Трансформаторы тока отличаются от силовых трансформаторов следующими особенностями: работают в условиях близких к короткому замыканию (амперметр является нагрузкой измерительной обмотки ТА); ток во вторичной цепи не зависит от значения и характера нагрузки (источник тока), а определяется значением и характером изменения первичного тока. В противоположность этому в силовых трансформаторах первичный ток определяется мощностью, потребляемой во вторичной цепи.
Рис.3
В общем случае ТА можно представить в виде двух обмоток первичной N1 и вторичной N2, размещенных на одном магнитопроводе из трансформаторной стали (рис. 3). Принцип действия ТА основан на явлении электромагнитной индукции (закон Ленца).
РА1...РАЗ амперметры
Амперметры для измерения электрического тока устанавливают на всех трансформаторах и линиях, питающих приемники электроэнергии или их группы. Амперметры устанавливают в одной фазе. Три амперметра предусматривают только в тех цепях, где возможна несимметрия нагрузки фаз приемников (освещение, сварочные посты, конденсаторные батареи). Амперметры включают непосредственно в сеть или через трансформаторы тока.
SA1 переключатель (рубильник)
Переключатель (рубильник) - предназначен для ручного включения и отключения цепей с постоянным или переменным напряжением. В данном случае применяется трехполюсный переключатель с центральным рычажным приводом и дугогасительной камерой. Включение и отключение линии уличного освещения осуществляется вручную выключателем SA1.
3. Определение номинальных токов двигательной нагрузки и нагрузки уличного освещения
а) Номинальный ток двигателя:
;
где: Pном – номинальная мощность двигателя;
Uном.л – номинальное линейное напряжение на обмотке статора;
η – к.п.д. при номинальном моменте на валу двигателя.
,
.
б) Номинальный ток линии освещения:
.
где: Pном.осв – суммарная номинальная мощность линии освещения.
сosφ = 1 – для осветительной нагрузки.
4. Определение суммарной мощности комплектной трансформаторной подстанции (КТП)
Полная суммарная мощность КТП SКТП равна сумме полных мощностей отходящих фидеров:
,
.
Округлим суммарную мощность трансформатора до стандартной SТ=160кВ∙А.
Выбор КТП
Номинальное вторичное напряжение силового трансформатора должно соответствовать номинальному напряжению нагрузки. Мощность силового трансформатора ST должна быть не менее суммарной мощности нагрузки, т.е. ST > SКТП. Из таблицы 1 выбираем КТП.
Таблица 1.
|
Марка |
Номинальная мощность, кВ-А |
Напряжение, кВ |
Габаритные размеры, мм, не более |
Масса, кг |
|||
|
ВН | НН |
длина |
ширина |
высота |
||||
|
Однотрансформаторные |
|||||||
|
КТП-63-6/0,4 |
63 |
6 |
0,4 |
1300 |
1300 |
2740 |
995 |
|
КТП-63-10/0,4 |
63 |
10 |
0,4 |
1300 |
1300 |
2740 |
995 |
|
КТП-100-6/0,4 |
100 |
6 |
0,4 |
1300 |
1300 |
2740 |
1100 |
|
КТП-100-10/0,4 |
100 |
10 |
0,4 |
1300 |
1300 |
2740 |
1100 |
|
КТП-160-6/0,4 |
160 |
6 |
0,4 |
1300 |
1300 |
1385 |
1385 |
|
КТП-160-10/0,4 |
160 |
10 |
0,4 |
1300 |
1300 |
2740 |
1385 |
КТП 160 – 10/0,4; где: 160 кВА – номинальная мощность;
10 кВ – входное напряжение;
0,4 кВ – выходное напряжение.
5. Выбор силового трансформатора КТП. Расчёт параметров трансформатора: номинальные токи и токи КЗ первичной и вторичной обмоток, сопротивления
Силовые трансформаторы являются основной составляющей всех понижающих подстанций.
Существует шесть уровней систем электроснабжения, в которых применяются подстанции в зависимости от назначения номиналов напряжений.
Для электроснабжения потребителей напряжением до 1 кВ (220 В, 380 В, 500 В, 600 В) создают трансформаторные подстанции с высшим напряжением на 6,10 кВ.
В большинстве случаев для КТП применяют масляные трансформаторы, т.к. сухие или элегазовые (SF6) в 2 - 2,5 раза дороже масляных. Таким образом, выбираем масляные трансформаторы по следующим критериям:
· Мощность трансформатора должна быть больше или равной суммарной мощности нагрузки (как правило, равна мощности КТП).
· По номинальному вторичному напряжению, равному номинальному линейному напряжению нагрузки.
· Номинальный ток вторичной обмотки трансформатора должен быть больше суммы токов всех трех линий нагрузки.
Из таблицы 2 выбираем:
ТМ-160/10, где: S = 160 кВА;
Uк =4,5 %;
Р х =0,565 кВт;
Р к = 2,365 кВт.
Таблица 2.
|
Трансформаторы силовые масляные общего назначения трехфазные двух и трехобмоточные с охлаждением естественным масляным (М) класса напряжения 10 кВ |
||||
|
Тип |
S,kB-A |
Uк |
Потери, кВт |
|
|
Рх |
Рк |
|||
|
ТМ-25/10 |
25 |
4,5 |
0,135 |
0,600 |
|
ТМ-40/10 |
40 |
4,5 |
0,190 |
0,880 |
|
ТМ-63/10 |
63 |
4,5 |
0,265 |
1,280 |
|
ТМ-100/10 |
100 |
4,5 |
0,365 |
1,970 |
|
ТМ-160/10 |
160 |
4,5 |
0,565 |
2,365 |
|
ТМ-250/10 |
250 |
4,5 |
0,820 |
3,700 |
|
ТМ-400/10 |
400 |
4,5 |
1,050 |
5,500 |
|
ТМ-630/10 |
630 |
5,5 |
1,560 |
7,600 |
Расчет параметров силового трансформатора
Номинальный ток любой обмотки трансформатора определяется по ее номинальной мощности и номинальному напряжению.
где: Sтр – полная мощность трансформатора в кВА.
Полное сопротивление трансформатора вычисляется по формуле:
где: UK - напряжение короткого замыкания (КЗ) трансформатора в процентах (определяется по мощности силового трансформатора, см. табл. 2). Активное сопротивление обмоток трансформатора:
где: Рк - активные потери в обмотках трансформатора на три фазы в Вт (см. табл. 2). Реактивное сопротивление обмоток:
Определим ток трехфазного КЗ на зажимах трансформатора:
6. Рассчитать и выбрать соединительные кабели низкого напряжения отходящих линий КТП. Определить их сопротивления
Назначение и конструкции кабелей.
Существует несколько групп кабельных изделий, которые делятся по назначению:
-неизолированные провода;
-силовые кабели;
-кабели связи;
-контрольные кабели;
-кабели управления;
-монтажные провода;
-установочные провода;
-обмоточные провода;
-радиочастотные кабели.
Силовые кабели предназначены для передачи распределения электрической энергии. Кабели выпускаются, с медными и алюминиевыми токопроводящими жилами с изоляцией из бумажных лент, пропитанных маслом или специальным составом, а также с изоляцией из полихлорвинила хлоридного пластиката, полиэтилена, резины.
Диапазон переменного напряжения силовых кабелей от 660 В до 500 кВ.
