Расчет трансформатора тока: пусковой и номинальный ток, пример на 10 кВ

Причины для установки токовых трансформаторов

Трансформатор тока РТП-58

Устройство предназначено для трансформации первичного значения тока до безопасного для сети. Трансформаторы также эксплуатируются с целью:

разграничения низковольтной учетной аппаратуры и реле, подкинутых на вторичную обмотку, если в сети первичное высокое напряжение;
повышения или понижения показателей напряжения;
замера состояния электросети и параметров переменного тока;
обеспечения безопасности ремонтных и диагностических работ;
быстрой активации релейной защиты при коротких замыканиях;
учета энергозатрат – с ними обычно совмещен электросчетчик.

Для измерения понадобится подключить ТТ в разрыв провода, а на вторичную отметку подсоединить вольтметр или амперметр, совмещенный с резистором.

Монтаж и стоимость трансформаторов тока

Если владелец объекта недвижимости не разбирается в электрооборудовании, то ему необходимо поручить проведение монтажных работ высококвалифицированному специалисту. Данные мероприятия должны выполняться при полном отключении электрического питания. Трансформатор тока, правильно подобранный по мощности, может фиксироваться следующим образом:

На вертикальных поверхностях. На стену крепится дин-рейка, посредством которой в дальнейшем фиксируется устройство.
В специальные шкафы, предназначенные для монтажа трансформаторов тока.
На пусковые панели.
Если монтаж будет проводиться на открытой местности, то предварительно придется установить электрический щит, в котором будет зафиксирован прибор.

Внимание! Стоимость трансформаторов тока напрямую зависит от их мощности, а также от других рабочих параметров. Цена на устройства стартует с 30 000 рублей, и может превышать 100 000 руб.. Владельцы загородных домов и городских квартир стремятся надежно защитить свою бытовую технику от перепадов напряжения в электрической сети

Для этого они задействуют трансформаторы тока, которые следует выбирать в зависимости от мощности потребления приборов. В процессе выбора им нужно обращать внимание на технические характеристики и эксплуатационные параметры. Если собственник объекта недвижимости не может подобрать устройство, ему нужно обратиться за помощью к профессионалам

Владельцы загородных домов и городских квартир стремятся надежно защитить свою бытовую технику от перепадов напряжения в электрической сети. Для этого они задействуют трансформаторы тока, которые следует выбирать в зависимости от мощности потребления приборов

В процессе выбора им нужно обращать внимание на технические характеристики и эксплуатационные параметры. Если собственник объекта недвижимости не может подобрать устройство, ему нужно обратиться за помощью к профессионалам

Как использовать таблицу подбора трансформаторов тока по мощности

Подбор трансформатора тока по мощности — важный шаг при создании системы электротехнических измерений. Таблица подбора трансформаторов тока по мощности является полезным инструментом для определения подходящего трансформатора, основываясь на требуемой мощности измерения.

Вот пошаговая инструкция по использованию таблицы подбора трансформаторов тока по мощности:

Определите требуемую мощность измерения. Размерность мощности измеряется в вольтах-амперах или ваттах (VA или W). Например, если вам требуется измерить мощность 1000 ВА, вы должны указать эту величину при использовании таблицы.
Найдите в таблице значение, наиболее близкое к требуемой мощности измерения. В таблице перечислены различные значения мощности измерения, начиная с низких и постепенно увеличивающихся. Выберите значение, которое наиболее близко к вашей требуемой мощности.
Определите соответствующий трансформатор тока по значению из таблицы. Когда вы найдете близкое значение в таблице, найдите соответствующий трансформатор тока, указанный в столбце «Трансформатор тока». У вас может быть несколько вариантов выбора трансформаторов.
Оцените допустимую нагрузку и точность трансформатора тока. В таблице также указаны допустимые нагрузки (в процентах от номинального тока) и точность измерений для каждого трансформатора. Выберите трансформатор, который соответствует вашим требованиям по точности и допустимой нагрузке.

Важно отметить, что таблица подбора трансформаторов тока по мощности предоставляет общую информацию и рекомендации. В некоторых случаях может потребоваться выполнить дополнительные расчеты или обратиться к производителю трансформаторов для получения более точной информации и подбора оптимального решения для вашего конкретного проекта

Правильный выбор трансформатора тока по мощности позволит вам получить точные измерения и обеспечить надежную работу системы электротехнических измерений.

