.

Термическая стойкость определяется номинальным током термической стойкости I_T или отношением R_T=I_T/I_1НОМ и допустимым временем действия тока термической стойкости t_T.

По конструкции ТТ различают на:

• катушечные;

• одновитковые (типа ТПОЛ);

• многовитковые (с литой изоляцией) типа ТПЛ и ТЛМ.

ТТ типа ТЛМ предназначены для КРУ и конструктивно совмещены с одним из штепсельных разъемов первичной цепи ячейки. Для больших токов применяют ТТ типа ТШЛ и ТПШЛ, у которых роль обмотки – первичный выполняет шина. Электродинамическая стойкость таких ТТ определяется стойкостью шины. Для ОРУ выпускаются ТТ типа ТФН, в фарфоровом корпусе с бумажно-масляной изоляцией и каскадного типа – ТРН. Для РЗА имеются специальные конструкции. На выводах масляных баков выключателей и силовых трансформаторов напряжением 35 кВ и выше устанавливаются встроенные ТТ.

Таблица 7. «Условия выбора ТТ»

Расчетные параметры цепи	Каталожные данные ТТ	Условие выбора
UУСТ	UНОМ	UУСТ UНОМ
IРАБ. УТЖ	IНОМ	IРАБ. УТЖ IНОМ
iУ	IMДИН RДИН	iУ IMДИН
Bк	IT, iТ, RТ, I1НОМ
Z2	Z2НОМ	Z2 Z2НОМ

Подробнее остановимся на расчете нагрузки Z₂. Индуктивное сопротивление токовых цепей невелик, поэтому Z₂r₂.

Вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов:

r₂=r_ПРИБ + r_КОНТТ+ r_ПРОВ.

Сопротивление приборов

где S_ПРИБ. – мощность, потребляемая приборами.

Для подсчета S_ПРИБ рекомендуется табличная форма 8.

Таблица 8. «Расчет S_ПРИБ ВА»

Наименование и тип прибора	Фаза А	Фаза В	Фаза С
Амперметр Э-378	0,1	0,1	0,1
Счетчик активной энергии И-670М	2,5	-	2,5
Итого

ТТ установлены во всех цепях (цепи генераторов, трансформаторов, линий и пр.). Необходимо учесть схемы включения и распределения приборов по комплектам или сердечника ТТ [23,40].

Сопротивление контактов r_К принимают равным 0,05 Ом при 2х-3х и 0,1 Ом - при большем числе приборов. Зная Z_2НОМ, определяем допустимое сопротивление

r_ПР = Z_2НОМ – r_ПРИБ –r_КОНТ

и площадь сечения проводов; l_РАСЧ.- расчетная длина, зависящая от схемы соединения ТТ и расстояния l от ТТ до приборов: при включении в неполную звезду при включении в звезду при включении в одну фазу

Для разных присоединений принимаются следующие длины соединительных проводов (м).

Все цепи ГРУ 6-10 кВ, кроме линий к потребителям	40-60
Линии 6-10 кВ к потребителям	4-6
Цепи генераторного напряжения блочных станций	20-40
Все цепи РУ 35 кВ	60-75
Все цепи РУ 110 кВ	75-100
Все цепи РУ 220 кВ	10-150
Все цепи РУ 330-500 кВ	150-175

Для подстанций указанные длины снижаются на 15…20%.

Полученные площади сечений не должны быть меньше 4 мм² для проводов с алюминиевыми жилами и 2,5 мм² – с медными. По условиям механической прочности.

Провода сечение более 6 мм² обычно не применяются.

Измерительные трансформаторы напряжения

Измерительные ТН характеризуются номинальным значением первичного напряжения, вторичного напряжение (обычно 100 В или 100/3), коэффициент трансформации К=U_1НОМ/ U_2НОМ. В зависимости от погрешности различают следующие классы точности ТН: 0,2; 0,5; 1; 3.

Вторичная нагрузка ТН – это мощность внешней вторичной цепи под номинальной вторичной нагрузкой S_2НОМ понимают наибольшую нагрузку, при которой погрешность не выходит за допустимые пределы, установленные для ТН данного класса точности.

В электроустановках напряжением до 18 кВ применяются 3х фазные и 1-о фазные ТН, при более высоких напряжениях – только однофазные.

При напряжении до 20 кВ имеется большое число типов трансформаторов напряжения:

• сухие (НОС);

• масляные (НОМ, 3 НОМ, НТМИ, НТМК) с литой изоляцией (ЗНОЛ).

Следует отличать однофазные 2х обмоточные ТН-НОМ от однофазных 3х обмоточных ТН ЗНОМ. ТН ЗНОМ-15-20-24 и ЗНОЛ-06 устанавливаются в комплектных токопроводах мощных генераторов.

В эл. установках напряжением 110 кВ и выше применяются ТН каскадного типа НКЖ и емкостные делители напряжения НДЕ.

В зависимости от назначения могут применяться разные схемы включения ТН.

