Выбор трансформаторов тока в цепях учёта (стр. 1 из 2)
Задание
Часть 1. Проверка правильности выбора трансформатора тока
| № п/п | Мощность трансформатора, кВА | Мощность нагрузки изменяется от указанной до номинальной | Коэффициент трансформации тр-ра тока |
| 10 | 250, 10/0,4 кВ | 70 | 75/5 |
Часть 2. Расчет нагрузки трансформатора тока
| №п/п | Междуфазная нагрузка, ВА | Длина кабеля до трансформатора напряжения, м | Сечение кабеля, мм2 | ||
| Sаb | Sbс | Sса | |||
| 10 | 33 | 33 | 38 | 25 | 2,5 |
Часть 3.Расчет экономии электроэнергии, затрачиваемой на освещение
| №варианта | ЛН,N | НЛ,M |
| 10 | 285 | 54 |
1. Проверка правильности выбора трансформатора тока
Проверить правильно ли выбраны трансформаторы тока при выполнении учета электроэнергии на силовом трансформаторе.
| № п/п | Мощность трансформатора, кВА | Мощность нагрузки изменяется от указанной до номинальной | Коэффициент трансформации тр-ра тока |
| 10 | 250, 10/0,4 кВ | 70 | 75/5 |
Задача 1. Необходимо выполнить учет электроэнергии на силовом трансформаторе 250 кВА, 10/0,4 кВ. Мощность нагрузки трансформатора изменяется от 70 кВА до номинальной. Ячейка трансформатора оборудована трансформаторами тока с К1=75/5 (коэффициент трансформации в виде отношения номинальных первичного и вторичного токов). Требуется проверить их пригодность (правильно ли выбраны ТТ).
Номинальный первичный ток трансформатора по стороне 10 кВ
=250/(√3∙10)=25/√3=14,43 АТок минимальной нагрузки
=70/(√3∙10)=7/√3=4,04 АВторичный ток при номинальной нагрузке
=14,43∙5/75=0,96 АСогласно ПУЭ при максимальной нагрузке присоединения вторичный ток должен составлять не менее 40% от номинального тока счетчика. Номинальный вторичный ток равен 5А.
5А-100%
0,96А-х% 5/100=0,96/х 5*х=0,96*100 х=96/5 х=19,2
Отношение вторичного тока к номинальному в процентах составит:
(0,96/5)∙100%=19,25<40% – условие не выполняется
Вторичный ток при минимальной нагрузке
=4,04∙5/75=0,27 АСогласно ПУЭ при минимальной нагрузке присоединения вторичный ток должен составлять не менее 5%. от номинального тока счетчика. Номинальный вторичный ток равен 5А.
Отношение вторичного тока к номинальному в процентах составит:
(0,27/5))∙100%=5,39>5% – условие выполняется, но можно лучше
Таким образом, трансформатор тока нужно заменить трансформатором тока 30/5.
Тогда вторичный ток при номинальной нагрузке
=14,43∙5/30=72,15/30=2,405 АА отношение вторичного тока к номинальному в процентах составит:
(2,405/5)∙100%=48,1>40% – условие выполняется
Вторичный ток при минимальной нагрузке
=4,04∙5/30=20,2/30=0,67 АОтношение вторичного тока к номинальному в процентах составит:
(0,67/5))∙100%=0,135*100=13,5>5% – условие выполняется
Вывод: Трансформатор тока представляет собой вспомогательный аппарат, в котором вторичный ток практически пропорционален первичному току и предназначенный для включения измерительных приборов и реле в электрические цепи переменного тока. Трансформаторы тока служат для преобразования тока любого значения и напряжения в ток, удобный для измерения стандартными приборами (5 А), питания токовых обмоток реле, отключающих устройств, а также для изолирования приборов и обслуживающего их персонала от высокого напряжения.
Обычно трансформатор тока выбирается с условием, чтобы его вторичный ток не превышал 110% номинального. С другой стороны, трансформаторы тока, выбранные с завышенными коэффициентами трансформации с учетом тока КЗ, при малых вторичных токах имеют повышенные погрешности. Согласно ПУЭ при максимальной нагрузке присоединения вторичный ток должен составлять не менее 40% от номинального тока счетчика, а при минимальной – не менее 5%.
Таким образом трансформатор тока был выбран неправильно. Так как номинальный ток вторичной обмотке указан в паспортной табличке и равен 5А, то обратимся к принятой для ТТ шкале номинальных первичных токов: 1,5,10,15,20,30,40,50,75 и т.д. Выбрав вторичный ток = 30А получаем трансформатор с коэффициентом трансформации К=30/5
2. Расчет нагрузки трансформатора тока
Определить нагрузку на трансформатор напряжения и падение напряжения в кабеле. Сравнить с допустимыми значениями.
| №п/п | Междуфазная нагрузка, ВА | Длина кабеля до трансформатора напряжения, м | Сечение кабеля, мм2 | ||
| Sаb | Sbс | Sса | |||
| 10 | 33 | 33 | 38 | 25 | 2,5 |
Для трехфазного трансформатора напряжения определяется мощность нагрузки SТНкаждой из фаз по формуле
где
- наибольшая и наименьшая мощности междуфазной нагрузкиИз трех вычисленных таким образом нагрузок берется наибольшая SТНmax, и проверяется неравенство
.Наиболее загружена фаза с. Мощность ее нагрузки
Расчетная нагрузка трансформатора напряжения
,т.е. не превышает допустимую.
Сопротивление соединительных проводов определяется по формуле
где ℓ – длина провода между трансформатором тока и счетчиком, м; γ – удельная проводимость; для меди γ= 53 м/(Ом·мм2), для алюминия γ= 32 м/(Ом·мм2); s-сечение провода, мм2.В токовых цепях сечение медных проводов должно быть не менее 2,5 мм2, алюминиевых – не менее 4 мм2.
Сопротивление алюминиевого провода
Определяется ток нагрузки IТН фазы c:
Ток нагрузки в фазе с
Согласно ПУЭ сечение и длина проводов и кабелей в цепях напряжения расчетных счетчиков выбираются таким образом, чтобы потери напряжения в этих цепях составляли не более 0,25% номинального напряжения. При номинальном напряжении 100 В потеря напряжения в вольтах численно совпадает с потерей напряжения в процентах.
Определяется падение линейного напряжения ΔU для трехфазного трансформатора напряжения:
Падение напряжения в соединительных проводах
<0,25% что допустимо.Вывод: Измерительные трансформаторы напряжения– это промежуточные трансформаторы, через которые включаются измерительные приборы при высоких напряжениях. Благодаря этому измерительные приборы оказываются изолированными от сети, что делает возможным применение стандартных приборов (с переградуированием их шкалы) и тем самым расширяет пределы измеряемых напряжений. Нагрузка на трансформатор и падение напряжения в кабеле не превышают допустимые.
3. Расчет экономии электроэнергии, затрачиваемой на освещение
| №варианта | ЛН,N | НЛ,M |
| 10 | 285 | 54 |
Производственный цех имеет верхнее освещение. Источник света – N=285 светильников, каждый из которых имеет одну лампу накаливания.
Мощность лампы накаливания 
.
Исследование освещения показало, что M=54 светильников с натриевыми лампами высокого давления мощностью
обеспечат тот же уровень освещенности в цехе.Срок службы ламп накаливания (ЛН) – 1000 часов.
Срок службы натриевых ламп высокого давления (НЛ) – 10000 часов.
Время работы светильников в год
часов.Расчет включает следующие этапы:
1. Расчет капитальных затрат.
2. Расходы на электроэнергию.
3. Эксплуатационные расходы.
4. Расчет срока окупаемости.
1. Капитальные затраты (КЗ)
| Статья расхода | ЛН | НЛ |
| 1. Количество светильников | 285 | 54 |
| 2. Стоимость светильников, включая управления (за ед., у. е.) | 100 | 180 |
| 3. Стоимость замены ламп (за ед., у. е.) | 12 | 48 |
| 4. Стоимость установки светильников (за ед., у. е.) | 50 | 120 |
| ИТОГО: КЗ | 285*(100+12+50)=285*162=46170 | 54*(180+48+ 120)=54*348= 18792 |
КЗ=M (Расход по статье 2+расход по статье 3+расход по статье 4))
2. Расходы на электроэнергию
| Статья расхода | ЛН | НЛ |
| 1. Количество светильников | 285 | 54 |
| 2. Потребление электроэнергии каждой лампой, Вт | 500 | 400 |
| 3. Часы работы, час/год(Тр) | 3000 | 3000 |
Электроэнергия, потребляемая лампами накаливания за год, кВтч/год:  | 285*500Вт*3000 час/год=427500000Вт∙ч/год=427500 кВт∙ч/год | 54*400Вт*3000=64800000 Вт∙ч/год=64800 кВт∙ч/год |
| 4. Стоимость эл. энергии за 1 кВтч, у. е. (Т) | 0,05 | 0,05 |
ИТОГО. Общие расходы на электроэнергию за год.  где Т – тариф за 1 кВтч. | 427500*0,05=21375 | 64800*0,05=3240 |
3. Эксплуатационные расходы