Трансформаторы тока выбираются по следующим условиям: 1) номинальное напряжение первичной цепи U1ном; 2) номинальный ток первичной цепи I1ном; 3) номинальный ток вторичной цепи I2ном; 4) класс точности; 5) номинальная мощность вторичной цепи. Выбранные трансформаторы тока проверяются на динамическую и термическую устойчивость.
Номинальный ток первичной цепи трансформатора выбирают по номинальному току установки с учетом того, что перегрузка трансформатора длительным током не должна быть более 10%. Следовательно, при выборе трансформатора тока следует анализировать нагрузку при возможных вынужденных режимах.
.Номинальный ток вторичной цепи трансформатора выбирается в зависимости от типа приборов, присоединяемых ко вторичной цепи.
На тяговых подстанциях трансформаторы тока могут питать амперметры, счетчики учета активной энергии, реле максимального тока, последовательные обмотки реле мощности, первичные обмотки быстронасыщающихся трансформаторов типа ТКБ-1 и датчики телеметрии тока. Для этой цепи обычно используются трансформаторы тока со вторичным током 5 а.
Класс точности трансформатора тока выбирают в соответствии с назначением. При этом каждая из обмоток двухобмоточных трансформаторов может быть использована в своем классе точности.
Номинальная мощность вторичной цепи трансформатора тока не должна выходить за пределы мощности, гарантируемой заводом для данного класса точности. Вследствие малой индуктивности в цепи вторичных обмоток трансформатора тока при выборе учитывают не геометрическую, а арифметическую сумму сопротивлений:
(54-1)
Мощность вторичной обмотки трансформатора в этом случае должна удовлетворять условию
(54-2)
Значения сопротивлений основных приборов приводятся в справочниках.
Сопротивление контактов в зависимости от их числа берется 0,05-0,1 Ом.
Сопротивление одного провода вычисляется по формуле
(54-3)
где l — длина провода между трансформатором тока и щитком приборов, м.
В релейных схемах на оперативном переменном токе трансформатор тока используется не только для питания реле защиты, но и для питания отключающих катушек приводов. В последнем случае требование точности заменяется требованием отдачи мощности, достаточной для надежной работы электромагнитов отключения.
Расчет отдаваемой мощности трансформаторов тока является довольно сложным и трудоемким. Причина этого — появление высших гармоник при насыщении сердечника, потери в стали и нелинейный характер нагрузок.
Поскольку у большинства отечественных трансформаторов тока отдаваемая мощность достигает 400—500 ВА при номинальном первичном токе, то расчет отдаваемой мощности не производят.
Динамическая устойчивость трансформатора тока характеризуется коэффициентом динамической устойчивости. Поэтому трансформатор тока должен удовлетворять условию
(54-4)
Термическая устойчивость трансформатора тока должна удовлетворять неравенству
откуда условие выбора
Если в каталоге при коэффициенте термической устойчивости время не указывается, то оно соответствует 1 сек.
Рис. 54-1. К примеру 54-1
Пример 54-1. Выбрать трансформаторы тока ввода кабелей для примера 52-1.
Трансформаторы тока устанавливаются в двух фазах и предназначаются для питания трехфазного счетчика активной энергии (для денежного расчета), амперметра, реле мощности и реле максимального тока (рис. 54-1).
Решение. Выбираем трансформатор типа ТПФ с коэффициентом трансформации 300/5, двухобмоточный, класса 0,5/3. Обмотка класса 0,5 включается на амперметр и счетчик, обмотки класса 3 — для токовых реле и реле мощности. Расстояние между трансформатором и щитком 25 м.
Определяем сопротивление приборов в цепи обмоток класса 0,5.
Таблица 54-1 | ||
Наименование приборов | Сопротивление в цепи фаз, Ом | |
фаза ж | фаза к | |
Амперметр | 0,07 | 0,021 |
Итого | 0,091 | 0,021 |
Дальнейший расчет ведем для наиболее нагруженной фазы ж. Провода выбираем медные сечением 2,5 мм2. Сопротивление проводов с учетом схемы соединения
Поскольку предельная мощность трансформатора в классе 0,5 равна 15 ВА, то работа его в этом классе обеспечена.
Аналогичным образом проверяются условия работы обмоток трансформатора класса 3.
Динамическая и термическая устойчивость выбранного трансформатора характеризуется коэффициентами kд=165 и kт=75.
Поэтому на основании выражения (54-4)
Так как ударный ток в установке iy = 45 кА, то условию динамической устойчивости трансформатор тока удовлетворяет.
Термическую устойчивость выбранного трансформатора проверяем на основании (54-5):
Таким образом, выбранный трансформатор тока удовлетворяет всем условиям работы.