Два однофазных ТН, соединенных в неполный треугольник, позволяют измерить 2 линейных напряжения. Такая схема целесообразна для подключения счетчиков и ваттметров. Для измерения линейных и фазных напряжений могут быть использованы 3 однофазных ТН, соединенных по схеме «Звезда-Звезда» или 3х фазный типа НТМИ, третья обмотка которого соединена в разомкнутый треугольник и используется для присоединения реле защиты от замыканий на землю. Так же соединяются в 3х фазную группу однофазные 3х обмоточные ТН ЗНОМ и НКФ,

ТН выбирают по условиям U_УСТ U_1НОМ, S₂ S_2НОМ.

За мощность S_2НОМ принимают мощность всех 3х фаз однофазных ТН, соединенных по схеме звезды и удвоенную мощность однофазного ТН, включенного по схеме неполного треугольника.

Для подсчета S₂ рекомендуется табличная форма (9). Перечень измерительных приборов для расчетной цепи принимается на основании рекомендаций [ ]. Расчетную нагрузку приборов для упрощения расчетов не разделяют по фазам, тогда получают

Таблица 9. “Расчет нагрузки ТН”

Наименование и тип прибора	Мощность одной катушки прибора	Число катушек	cos	sin	Р, Вт	Q, ВА
Вольтметр Э-335	2,0 ВА	1	1,0	0	20,0	-
Ваттметр Д-335	1,5 ВА	2	1,0	0	3,0	-
Счетчик активной энергии И-680	2,0 ВА	2	0,38	0,925	4,0	9,7
Счетчик реактивной энергии И-676	3,0 ВА	2	0,38	0,925	6,0	14,5

Итого…

При определении вторичной нагрузки сопротивление соединительных проводов не учитывается, так как оно мало, однако сопротивление проводов создает дополнительную потерю напряжения.

Согласно ПУЭ потери напряжения в проводах от трансформаторов напряжения к счетчикам не должны превышать –0,5%, а в проводах к щитовым измерительным приборам – 3%.

Площадь сечения проводов принимают:

1,5 мм² – медных, 2,5 мм² – алюминиевых.

Выбор и расчет токоведущих частей аппаратов, шин, проводов и кабелей

Выбор и расчет токоведущих частей аппаратов и проводников – важнейший этап проектирования любой электроустановки, от которого в значительной степени зависит надежность ее работы.

При выборе токоведущих частей необходимо обеспечить выполнение ряда требований, вытекающих из условий работы.

Аппараты и проводники должны:

1. Длительно проводить рабочие токи без чрезмерного повышения температуры;

2. Противостоять кратковременному электродинамическому и тепловому действию токов КЗ;

3. Выдерживать механические нагрузки, создаваемые собственной массой и массой связанных с ними аппаратов, а также усилия, возникающие в результате атмосферных воздействий (ветер, гололед), это требование учитывается при расчете ЛЭП и РУ;

4. Удовлетворять требованиям экономичности электроустановки;

Один из важнейших вопросов – обеспечение термической стойкости аппаратов и проводников, что является следствием потерь мощности в них.

Составляющими этих потерь являются:

1. Потери в токоведущих частях, обмотках, контактах;

2. Потери от вихревых токов в металлических частях, особенно в ферромагнитных;

3. Потери в магнитопроводах трансформаторов, электромагнитов;

4. Потери в диэлектриках.

Для аппаратов и проводников эти потери являются сложной функцией тока, напряжения и частоты. Не учитывая, что при протекании по проводника частоты и напряжение меняется незначительно, то можно считать, что потери мощности пропорциональны квадрату тока.

Различают два основных режима нагрева токоведущих частей:

• Длительный нагрев рабочим током; этот режим характеризуется тепловым равновесием, в нем проводники приобретают определенную (установившуюся температуру);

• Кратковременный нагрев током КЗ; в этом режиме температура проводника непрерывно растет, так как теплота выделяется во много раз больше, чем в нормальном режиме, она не успевает отводиться и тепловое равновесие не устанавливается.

Допустимые температуры в каждом режиме различны и определяются рядом требований;

1. Обеспечить экономически целесообразный срок службы изоляции;

2. Обеспечить надежную работу контактной системы;

3. Не допускать заметного ухудшения механически свойств металла токоведущих частей;

4. Не допускать разрушение изоляции.

Рассматривая вопрос о допустимых температурах аппаратов и проводников, необходимо определить понятия о наблюдаемых температурах и температурах в наиболее нагретых точках аппаратов (машин).

Под наблюдаемыми температурами понимают температуры, найденные простым измерением. Они на 5…15 ⁰С отличаются от температуры, в наиболее нагретых точках.

Для кабелей длительно допустимые температуры определены в зависимости от номинального напряжения и конструкции кабеля:

• Для одножильных кабелей всех напряжений и 3х жильных кабелей 3 кВ – 80⁰С; для трехжильных кабелей 6 кВ – 65⁰С; 10 кВ – 60⁰С; 20 и 35 кВ – 50⁰С;

Допустимые конечные температуры для кратковременного нагрева при КЗ значительно выше допустимых температур при длительной работе, так как износ изоляции и интенсивность окисления контактов определяются не только температурой, но и длительностью теплового воздействия. Допустимые конечные температуры ( в ⁰С) при КЗ приведены ниже: