La resistencia de un transformador de corriente a las influencias mecánicas y térmicas se caracteriza por una corriente de resistencia electrodinámica y una corriente de resistencia térmica.

Corriente electrodinámica de corta duración CARNÉ DE IDENTIDAD es igual a la mayor amplitud de la corriente de cortocircuito durante todo el tiempo de su flujo, que el transformador de corriente puede soportar sin daños que impidan su correcto funcionamiento posterior.

Actual CARNÉ DE IDENTIDAD caracteriza la capacidad del transformador de corriente para soportar los efectos mecánicos (electrodinámicos) de la corriente de cortocircuito.

La resistencia electrodinámica también se puede caracterizar por una multiplicidad K D, que es la relación entre la corriente de resistencia electrodinámica y la amplitud .

Los requisitos de resistencia electrodinámica no se aplican a los transformadores de corriente de barras, integrados y desmontables.

corriente térmica

corriente térmica Yo tt es igual al valor efectivo más alto de la corriente de cortocircuito para el intervalo tt, que el transformador de corriente puede soportar durante todo el período de tiempo sin calentar las partes conductoras de corriente a temperaturas superiores a las permitidas para las corrientes de cortocircuito (ver más abajo ), y sin daños que impidan su funcionamiento posterior.

La resistencia térmica caracteriza la capacidad de un transformador de corriente para soportar los efectos térmicos de una corriente de cortocircuito.

Para juzgar la resistencia térmica de un transformador de corriente, es necesario conocer no solo los valores de la corriente que pasa por el transformador, sino también su duración o, en otras palabras, conocer la cantidad total de calor liberado, que es proporcional al producto del cuadrado de la corriente Yo tT y su duracion t T. Este tiempo, a su vez, depende de los parámetros de la red en la que está instalado el transformador de corriente y varía de uno a varios segundos.

La resistencia térmica se puede caracterizar por una multiplicidad K T corriente térmica, que es la relación entre la corriente térmica y el valor efectivo de la corriente primaria nominal.

De acuerdo con GOST 7746-78, se establecen las siguientes corrientes de resistencia térmica para transformadores de corriente domésticos:

• un segundo Yo 1T o dos segundos Yo 2T(o su multiplicidad K 1T Y K 2T en relación con la corriente primaria nominal) para transformadores de corriente para tensiones nominales de 330 kV y superiores;
• un segundo Yo 1T o tres segundos Yo 3T(o su multiplicidad K 1T Y K 3T en relación con la corriente primaria nominal) para transformadores de corriente para tensiones nominales de hasta 220 kV inclusive.

Entre las corrientes de resistencia electrodinámica y térmica deben existir las siguientes relaciones:

para transformadores de corriente de 330 kV y superiores

para transformadores de corriente para tensiones asignadas hasta 220 kV

Condiciones de temperatura

La temperatura de las partes conductoras de corriente de los transformadores de corriente a la corriente de resistencia térmica no debe exceder:

• 200 °C para partes vivas de aluminio;
• 250 °C para piezas conductoras de cobre y sus aleaciones en contacto con aislamiento orgánico o aceite;
• 300 °C para piezas conductoras de cobre y sus aleaciones que no estén en contacto con aislamiento orgánico o aceite.

Al determinar los valores de temperatura indicados, se debe partir de sus valores iniciales correspondientes a la operación a largo plazo del transformador de corriente a la corriente nominal.

Valores de corrientes de resistencia electrodinámica y térmica de transformadores de corriente estándar estatal no están estandarizados. Sin embargo, deben cumplir con la resistencia electrodinámica y térmica de otros dispositivos de alta tensión instalados en el mismo circuito que el transformador de corriente. En mesa. 1-2 muestra los datos de resistencia dinámica y térmica de los transformadores de corriente domésticos.

mesa 1-2. Datos de resistencia electrodinámica y térmica de algunos tipos de transformadores de corriente domésticos

Nota. La resistencia electrodinámica y térmica depende de la resistencia mecánica de las partes aislantes y conductoras de corriente, así como de la sección transversal de estas últimas.