Расчетные формулы основных параметров трансформаторов

Представляю вашему вниманию таблицу с расчетными формулами для определения основных параметров силовых трансформаторов, а также таблицу коэффициента изменения потерь kн.п. в трансформаторах.

Таблица 1 – Расчетные формулы для определения основных параметров трансформаторов

Наименование величин	Формулы	Обозначение
Токи обмоток	I1, I2 — токи первичной и вторичной обмоток, А; U1, U2 — то же линейное напряжение, В;
Коэффициент трансформации	w1, w2 – числа витков одной фазы обмоток
Приведение величин вторичной обмотки к первичной	Приведенные величины обозначают штрихом
Сопротивление короткого замыкания	rк, хк, zк – активные, реактивные и полное сопротивления КЗ фазы трансформатора
Активные потери мощности в трансформаторе при нагрузке	∆Рх – активные потери холостого хода, кВт; ∆Рк – активные нагрузочные потери в обмотках при номинальном токе, кВт; kз – коэффициент загрузки; Sт.ном. – номинальная мощность трансформатора.
Приведенные активные потери мощности в трансформаторе при нагрузке	S – фактическая нагрузка трансформатора; kи.п. – коэффициент изменения потерь, кВт/квар; ∆Qх – реактивные потери мощности холостого хода; ∆Qк – реактивные потери мощности КЗ; Значения kи.п. даны ниже.
Напряжение КЗ	Uк – напряжение КЗ, В или %; Uк.а, Uк.х – активная и реактивная составляющие напряжения КЗ, В или %.
Мощность и ток КЗ трансформатора	Sк –мощность КЗ, кВА
Число витков первичной обмотки	U1ф – фазное напряжение первичной обмотки, В Ф – фазный поток; Ф = Вст*Qст мкс; Вст –индукция в стержне; Вст = 13 – 14,5 103 Гс; Qст – активное сечение стержня, см2
Активное и реактивное сопротивление двухобмоточного трансформатора, Ом
Падение напряжения в обмотках трансформатора при нагрузке	Если нагрузка смешанная (активная и индуктивная), то вторым членом можно пренебречь
Потери напряжения при пуске асинхронного короткозамкнутого двигателя (приближенно)	∆U – потеря напряжения, %; Sдв. – номинальная мощность двигателя, кВА; S2 – мощность других потребителей, присоединенных к шинам трансформаторов, кВА; Ki – кратность пускового тока относительно номинального.
КПД трансформатора

raschet.info

Определение необходимости использования трансформаторов тока и напряжения

Основная задача трансформаторов тока заключается в преобразовании высокого значения электрического тока в удобное для измерения значение, подходящее для работы с приборами, такими как амперметры или релейная защита. Трансформаторы тока также используются для измерения тока в системах с высокими уровнями напряжения, например, в электрических подстанциях или промышленных электросетях. Они обеспечивают безопасность приборов и персонала от перегрузки и короткого замыкания.

Трансформаторы напряжения применяются для снижения или повышения напряжения в электрических системах с целью обеспечения безопасности оборудования и устройств, которые работают с низкими или высокими напряжениями соответственно. Они также используются для измерения напряжения в системах с высоким уровнем тока или для предоставления напряжения для питания различных приборов и устройств.

Использование трансформаторов тока и напряжения имеет огромное значение в различных отраслях, таких как энергетика, телекоммуникации, промышленность и транспорт. Они помогают обеспечить надежную и безопасную работу электрических систем, предотвращают повреждение оборудования и электрических устройств, а также обеспечивают точные измерения электрических параметров.

Преимущества использования трансформаторов тока и напряжения
1. Безопасность – они помогают защитить оборудование и персонал от перегрузки и короткого замыкания.
2. Экономия – они позволяют использовать более дешевые и удобные приборы для измерения электрических параметров.
3. Надежность – они обеспечивают точные измерения и стабильную работу электрических систем.
4. Универсальность – они могут быть использованы в различных отраслях и условиях эксплуатации.

Как выбрать трансформатор для подстанции

Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях определяется величиной и характером электрических нагрузок (требуемой надежностью электроснабжения и характером потребления электроэнергии), территориальным размещением нагрузок, их перспективным изменением и при необходимости обосновывается техникоэкономическими

Как рассчитать мощность трансформатора
Сколько нужно времени чтобы заменить трансформатор
Что такое коэффициент мощности трансформатора

25.04.2023 Как подобрать трансформатор тока для трехфазного счетчика

Трансформатор тока является неотъемлемой частью сетей электроэнергетики и используется для измерения тока в электрических цепях. При выборе трансформатора тока для трехфазного счетчика необходимо учитывать ряд факторов.

В первую очередь следует подобрать трансформатор по номинальному напряжению, которое не должно быть меньшим, чем напряжение счетчика. При выборе трансформатора по току необходимо учитывать максимальный ток контролируемой установки, а также учитывать возможные аварийные режимы работы.

Также следует рассмотреть выбор трансформатора по мощности. Например, если мощность подстанции составляет 250 кВА при номинальном напряжении линии 10 кВ, то ток не должен превышать 15 А. Поэтому коэффициент трансформации трансформатора должен быть не менее 3 или, как это часто обозначают, 15/5.

Критерии выбора трансформатора включают категорию электроснабжения, перегрузочную способность, суточный график распределения нагрузок и экономичный режим работы трансформатора.

Для питания цепей счетчиков могут применяться как однофазные, так и трехфазные трансформаторы напряжения, в том числе четерех- и пятистержневые, применяемые для контроля изоляции. Коэффициент трансформации может быть вычислен по формуле: Kt=UВН(изм)/UНН(изм), где UВН(изм) — измеренное напряжение на высокой стороне, а UНН(изм) — измеренное напряжение на низкой стороне.

При выборе трансформатора тока необходимо учитывать номинальное напряжение и ток первичной обмотки, электродинамическую и термическую стойкость к токам короткого замыкания, а также выбирать трансформатор по классу точности и проверять допустимую нагрузку вторичной цепи.

Для рассчета трансформатора можно использовать формулу: I1 = Pтр / U1, где I1 — ток через обмотку I, А; Ртр — подсчитанная мощность трансформатора, Вт; U1 — напряжение на первичной обмотке трансформатора (сетевое напряжение).

Таким образом, правильный выбор трансформатора тока для трехфазного счетчика является важным этапом, который должен быть выполнен с учетом ряда факторов, в том числе номинального напряжения и тока, мощности, категории электроснабжения и т.д.

Как подключить электросчетчик через трансформаторы тока?

Схем такого подключения существует несколько. Разберем все эти схемы применительно к трехфазному варианту включения. Для чего нужны электросчетчики? Вообще счетчики нужны для того, чтобы учитывать электрическую энергию, потребленную в трех- и четырехпроводных сетях с частотой тока, равной 50 герц.Счетчики трехфазного типа бывают следующих видов:

3*57.7/100 В;
3*230/400 В.

К источнику электроэнергии такие счетчики необходимо подключать с использованием измерительных трансформаторов тока, рассчитанных на вторичный ток 5 А и трансформаторов напряжения со вторичным напряжением 100 В.

Рассматриваемые тут схемы применимы к любым типам счетчиков (и к аппаратам индукционного типа, и к электронным).

Первое, что необходимо помнить, выполняя подключение, это то, что при подключении необходимо соблюдение полярности подключения обмоток (Л1, Л2 – первичная; И1, И2 – вторичная) у трансформаторов тока. Полярность обмоток трансформаторов напряжения, так же, подлежит обязательной перепроверке. Сами трансформаторы, тоже нужно выбирать правильно.

О принципах подключения с использованием трансформаторов тока

Начнем рассматривать схемы подключения со счетчиков, имеющих полукосвенное включение. Таких схем существует несколько.

Десятипроводная

В этой схеме разделены цепи питания по току и напряжению, что придает немалый плюс из соображения электрической безопасности.

https://youtube.com/watch?v=HA518GQmHBs

Отрицательная сторона этой схемы – проводов для подключения надо много.

Теперь разберем назначение имеющихся зажимов:

Зажим входного провода для фазы А;
Зажим входного провода измерительной обмотки фазы А;
Зажим выходного провода для фазы А;
Зажим входного провода фазы В;
Зажим входного провода измерительной обмотки фазы В;
Зажим выходного провода для фазы В;
Зажим входного провода для фазы С;
Зажим входного провода измерительной обмотки фазы С;
Зажим выходного провода для фазы С;
Зажим входного нулевого провода;
Зажим нулевого провода.

