этом повреждается ТН. Таким образом, имеют место неоднократные протекания больших токов через об-мотку ТН сверх допустимых, которые постепенно, за счет перегрева внутренних слоев, приводят к разложению изоляции и повреждению ТН.

В настоящее время, если судить по публикациям российских журналов, проводится большая работа по защите ТН от их повреждений в сетях.

Однако каждый из предлагаемых методов имеет свои недостатки и не в состоянии полностью решить проблему защиты ТН от воздействия ФРП. Кроме того, отсутствует возможность фиксации появления ФРП на участке сети с ТН.

С этой точки зрения наиболее эффективным способом подавления (а главное фиксацией времени и длительности) ФРП является устройство подавления резонанса (УПР), разработанное на кафедре электрических сетей «Львовской политехники», типа ПЗФ-5 (рис. 1, 2).

При возникновении феррорезонанса на выводах обмотки «разомкнутого треугольника» трехфазного ТН (или группы трех однофазных ТН) возникает напряжение нулевой последовательности 3U0 ? 100 В с субгармонической частотой (чаще всего 20-25 Гц).

После появления напряжения с субгармонической частотой устройство ПЗФ-5 с заданной задержкой времени однократно подключает к выводам обмотки «разомкнутого треугольника» резистор 5-6 Ом на время, заданное для гашения ФРП. Подключенный резистор обеспечивает срыв (погашение) феррорезонансных колебаний в течение t ?0,3 с, что исключает возможность термического повреждения обмоток ВН ТН феррорезонансными процессами.

У устройства ПЗФ-5 предусмотрено однократное его включение на заданное время с повторной готовностью к срабатыванию через заданное время. При длительном феррорезонансе предусмотрено повторное однократное срабатывание устройства с последующим запретом (блокированием) импульса гашения вплоть до ликвидации феррорезонанса, после чего устройство снова будет готово к работе. Это обеспечивает термическую стойкость резистора при многократных частых пусках устройства (например, при перемежающей дуге, частыми замыканиями на землю проводов сети ветками деревьев, порывами ветра и т.д.). Устройство формирует архив и отражает на дисплее 5 последних режимов феррорезонанса (срабатываний устройства). В «архиве аварий» устройства накапливается информация о дате и времени возникавших аварийных состояний, что дает эксплуатационным службам дополнительную информацию о состоянии сети в том или ином режиме. По анализу «архива» появляется возможность принять меры по повышению надежности сети в целом.

В настоящее время в системах установлено около 60 УПР. В сетях, где они установлены, информации о повреждениях ТН и неправильной работе ПЗФ не поступало.

Устройство представляет собой металлический ящик размерами 240х185х80 мм, к которому подводится питание ТН 100 В, 50 Гц и напряжение 3U0 от «разомкнутого треугольника», по которому и определяется наличие резонанса в сети. Устройство потребляет не более 10 ВА, устанавливается на панели релейной защиты и может работать при температуре окружающей среды от -55 0С до +60 0С. УПР ПЗФ-5 имеет кнопки вызова – ввода информации (с контролем информации по цифровому индикатору), проверки исправности (тестирования), а также контакты для запуска реле сигнализации при срабатывании (пуске) защиты или потере питания. Масса устройства 3 кг (рис. 3).

Прибор типа ПЗФ-5 обеспечивает защиту трансформатора напряжения от повреждения при феррорезонансных процессах. Вместе с этим нужно учитывать, что ПЗФ-5 может защитить ТН от повреждения только в том случае, если не менее 60% ТН в электрически связанной сети будет оборудовано устройством защиты от ФРП. Наиболее благоприятными условиями для предотвращения ФРП является оборудование такими устройствами 80-90% ТН в электрически связанной сети. Это необходимо потому, что вывод в ремонт одного ТН, оборудованного устройством ПЗФ, приведет к уменьшению общего процента оборудованных ТН, и условия для предотвращения ФРП соответственно ухудшатся.Разработчики и изготовители ТН, так же как и эксплуатационники, заинтересованы в безаварийной работе ТН и было бы целесообразно провести проверку работы устройства ПЗФ-5 в наиболее проблемных сетях, обобщить опыт работы и на его основе принять окончательное решение о целесообразности применения ПЗФ-5.

Выбор трансформатора тока 110 кВ

Трансформаторы тока ТФЗМ-110Б-III изготовлены в 2006г., предназначены для передачи сигнала измерительной информации приборам измерения, защиты, автоматики, сигнализации и управления в электрических цепях переменного тока частотой 50 или 60 Гц.