Los cables y las barras colectoras se seleccionan de acuerdo con sus parámetros nominales (corriente y tensión) y se verifica su resistencia térmica y dinámica al cortocircuito. Dado que el proceso de cortocircuito es de corta duración, se puede suponer que todo el calor liberado en el cable conductor se destina a calentarlo. La temperatura de calentamiento del cable está determinada por su resistividad, capacidad calorífica, temperatura de funcionamiento. Temperatura de calentamiento del cable en modo de funcionamiento normal

donde t o.sr - temperatura ambiente(suelos); t agregar - temperatura permitida en modo normal, tomada igual a 60 ° C; agrego - corriente permitida para la sección seleccionada.

Se aceptan los aumentos de temperatura a corto plazo máximos permitidos durante un cortocircuito para cables de alimentación con aislamiento de papel impregnado: hasta 10 kV con conductores de cobre y aluminio - 200 ° C; 20-35 kV con conductores de cobre - 175 °С.

La verificación de la sección transversal del cable para determinar la resistencia térmica a las corrientes de cortocircuito se realiza de acuerdo con la expresión

(10.27)

donde EN k - impulso térmico; C = A estafa –PERO temprano- coeficiente correspondiente a la diferencia de calor liberado en el conductor después del cortocircuito y antes del mismo.

Para cables de 6-10 kV con aislamiento de papel y conductores de cobre DESDE= 141, con conductores de aluminio DESDE= 85; para cables con aislamiento de PVC o caucho con conductores de cobre DESDE= 123, con conductores de aluminio DESDE= 75.

Durante un cortocircuito, las corrientes transitorias pasan a través de las partes conductoras de corriente, provocando fuerzas dinámicas complejas en las estructuras de barras colectoras y las instalaciones eléctricas. Las fuerzas que actúan sobre las barras rígidas y los aisladores se calculan a partir del valor instantáneo más alto de la corriente de cortocircuito trifásica I y. Esto determina la fuerza máxima F en la estructura de barras sin tener en cuenta las vibraciones mecánicas, pero teniendo en cuenta la distancia yo entre aisladores de barras y distancias entre fases pero(Figura 10.2).

Arroz. 10.2. Distancia entre fases ( B,h- tamaños de neumáticos)

Tensiones admisibles, MPa: para cobre MT - 140, para aluminio AT- 70, para aluminio ATT - 90, para acero - 160.

En los neumáticos multicarril, además de la fuerza entre las fases, existe una fuerza entre los carriles, el cálculo en este caso se vuelve más complicado.

Las fuerzas electrodinámicas en las partes conductoras de corriente de interruptores, seccionadores y otros dispositivos son complejas y difíciles de calcular, por lo tanto, los fabricantes indican la corriente de circuito pasante máxima permitida a través del dispositivo (valor pico) I dina nominal, que no debe ser inferior a la corriente de choque encontrada en el cálculo I y con un cortocircuito trifásico.

Vida útil de los equipos eléctricos en función de los modos de funcionamiento y las características ambientales

Conferencia No. 12-13 Indicadores de la calidad de la energía eléctrica y métodos para su provisión Normas de calidad de la energía eléctrica y su alcance en los sistemas de suministro eléctrico

Un componente importante del problema multifacético de la compatibilidad electromagnética, que se entiende como un conjunto de campos eléctricos, magnéticos y electromagnéticos que generan objetos eléctricos creados por el hombre y afectan la naturaleza muerta (física) y viva (biológica), la realidad técnica, informativa y social. , se convierte en un subsistema de calidad de energía PQI, que en la red eléctrica se caracteriza por indicadores de calidad de energía. La lista y los valores normativos (permisibles) del SQE están establecidos por GOST 13109-97 "Estándares para la calidad de la energía eléctrica en los sistemas de suministro de energía", introducido a partir del 01.01.1999 para reemplazar el GOST 13109-87 existente.

El concepto de calidad de la energía eléctrica es diferente del concepto de calidad de otros bienes. La calidad de la electricidad se manifiesta a través de la calidad del funcionamiento de los receptores eléctricos. Por tanto, si funciona de forma insatisfactoria, y en cada caso concreto, el análisis de la calidad de la energía eléctrica consumida da resultados positivos, entonces la culpa es de la calidad de fabricación o de funcionamiento. Si las SCE no cumplen con los requisitos de GOST, se presentan reclamos contra el proveedor, la compañía de energía. En general, los SCE determinan el grado de distorsión de la tensión de la red eléctrica como consecuencia de las interferencias conductivas (repartidas entre los elementos de la red eléctrica) introducidas tanto por el organismo de suministro como por los consumidores.

La disminución de la calidad de la electricidad provoca:

Aumento de pérdidas en todos los elementos de la red eléctrica;

Sobrecalentamiento de máquinas rotativas, envejecimiento acelerado del aislamiento, reducción de la vida útil (en algunos casos falla) de equipos eléctricos;

Crecimiento en el consumo de electricidad y la potencia requerida de los equipos eléctricos;

Interrupción del trabajo y falsas alarmas de los dispositivos de protección y automatización de relés;

fallas en electronica sistemas de control, Ciencias de la Computación y equipos específicos;

La probabilidad de ocurrencia de cortocircuitos monofásicos debido al envejecimiento acelerado del aislamiento de máquinas y cables, seguido de la transición de cortocircuitos monofásicos a multifásicos;

La aparición de niveles peligrosos de voltajes inducidos en los alambres y cables de líneas de alta tensión desconectadas o en construcción ubicadas cerca de las existentes;

Interferencia en equipos de televisión y radio, operación errónea de equipos de rayos X;

Funcionamiento incorrecto de los contadores de electricidad.

Parte del SCE caracteriza la interferencia introducida por la operación de estado estable de los equipos eléctricos de la organización de suministro de energía y los consumidores, es decir, causada por las peculiaridades del proceso tecnológico de producción, transmisión, distribución del consumo de electricidad. Estos incluyen desviaciones de voltaje y frecuencia, distorsión de la forma sinusoidal de la forma de onda de voltaje, desequilibrio y fluctuaciones de voltaje. Para su normalización, valores permitidos PKE.

La otra parte caracteriza las interferencias de corta duración que se producen en la red eléctrica como consecuencia de procesos de conmutación, rayos y fenómenos atmosféricos, funcionamiento de equipos de protección y automatización, y modos post-emergencia. Estos incluyen caídas y pulsos de voltaje, interrupciones a corto plazo en el suministro de energía. Para estos SCE, los valores numéricos permitidos no están establecidos por GOST. Sin embargo, parámetros como amplitud, duración, frecuencia y otros deben ser medidos y conformados por conjuntos de datos estadísticos que caractericen una determinada red eléctrica en relación a la probabilidad de interferencia a corto plazo.

GOST 13109-97 establece indicadores y estándares en redes eléctricas de sistemas de suministro de energía de propósito general para corriente alterna trifásica y monofásica con una frecuencia de 50 Hz en puntos a los que se conectan redes eléctricas propiedad de varios consumidores de energía eléctrica o receptores. de energía eléctrica (puntos de conexión general) están conectados. Los estándares se utilizan en el diseño y operación de redes eléctricas, así como para establecer los niveles de inmunidad al ruido de los receptores eléctricos y los niveles de interferencia electromagnética conductiva introducida por estos receptores. Hay dos tipos de normas: normalmente permisibles y máximas permisibles. La evaluación del cumplimiento se lleva a cabo en un período de facturación de 24 horas.

La calidad de la electricidad se caracteriza por parámetros (frecuencia y voltaje) en los nodos de conexión de los niveles del sistema de suministro de energía.

Frecuencia- el parámetro de todo el sistema está determinado por el balance de potencia activa en el sistema. Cuando hay escasez de potencia activa en el sistema, la frecuencia se reduce a un valor en el que se establece un nuevo equilibrio de electricidad generada y consumida. En este caso, la disminución de la frecuencia está asociada con una disminución de la velocidad de rotación de las máquinas eléctricas y una disminución de su energía cinética. La energía cinética así liberada se utiliza para mantener la frecuencia. Por lo tanto, la frecuencia en el sistema cambia relativamente lentamente. Sin embargo, con una escasez de potencia activa (más del 30%), la frecuencia cambia rápidamente y se produce el efecto de un cambio de frecuencia "instantáneo": "avalancha de frecuencia". Un cambio en la frecuencia a una tasa de más de 0,2 Hz por segundo se denomina comúnmente fluctuaciones de frecuencia.

Tensión en el nodo del sistema eléctrico de potencia. está determinado por el balance de potencia reactiva en el sistema como un todo y el balance de potencia reactiva en el nodo de la red eléctrica. Se establecen 11 indicadores de calidad de energía:

desviación de voltaje de estado estable δU y;

rango de cambio de voltaje δU t ;

dosis de parpadeo P t ;

coeficiente de distorsión de la curva sinusoidal de la tensión de fase a fase (fase) PARA tu ;

coeficiente norte- ª componente armónica de la tensión PARA tu ( norte ) ;

factor de desequilibrio de tensión en secuencia inversa K 2 U ;

coeficiente de asimetría de tensión en la secuencia cero K 0 U ;

desviaciones de frecuencia Δf;

la duración de la caída de tensión Δt p;

tensión de impulso U imp;

coeficiente de sobretensión temporal K por U .

No todas las SCE tienen normas establecidas por la norma. Entonces, la desviación de voltaje constante (este término significa la desviación promedio durante 1 minuto, aunque el proceso de cambio del valor de voltaje efectivo durante este minuto puede ser completamente inestable) se normaliza solo en redes de 380/220 V, y en puntos en redes de mayor voltaje se debe calcular. Para huecos de tensión sólo se establece la duración máxima admisible de cada uno (30 s) en redes con tensión hasta 20 kV y se presentan datos estadísticos de dosis relativa de huecos de diferente profundidad en el total de huecos, pero datos estadísticos de su número por unidad de tiempo (semana, mes, etc.). No se han establecido normas para las tensiones de impulso y las sobretensiones temporales, pero se dan antecedentes sobre sus posibles valores en las redes de los organismos de suministro eléctrico.

Al determinar los valores de algunos indicadores KE, se utilizan los siguientes parámetros auxiliares de energía eléctrica:

Frecuencia de repetición de cambios de voltaje F δUt ​​​​;

Intervalo entre cambios de tensión Δt i , i +1 ;

Profundidad de la caída de tensión δU PAGS ,

Frecuencia de aparición de huecos de tensión F PAGS ;

La duración del pulso al nivel de 0,5 de su amplitud Δt imp 0,5;

Duración de la sobretensión temporal Δt por U .

Para todos los SCE, los valores numéricos de las normas para los que están en la norma, se lanza contractualmente el mecanismo de sanciones, que se forma para seis SCE de los 11 enumerados: desviación de frecuencia; desviación de voltaje; dosis de parpadeo; el factor de distorsión de la sinusoidalidad de la curva de tensión; factor de desequilibrio de tensión en secuencia inversa; coeficiente de asimetría de tensión en la secuencia cero.

La responsabilidad por las desviaciones de frecuencia inaceptables ciertamente recae en la organización del suministro de energía. La organización de suministro de energía es responsable de las desviaciones de voltaje inaceptables si el consumidor no viola las condiciones técnicas para el consumo y generación de energía reactiva. La responsabilidad por la violación de las normas para los otros cuatro (PQI con responsabilidad definida) recae en el culpable, determinada sobre la base de una comparación de la contribución permitida incluida en el contrato con el valor del SQI considerado en el punto de medición de electricidad con el contribución real calculada sobre la base de mediciones. Si las contribuciones permitidas no están especificadas en el contrato, la organización de suministro de energía es responsable de la mala calidad, independientemente del culpable de su deterioro.

Los transformadores de corriente están diseñados para reducir la corriente primaria a los valores más convenientes para instrumentos de medición y relés. (5 A, rara vez 1 o 2,5 A), así como para separar los circuitos de control y protección de los circuitos primarios de alta tensión. Los transformadores de corriente utilizados en aparamenta actúan simultáneamente como aislador de bushing (TPL, TPO). En aparamenta completa, se utilizan transformadores de corriente de soporte pasante (varilla) - TLM. TPLC, TNLM, neumático - TSHL. en aparamenta de 35 kV y superior - incorporado, según el tipo de aparamenta y su tensión.

El cálculo de transformadores de corriente en una subestación, en esencia, se reduce a comprobar el transformador de corriente suministrado completo con la celda seleccionada. Entonces, la marca del transformador de corriente depende del tipo de celda elegido; además, los transformadores de corriente eligen:

1) por voltaje;

2) por corriente (primaria y secundaria)

En este caso se debe tener en cuenta que para aparamenta de 500 kV y aparamenta potente de 330 kV se utiliza la corriente secundaria nominal de 1A, en los demás casos se utiliza una corriente secundaria de 5 A. La corriente primaria nominal debe ser lo más cercana en la medida de lo posible a la corriente nominal de la instalación, ya que la subcarga del primario del transformador provoca un aumento de los errores.

Se comprueba la resistencia dinámica y térmica del transformador de corriente seleccionado a las corrientes de cortocircuito. Además, los transformadores de corriente se seleccionan de acuerdo con la clase de precisión, que debe corresponder a la clase de precisión de los dispositivos conectados al circuito secundario del transformador de corriente de medición (ITT) - Para que el transformador de corriente proporcione la precisión de medición especificada, el la potencia de los dispositivos conectados a él no debe exceder la carga secundaria nominal especificada en el pasaporte del transformador de corriente.

La resistencia térmica de un transformador de corriente se compara con un impulso térmico B k:

donde es el coeficiente de estabilidad dinámica.

La carga del circuito secundario del transformador de corriente se puede calcular mediante la expresión:

donde - la suma de las resistencias de todos los devanados de dispositivos o relés conectados en serie;

Resistencia de los cables de conexión;

Resistencia conexiones de contacto( = 0,05 ohmios, con 2 - 3 dispositivos: con más de 3 dispositivos = 0,1 ohmios).

La resistencia de los dispositivos está determinada por la fórmula:

donde es la resistividad del alambre;

calculo- longitud estimada de los cables;

q- sección de cables.

La longitud de los cables de conexión depende del diagrama de conexión del transformador de corriente:

,

(6.37)

donde metro- coeficiente que depende del esquema de conmutación;

yo- longitud de los cables (para subestaciones tomar yo= 5 metros).

Al encender el transformador de corriente en una fase. metro= 2, cuando el transformador de corriente está conectado a una estrella incompleta, cuando está conectado a una estrella, metro =1.

La sección transversal mínima de los hilos de los circuitos secundarios del transformador de corriente no debe ser inferior a 2,5 mm 2 (para aluminio) y 1,5 mm 2 (para cobre) según la condición de resistencia mecánica. Si se conectan medidores al transformador de corriente, estas secciones deben aumentarse en un paso.

En la aparamenta de BT de la subestación, los transformadores de corriente deben seleccionarse (verificarse) en las celdas de los siguientes tipos: líneas de entrada, seccionales, salientes, así como en las celdas del transformador auxiliar. Las corrientes nominales de estas celdas están determinadas por las expresiones (6.21-6.23), y en las celdas TSN:

,

(6.38)

donde S ntsn- potencia nominal de TSN.

Los resultados del cálculo se resumen en la tabla 6.8:

Tabla 6.8 - Tabla resumen para la selección de transformadores de corriente del cuadro de la subestación de BT:

Parámetro del transformador	Condición de selección (comprobación)	tipos de células
aporte	seccionamiento	líneas salientes	TSN
Tipo de transformador	determinado por la serie celular (según el directorio)
Tensión nominal
Corriente nominal
primario
secundario	PERO
Clase de precisión	Según la clase de precisión de los dispositivos conectados
o
Estabilidad Dinámica
Estabilidad térmica

Ejemplo 1

Seleccione un transformador de corriente en el cuadro de entrada del transformador de potencia en la subestación. La potencia nominal del transformador es de 6,3 MVA, la relación de transformación es de 110/10,5 kV. La subestación tiene dos transformadores. La carga de diseño de la subestación es S máx. 10,75 MVA. La red de 10 kV no está puesta a tierra. Corriente de sobretensión en el lateral baja tensión es 27,5 kA. A los transformadores de corriente se les debe conectar amperímetros y medidores de potencia activa y reactiva. Tipo de celdas en RU-10 kV - KRU-2-10P.

Corriente nominal máxima de la celda de entrada (para la condición de funcionamiento más desfavorable):

PERO.

Se selecciona el transformador de corriente estándar más cercano integrado en la celda de entrada (KRU-2-10P): TPOL-600 / 5-0.5 / R con dos devanados secundarios: para instrumentos de medición y protección de relé. La carga nominal de un transformador de corriente de clase de precisión 0.5 - S2= 10 VA ( r2\u003d 0.4 Ohm), la multiplicidad de estabilidad electrodinámica, k dyn= 81, multiplicidad de estabilidad térmica, k T= 3 s. Estos datos se indican en /3, 10/.

Se comprueba la estabilidad electrodinámica del transformador de corriente seleccionado:

,

así como la estabilidad térmica:

,

C del cálculo (tabla 4.4); Ta\u003d 0.025 s según la tabla 4.3;

1105,92 > 121,78.

En circuitos sin conexión a tierra, es suficiente tener transformadores de corriente en dos fases, por ejemplo, en A y C. Se determinan las cargas en el transformador de corriente de los instrumentos de medición, los datos se resumen en la tabla 6.9:

Tabla 6.9 - Carga de instrumentos de medida por fases

Nombre del dispositivo
PERO	EN	DESDE
Amperímetro	H-377	0,1
Medidor de energía activa	SAZ-I673	2,5		2,5
Medidor de energía reactiva	SRC-I676	2,5		2,5
Total		5,1

La tabla muestra que la fase A es la más cargada, su carga es VA o aplicación= 0,204 ohmios. Se determina la resistencia de los cables de conexión hechos de aluminio con una sección transversal. q\u003d 4 mm 2, largo yo= 5 metros

Ohm

donde \u003d 0.0283 Ohm / m mm 2 para aluminio;

Impedancia del circuito secundario:

donde continuación= 0,05 ohmios.

Comparando el pasaporte y los datos calculados sobre la carga secundaria de los transformadores de corriente, obtenemos:

Por lo tanto, el transformador de corriente seleccionado pasa por todos los parámetros.

6 Comprobación de la resistencia térmica de los cables

Los cables se prueban para la resistencia térmica de acuerdo con la condición

donde q - sección electiva del conductor.

qmin - kvVk (para las marcas aceptadas en el borrador de la República Popular China de acuerdo con el Apéndice 21.OST5.6181-81, aceptamos k = 7.3).

Para el alimentador del generador, el ajuste de operación del interruptor automático es de 0.18 s y el impulso térmico para este momento es Vk = 10.944 kA2 s.

Por lo tanto, la sección transversal mínima qmin=7.3v10.944=24.205mm2.

Por lo tanto, todas las secciones son adecuadas para un alimentador de generador, a partir de 25 mm2 y más, es decir. sección 370 mm2 (2×185), seleccionada de las condiciones de calentamiento, satisface la condición especificada.

La activación de la protección en los alimentadores de consumidores se produce en 0,04 s. Para este momento de tiempo Vk=Vk0.04=2.566kA2s y la sección transversal mínima qmin=7.3v2.566=11.694mm2.

Por lo tanto, en los alimentadores conectados al cuadro de distribución principal de los consumidores, se pueden utilizar cables con una sección transversal de 16 mm2 o más.

Columna de alto voltaje disyuntor SF6

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4.4 Comprobación de la resistencia térmica y dinámica de los dispositivos de protección

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Capacidad de rotura última Iab. pr \u003d 9 kA.

Iab. pr=9kA>Isp=3.52kA

Interruptor AE 2066-100

Capacidad de rotura última Iab. pr=12 kA.

Iab. pr=12 kA>Isp=11,5 kA

Se cumple la resistencia dinámica para este interruptor automático.

Comprobación de la liberación según la condición:

donde yo p. max - corriente máxima de funcionamiento del motor de la prensa.

Fusible PN-2-100-10

U nom = 380V

I apagado nom > i sp 100kA > 1.94kA

Yo nom > Yo esclavo 100A > 10A

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Punto Scalc, kVA n Marca Fprin, mm² Bk, kA mm² qmin, mm² Fcon, mm² 1 2 3 4 5 6 7 8 2 N2XSEY 3Ch25 8,64 21,001 3Ch25 GPP-TP 7.448,98 2 N2XSEY 3Ch25 8,83 21,230 3Ch24 GPP-AD05 1 8.80 21...

Fuente de alimentación del taller de montaje mecánico.

Con el paso de la corriente de cortocircuito. cable, se genera un impulso térmico en el cable. La cantidad de calor depende de la duración de la protección, la duración de la corriente de cortocircuito y la magnitud de la corriente de cortocircuito...