Контакты трансформаторов тока:

Л1 – контакт входа фазной (силовой) линии;
Л2 – контакт выхода фазной линии (нагрузки);
И1 – контакт входа обмотки измерения;
И2 – контакт выхода обмотки измерения.

Вот описание схемы такого подключения.

Токовые трансформаторы подключать нужно в разрыв фазных проводов клеммами Л1 и Л2.

Фаза А подключается к клемме Л1 трансформатора тока ТТ1, туда же подключается клемма 2 счетчика. Клемма 1 подключается к контакту И1 ТТ1.

Контакты И2 трансформаторов тока ТТ1 и ТТ2 нужно соединить вместе, в эту же точку подключают контакты 6 и 10 счетчика, после чего все это требуется соединить с нейтралью.

Контакты Л2 всех ТТ подключаются к нагрузке. Теперь рассмотрим подключение остальных контактов:

Контакт 3 счетчика подключаем на И2 ТТ1;
Контакт 4 счетчика – И1 ТТ2;
Контакт 5 счетчика – вход фазы В и клемма Л1 ТТ2;
Контакт 7 счетчика – клемма И1 ТТ3;
Контакт 8 счетчика – вход фазы С и клемма Л1 ТТ3;
Контакт 9 счетчика – клемма И2 ТТ3.

Подключение токовых трансформаторов по схеме «звезда»

В такой схеме нужно меньшее число проводов, чтобы выполнить подключение. В этой схеме клеммы И2 всех токовых трансформаторов, соединяясь вместе, подключаются к клемме 11 счетчика. Контакты 3, 6, 9 и 10, соединившись вместе, подключаем на нулевой провод. Остальные клеммы подключаем так же, как и в предыдущем варианте.

Схема подключения с применением испытательной клеммной коробки

Существует специальное требование для выполнения подключения электросчетчиков через трансформаторы (ПУЭ, гл1.5, п1.5.23), говорящее о том, что это подключение необходимо выполнять с применением испытательного блока (коробки).

Присутствие такой коробки (блока) дает возможность производить замыкание вторичных обмоток токовых трансформаторов, подключить эталонный (образцовый) счетчик без отключения нагрузки и выполнять смену счетчиков, производя отключение всех цепей в испытательной коробке.

Без внимания оставим только одну схему – семипроводную (иначе называемую схемой, имеющей совмещенные цепи напряжения и тока). Не рассматриваем ее по той причине, что такая схема устарела.

Существенным ее минусом считается то, что у нее имеется связь гальванического типа между входными и выходными цепями, а это является источником немалой опасности для тех, кто будет обслуживать электросчетчики.

Вот мы и рассмотрели все существующие схемы подключения электросчетчиков с применением трансформаторов тока. Какой из них использовать, индивидуальное дело каждого. Единственное, что необходимо учитывать при этом, так это индивидуальные особенности места необходимой установки прибора и не забывать про требования специальных правил ПУЭ.

Выбор трансформаторов тока по классу точности вторичной обмотки

Требования к классу точности ТТ определяются назначением схемы его вторичных соединений. Наименее критичны к точности ТТ цепи релейной защиты. Для этих целей предусматриваются вторичные обмотки классов 5Р и 10Р. Допустимая погрешность ТТ для цепей защит не должна превышать 10%, но это ограничение должно соблюдаться во всём токовом диапазоне, вплоть до токов коротких замыканий. Требования ГОСТ к ТТ данных классов точности приведены в таблице.

Таблица допустимых значений погрешностей ТТ для целей релейной защиты

Более высокие требования к точности предъявляются цепями измерения и учёта. Особенно критичны к классу точности ТТ схемы коммерческого учёта электрической энергии. Это и понятно, ведь за этими измерениями стоят денежные расчёты. В соответствии с ГОСТ погрешности ТТ высоких классов точности, используемых в цепях коммерческого учёта должны находиться в пределах значений, приведённых в следующей таблице.

Допускаемые погрешности ТТ для целей учёта

Нагрузка вторичных цепей ТТ должна находиться в пределах от 25% до 100% от номинального значения.

Трансформаторы тока для электросчетчиков – характеристики и варианты подключения

При эксплуатации энергетических систем разного типа часто возникают ситуации, требующие осуществить перевод электрических величин в аналоги с определенными соотношениями.

Трансформаторы тока для электросчетчиков позволяют значительно расширить стандартные пределы измерений приборами учёта.

Номинальное напряжение трансформатора тока

Одним из основных параметров, относящихся к трансформаторам тока для электрических счётчиков, является уровень номинального напряжения, который указывается в паспорте на прибор. Номинальные значения напряжения варьируется от 0.66кВт до 1150кВт:

0,66 кВт;
6.0 кВт;
10 кВт;
15 кВт;
20 кВт;
24 кВт;
27 кВт;
35 кВт;
110 кВт;
150 кВт;
220 кВт;
330 кВт;
500 кВт;
750 кВт;
1150 кВт.

Номинальные значения уровня первичного тока на электрической цепи обозначают токовые показатели на первичной трансформаторной обмотке.

Параметры вторичного номинального тока — это стандартные показатели на обмотке вторичного типа. Определение таких токовых потоков осуществляется по номинальным значениям мощности и напряжения.

При этом первичный тип обмотки подключается к источнику электрической энергии, а замыкание вторичной обмотки приходится на устройства измерительного или защитного типа, с низкими показателями внутреннего сопротивления.

Действующие параметры номинального или линейного напряжения, в условиях которых сохраняется работоспособность измерительного токового трансформатора, обязательно указываются в сопроводительной документации и отражены в таблице для прибора.

Класс точности

При правильном выборе токового трансформаторного устройства у потребителя появляется реальная возможность подключать измерительные и защитные приборы к высоковольтным электрическим линиям. Уровень класса точности – одна из наиважнейших характеристик, указывающих на измерительную погрешность, которая не должна быть выше, чем параметры по нормативным документам.

Класс точности определяется несколькими основными факторами, включая погрешности по току и углу, а также показатели относительной полной погрешности. Первые два понятия всегда характеризуются током намагничивания.

Принцип работы трансформатора тока

В приборах промышленного назначения используется несколько классов точности:

В соответствии с действующим на сегодняшний день в нашей стране ГОСТом, класс точности должен быть ориентирован на токовые погрешности, поэтому для показателей в ±40′ предполагается класс 0.5, а для ±80′ – класс 1.0. Следует отметить, что классы 3.0 и 10Р по существующим правилам не нормируются.

Обратите внимание

Наличие в маркировке буквенного обозначения «S» свидетельствует о классе точности в пределах 0.01-1.2.

Класс 10Р используется в защитных цепях, а нормирование осуществляется в соответствии с относительной полной погрешностью не более десяти процентов.

Допускается применение приборов с классом точности 1.0, но только если электрический счетчик обладает классом точности в две единицы.

Измерительно-информационная система, представленная устройствами, выполняющими приём, обработку и передачу данных, а также приборами учёта, способна формировать корректные показатели только при высокой точности токовых трансформаторов.

Для учёта в коммерческой сфере уровень класса точности должен составлять 0.5S, а для учёта технического – 1.0S.

Номинальный ток вторичной обмотки

Строение вторичной обмотки у токовых трансформаторов, которые предназначены для напряжения не более тысячи вольт, имеет некоторые отличия. На высоковольтном приборе устанавливается как минимум две вторичные обмотки.

Принцип их действия аналогичен функционированию повышающего трансформатора. Вне зависимости от уровня мощности первичной обмотки, номинальные показатели тока на вторичной обмотке, как правило, стабильно составляют 5А.

Как рассчитать коэффициент трансформации

Коэффициентом трансформации «k» называется отношение напряжения U1 на концах первичной обмотки трансформатора к напряжению U2 на выводах его вторичной обмотки, определенному на холостом ходу (когда вторичных обмоток несколько, то коэффициентов k – тоже несколько, они определяются в этом случае по очереди). Это отношение принимается равным соотношению количеств витков в соответствующих обмотках.

Величина коэффициента трансформации легко вычисляется путем деления показателей ЭДС обмоток исследуемого трансформатора: ЭДС первичной обмотки – на ЭДС вторичной.

Коэффициент трансформации имеет очень важное значение как величина, при помощи которой вторичная обмотка приводится к первичной. В эксплуатационных условиях имеет большое значение коэффициент трансформации напряжения, под которым понимают отношение номинальных напряжений трансформатора. Для однофазных трансформаторов между коэффициентами трансформации ЭДС и напряжений нет разницы, но в трехфазных трансформаторах следует строго различать их друг от друга

Для однофазных трансформаторов между коэффициентами трансформации ЭДС и напряжений нет разницы, но в трехфазных трансформаторах следует строго различать их друг от друга.

В идеале потери мощности (на токи Фуко и на нагрев проводников обмоток) в трансформаторе полностью отсутствуют, поэтому и коэффициент трансформации для идеальных условий рассчитывается простым делением напряжений на выводах обмоток. Но ничего идеального в мире нет, поэтому иногда необходимо прибегать к замерам.

В реальности мы всегда имеем дело с повышающим или с понижающим трансформатором. У трансформаторов напряжения повышающих коэффициент трансформации всегда меньше единицы (и больше нуля), у понижающих — больше единицы. То есть коэффициент трансформации свидетельствует о том, во сколько раз ток вторичной обмотки под нагрузкой отличается от тока первичной обмотки, или во сколько крат напряжение вторичной обмотки меньше подаваемого на первичную обмотку.

Например, понижающий трансформатор ТП-112-1 имеет по паспорту коэффициент трансформации 7,9/220 = 0,036, значит номинальному току (по паспорту) вторичной обмотки в 1,2 ампера соответствует ток первичной обмотки 43 мА.

Зная коэффициент трансформации, измерив его например двумя вольтметрами на холостом ходу, можно убедиться в правильности соотношения количеств витков в обмотках. Если зажимов несколько, то измерения проводят на каждом ответвлении. Измерения такого рода помогают обнаруживать поврежденные обмотки, определять их полярности.

Есть несколько путей определения коэффициента трансформации:

путь непосредственного измерения напряжений вольтметрами;

методом моста переменного тока (например портативным прибором типа «коэффициент» для анализа параметров трехфазных и однофазных трансформаторов);

по паспорту данного трансформатора.

Для нахождения реального коэффициента трансформации традиционно применяют два вольтметра . Номинальный коэффициент трансформации рассчитывают путем деления значений напряжений, измеренных на холостом ходу (они и указаны в паспорте на трансформатор).

Если проверяется трехфазный трансформатор, то измерения следует провести для двух пар обмоток с наименьшим током КЗ. Когда трансформатор имеет выводы, часть которых скрыта под кожухом, то значение коэффициента трансформации определяется только для тех концов, которые доступны снаружи для присоединения приборов.

Если трансформатор однофазный, то рабочий коэффициент трансформации легко рассчитать, разделив напряжение приложенное к первичной обмотке, на в этот же момент измеренное вольтметром напряжение на вторичной обмотке (с подключенной нагрузкой ко вторичной цепи).

Применительно к трехфазным трансформаторам, данная операция может быть выполнена различными путями. Первый путь — подача на высоковольтную обмотку трехфазного напряжения от трехфазной сети, или второй путь – подача однофазного напряжения только на одну высоковольтную обмотку из трех, без выведения или с выведением нулевой точки. В каждом варианте измеряют линейные напряжения на одноименных зажимах первичных и вторичных обмоток.

В каждом случае нельзя подавать на обмотки напряжение существенно превосходящее номинальное значение, указанное в паспорте, ведь тогда погрешность измерения окажется высокой из-за потерь даже на холостом ходу.

Расчет уставок токовой отсечки (ТО)

Чтобы отсечка тока работала избирательно, она должна быть отстроена от токов КЗ за трансформатором, т.е на стороне 0,4 кВ.

Также необходимо следить за тем, чтобы автоматический выключатель не срабатывал при бросках тока намагничивания, возникающих при включении ненагруженного трансформатора, которые могут в 3-5 раз превышать номинальный ток силового трансформатора . Однако при отклонении токов КЗ на сторону 0,4 кВ, как правило, обеспечивается выход из строя ТО при перенапряжениях токов намагничивания.

Уставку на работу ТО следует выбирать больше тока 3-х фазного КЗ на стороне 0,4 кВ. Зона действия затемнения охватывает: питающий кабель 10 кВ от ячейки 10 кВ до силового трансформатора и часть обмоток трансформатора.

Для начала нам необходимо рассчитать ток 3-х фазного короткого замыкания на стороне 0,4 кВ, для этого рассчитаем сопротивления всех элементов защищаемой линии в нашем случае — это КЛ-10 №2.

Готовим проектную форму для защищаемой линии

На основе расчетной схемы рисуем эквивалентную схему.

Расчет производится в именованных единицах. Активные сопротивления элементов схемы замещения не учитываются. Если длина кабеля невелика, сопротивлением этого кабеля можно пренебречь.

куда:
Uc=10,5 кВ — среднее напряжение (для расчета токов короткого замыкания, принимаемое по таблице 1-1 стр. 5);

3.2 Определяем сопротивление кабеля:

Хк = 1 / п * Тонк. * L = 1/1 * 0,121 * 0,3 = 0,0363 Ом;

куда:

Тонк = 0,121 Ом/км — удельное сопротивление кабеля АПвЭВнг — 3х95 мм2 (выбрано из каталожных данных производителя);
n — количество нитей в кабеле;
L – длина защищаемой линии, км;

Как видно из расчета, величина сопротивления кабеля не имеет существенного значения и сопротивлением кабеля можно было пренебречь при расчете токов короткого замыкания.

3.3 Определить сопротивление двухобмоточного трансформатора, приведенного к ВН:

3.4 После расчета всех сопротивлений из схемы замещения определяем общее сопротивление:

ХΣ = Хс + Хк + Хтр-ра = 0,53 + 0,0363 + 11,025 = 11,59 Ом

3.5 Определяем ток трехфазного короткого замыкания при повреждении за трансформатором, приведенный к ВН:

3.6 Определить первичный ток для срабатывания защиты:

куда:
Kots — коэффициент согласования, для SEPAM составляет 1,1-1,15, согласно рекомендациям Schneider Electric.

3.7 Определяем пусковой ток намагничивающего трансформатора:

Iк.з2 = Коц.*Iном.*Кбр.=1,1*23,12*5=127,16 А;

куда:
Кбр = 3-5 коэффициент пускового тока намагничивания, кбр = 5 принимается, согласно рекомендациям Schneider Electric.

За номинальный ток принимаем наибольший ток срабатывания защиты Iс.з.1=575,37 > Iс.з.2=127,16. Принимаем — 575,37 А.

3.8 Определяем вторичный ток срабатывания реле:

куда:

Кш.= 1 — когда вторичные обмотки трансформаторов тока выполнены по схеме «полная звезда»;
nt = 100/5 — коэффициент трансформации трансформаторов тока.

3.9 Определяем коэффициент чувствительности защиты для случая 2-х фазного короткого замыкания, для трехрелейной схемы. Если ваша защита сделана по двухрелейной схеме, то тоже нужно умножить на 0,5, соответственно чувствительность защиты снизится в 2 раза по сравнению с трехрелейной схемой.

Как видим, Кч, удовлетворяющий требованиям ПУЭ (п. 3.2.21, п. 8), должен быть > 2.

3.10 Выберите время отклика для текущей отсечки:

В этом случае отсечка тока сработает сразу, без временной задержки, т.е t=0 сек.

Надежность измерительных трансформаторов напряжения в сети с изолированной нейтралью

Измерительные трансформаторы напряжения (ИТН) широко используются в электроэнергетических системах для измерения и контроля напряжения. Когда речь идет о сети с изолированной нейтралью, необходимо учитывать несколько особенностей при выборе ИТН. Одна из главных задач – обеспечить высокую надежность и безопасность системы.

При выборе трансформатора нужно учитывать его технические характеристики: частотный диапазон, точность измерения, коэффициент трансформации и другие параметры, в том числе сопротивление изоляции и группу безопасности.

Сопротивление изоляции – это параметр, который определяет электрическую изоляцию ИТН. Он должен быть достаточно высоким, чтобы защитить систему от возможных коротких замыканий.
Группа безопасности – показатель, который характеризует степень защищенности трансформатора от возможных опасных воздействий, например, электрического удара. Для сетей с изолированной нейтралью рекомендуется использовать ИТН с высшей группой безопасности.

Кроме того, при выборе ИТН нужно учитывать условия эксплуатации, в том числе температурные диапазоны, коррозионную стойкость и прочие факторы риска.

Следует отметить, что низкое качество ИТН может привести к неправильным измерениям, ошибкам и поломкам в системе. Поэтому необходимо выбирать трансформаторы напряжения у проверенных производителей с хорошей репутацией.