Т- трансформатор тока;

Ф- фарфоровая покрышка;

З- вторичная обмотка звеньевого типа;

ХХХ- номинальное напряжение, кВ;

Х- категория электрооборудования по степени загрязнения внешней изоляции (А,Б,В);

Х- номер конструктивного варианта исполнения;

Рис.6.3.1 Трансформатор тока

Основные технические характеристики

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Выбор измерительных трансформаторов тока:

Рассчитаем максимальный рабочий ток:

Где S_ном.тр – номинальная мощность силового трансформатора;

Проверка трансформаторов тока:

· На электродинамическую стойкость:

· На термическую стойкость:

Для правильной работы ТТ в заданном классе точности необходимо, чтобы мощность подключенных приборов ко вторичной обмотке ТТ не превышала номинальную вторичную нагрузку с учетом потерь в контрольном кабеле. Для этого требуется рассчитать его сопротивление.

Длина соединительных проводов от ТТ до приборов (в один конец) ориентировочно может быть принята в соответствии с таблицей 5.3.1.

Присоединение	Длина, м
Всех цепей РУ 10кВ 110 кВ	20-30 75-100

· На вторичную нагрузку

Проверка на вторичную нагрузку сводится к определению сечения проводов q. Трансформатор тока считается выбранным правильно, если q не превышает 10 мм 2

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5.4 Выбор трансформатора напряжения 110 кВ

Антирезонансный однофазный трансформатор напряжения «НАМИ 110»

УХЛ1 имеет каскадную конструкцию и состоит из двух ступеней в фарфо-ровых корпусах с метали-ческими фланцами.

Каждая ступень транс-форматора имеет по два магнитопровода, закре-пленных на соответс-твующих фланцах. Каждая ступень транс-форматора имеет компен-сатор давления, обеспе-чивающий компенсацию температурных измене-ний объема масла и защи-ту внутренней изоляции от увлажнения. Компен-сатор закрыт защитным колпаком с прорезью для контроля уровня масла. Трансформатор заполнен трансформаторным мас-лом ГК.

Описание, виды и перемещение трансформаторов тока 110 кВ

Силовой Содержание

Описание

Трансформатор тока 110 кВ выполнен в форме прямоугольника, где наверху размещается корпус, выполненный из металла. Крепится он на изолятор опорного типа, который монтируется на основную часть. В ней находится пульт для вторичных обмоток. Главная обмотка расположена непосредственно в корпусе, там же где и её вывод. Внутренняя часть корпуса полностью обрабатывается газом, который играет роль изолятора.

При монтировании первичной обмотки следует отталкиваться от коэффициента трансформации. Он необходим для корректировки витков, используя соединение последовательно-параллельного типа.

Обмотки второго уровня размещаются в экране электрической статики, которые помогают нормализовать магнитное поле внутри конструкции. Главная часть выполнена из сплава железа и нанокристаллов, защитные элементы – сталь анизотропного типа.

Различают такие виды трансформаторов переменного тока на 110 кв:

Масляный трехфазный двухобмоточный с мощностью 25000 кВА

Имеет защитные модели для регулировки напряжения и температуры, в зависимости от нагрузки. Рекомендуется использовать в схемах общего применения. Подходит для мест с умеренным климатическим поясом, и для работы в отрытом пространстве. При установке необходимо обратить внимание:

Устанавливается на высоте не более 1 км от уровня моря.
Температурный показатель должен быть от -45°С до +40°С.

Конструкция включает в себя:

активная часть, которая расположена в емкости со специальной жидкостью;
контрольный элемент мощности для системы нагрузки (РПН);
расширитель входных процессов (ВН – 110 кВ, для нулевой подачи – 35 кВ, вводный НН – 11кВ);
охлаждающий элемент класса Д;
защитные комплектующие (два маслоуказателя стрелочного типа);
два типа реле (струйное и газовое);

клапан для предохранения
датчик температур для верхнего слоя масла;
фильтр из термосифона, с помощью которого удаляется влага из масла;
элемент для сушки воздуха;
кабели соединения.

Технические характеристики трансформатора тока 110 кв

Обладает мощностью в 25 тысяч потребляемой мощности (кВА) и частотой работы в 50 Гц. Напряжение трансформатора для ВН-115, а для НН – 11 кВ. Процент движения холостого тока не поднимается выше 0,55. Использует продольно-поперечный вид движения, с шириной колеи до двух метров. Общая масса составляет 49,2 тонны, масса основной части – 25 тонн. Срок эксплуатации – 25 лет. Размер конструкции – 6,1 м, ширина – 4,3 м и высота примерно 5,38 метров.

Трехфазный, двух обмоточный с мощностью 10000 кВА

Этот вид предназначен для общего назначения и является статическим. Применяется в климатической зоне умеренного типа при наружной установке. Уровень климатического исполнения – У.

Элементы, входящие в конструкцию:

масляный указатель для расширителя;
клапан предохранения;
каретки с системой поворота;
радиатор с наличием вентиляции;
элементы контроля и измерения масла (устанавливается при наличии масло проводимости навесной системы охлаждения);
пульт для контроля системы нагревания;
защитное и газовое реле;

трубы для отвода газа;
термометры для манометрического сигнала;
устройство ввода;
элементы фильтрации;
трансформаторное масло;
элементы для сушки воздуха;
табличка.

Трехфазный, двух обмоточный с мощностью 6300 кВА

Имеет систему регулировки напряжения при нагрузке в 25%, система охлаждения типа М. Служит для изменения переменного тока в электросетях

расширительный элемент;
нейтраль ВН;
разъемы для открытия составных частей;
подъемная скоба;
коробка с клеммами;
регулятор для слива масла;
подъемный элемент;

отверстие для оценки качества масляного раствора;
каретки;
масляный разъем;
РПН;
контроллер для масла;
радиатор.

Трехфазный, двух обмоточный 2500 кВА

Используется для активного движения воздушных потоков. Обладает системой контроля при большой нагрузке.

Имеет схожие комплектующие, как и предыдущая модель.

Перемещение трансформатора

Трансформатор комфортно перемешать, так как он имеет 4 каретки для поворота. При этом процессе входы высокого напряжение следует монтировать на фланцы, где находятся трансформаторы тока. Нижние элементы ограждаются бакелитовой зашитой, корпус – экранами для распределения электрического поля.

Альтернативные виды

В качестве альтернативы используются выносные трансформаторы тока 110 кв.
Применяются при потенциальной опасности повреждения цепи от главного элемента до выключателя.

Устанавливаются сзади выключателя, располагаясь со стороны подключения. Подключение происходит путем токопровода с закрытым комплектом.

Такой способ служит дополнительной защитой для устройства и защищает его шины от дифференциации.

Характеристики и для чего предназначены трансформаторы напряжения на 110 кв

Вопрос-ответ

Трансформатор напряжения в 110 кв представляет собой популярное электрическое устройство, применяемое для изменения показателей напряжения электроэнергии. При этом пользоваться они могут как для понижения характеристик, так и для их повышения. Первый тип называется понижающим трансформатором, второй соответственно повышающим. Устройство с рассматриваемыми характеристиками обеспечивает защиту отдельных приборов или сетей.

Содержание

Что представляет собой трансформатор напряжения 110 кв

Трансформатор напряжения представляет собой вид измерительно прибора, который используется для вычленения в первичных цепях высоких по показателям токовых напряжений. Он понижает их до стандартизированных, которые могут быть поданы на вторичные обмотки.

Подобные устройства в обязательном порядке используются сейчас в конструкции различных электрических установках. Дело в том, что с их помощью можно изолировать миниатюрные приборы с низкими показателями вольтажа. Это позволяет удешевить стоимость оборудования, использовать более простые вариации. Кроме того, трансформаторы большого напряжения обеспечивают дополнительную безопасность, что в условиях производства является первостепенной задачей.

В основе принципа работы заложено явление электромагнитной индукции. Состоит трансформатор из специальной катушки, которая помещена в масло, не проводящее электрическую энергию. Число первичной и вторичной обмоток различное, они физически не подсоединены к ядру. В результате разницы между числом обмоток возможна установка различных показателей напряжения. Если напряжение высокое, что касается случая 110 кв, то работа возможна только с источниками переменного тока.

Из чего изготавливают

Трансформатор напряжения состоит из двух катушек. Они присоединятся к ядру, выполненному их качественного железа. Ток подается через первую обмотку, в результате чего образуется магнитное поле. Возникает явление магнитной индуктивности. Обратить внимание следует на то, что магнитное поле увеличивается, но поток может сменять свое направление (как в меньшую, так и в большую сторону). Показатели поля определяются количеством витков начальной катушке. Чем меньше их будет, тем на меньшие показатели тока следует рассчитывать.

Если рассматривать схему общего вида трансформатора напряжения, то она имеет следующий вид:

первичные и вторичные выводы;
расширитель;
коробка с выводами и подъемный болт;
указатели уровня масла.

Электрическая схема указывает на расположение конструктивных деталей.

В частности, отдельно обозначаются такие основные элементы, как секция первичной обмотки и вторичной, уравнительные детали и магнитные провода.

Класс точности трансформатора

Класс точности трансформатора может различаться в зависимости от качества установленных деталей в оборудовании. Но оптимальными будут характеристики, когда точность вторичных обмоток (а именно на них обращают внимание в первую очередь) для измерений и учета составляет 0,5 и 0,2 соответственно. Большая часть устройств оснащается вторичной обмоткой для защиты механизма с классом точности 3Р.

Для чего предназначены трансформаторы напряжения 110 кв

Трансформаторы напряжения 100 кв предназначен для понижения высоких напряжений, которые подаются сетями, до нормируемых стандартно показателей, которые допустимо давать приборам пользователей. Но кроме основной сферы использования тс такого типа дают массу других преимуществ. В частности, их применяют, когда необходимо:

изолировать маломощные приборы от основной сети;
использовать более простое и доступное оборудование для обслуживания электрической сети;
удешевить стоимость производства;
сделать работу силовой электрической установки эффектней;
проводить подачу тока стандартно нормам и правилам;
провести правильный расчет получения и отдачи энергии;
защитить остальное оборудование от коротких замыканий и других неполадок.

Безусловно, сфера использования приборов неограниченна. Они выполняют ряд задач, что делает их востребованными не только в государственных структурах и производствах, но и в частных фирмах.

Где устанавливают оборудование

Оборудование предназначено для наружной установки. Так как трансформаторы относятся к относительно небезопасному виду приборов их размещают на определенном расстоянии от жилых сооружений, школ, медицинских учреждений. Обязательны к проведению сопутствующие меры, включающие:

установку фундамента, при этом допускают производство сборной для масла яма (необходима для экстренных случаев);
подготовку площадки для установки трансформатора;
подготовку путей перемещения — проверка инструментов, которыми будет проводится погрузка и монтировка;
подготовка баков для хранения масла, проверка осушителей и других дополнительных компонент.

После проверки на холостом ходу тс подключается на постоянно основе к источнику питания. Регулярно проводится осмотр техники, включая проверку всех узлов, ставится пломба и указывается дата последней ревизии.

Разновидности и технические характеристики

В зависимости от фирмы-производителя могут меняться некоторые технические характеристики устройства. Это необходимо учитывать при выборе и покупки тс.

Серии ТФМ

Трансформаторы серии ТФМ предназначаются для питания электрических измерительных приборов. Активная часть размещена на основании, на которую надета покрышка из фарфора с масляным объемом. Технические данные написаны на основании прибора. Популярный прибор ТФМ-110-II-У1 с четырьмя вторичными обмотками. Его масса 630 килограмм.

Серии ТРГ

Отличаются высоким классом точности обмоток до 0,2. Есть еще одно конкурентное преимущество — можно заменять коэффициент трансформации в соотношении 1:3:4.

Антирезонансные однофазные серии НАМИ

Однофазные устройства индуктивного типа. Они устойчивы к возникновению феррорезонанса, который возникает при соединении выключателей.

Серии ТБМО

Масштабные измерительные трансформаторы отличаются максимальным сроком службы. Они обладают высоким классом точности. Отличаются миниатюрными размерами и малым весом.

Измерительные трансформаторы тока класса напряжения 110

Выделяются на фоне зарубежных аналогов с похожим спектром действий и стойкостью при минимальных номинальных показателях тока обмотки.

Пожаро- и взрывобезопасность устройства

Взрывобезопасность устройств обеспечивается особенностями конструкции. Производитель указывает класс защищенности в аннотации к прибору. Класс пожаробезопасности также может различаться. Современные боксы закрытого типа для хранения инженерного оборудования позволяют оградить работников и обычных граждан от получения травм.

Обязательно устройство должно находиться в закрытом помещении, доступ к нему посторонним лицам запрещен.

Длительность срока службы

Производители указывают в инструкции по применению, что срок службы трансформатора напряжения составляет минимум 30 лет. Но следует понимать, что подобные показатели достигаются только путем выполнения соответствующих мер. требуется, не опускать частых перегрузок и работы в аварийном режиме.

Читайте также: