Выбор трансформаторов тока

Как правило, при проектировании АСКУЭ приходится менять устаревшие измерительные трансформаторы тока (ТТ) на современные. Многие полагают, что достаточно посмотреть, какие ТТ были установлены ранее, и заменить их на такие же, но с суффиксом «S» после обозначения класса точности. На самом деле всё не так просто. За время, прошедшее от обустройства электроснабжения абонента, были введены новые Правила, мог измениться режим потребления и могли быть установлены автоматические коммутаторы. Учтите, что неверный выбор ТТ может привести к тому, что вы никогда не сдадите АСКУЭ поверителю. Это может произойти из-за малых значений немасштабированной  мощности, фиксируемых УСПД, что ведёт к повышенной относительной погрешности вычисляемых расходов. Поэтому выбор ТТ для АСКУЭ – важнейший момент.

Основанием для выбора ТТ в точке учёта служит схема однолинейная электроснабжения потребителя, в которой указаны присоединяемые нагрузки, токи короткого замыкания, подключаемые приборы защиты и измерений, а также графики нагрузок и т.н. «косинус фи» в этой точке. Кроме того,  абонент обычно имеет утверждённый перечень мероприятий, снижающих потребление по рабочим питающим фидерам при аварийном или регламентном отключении других питающих фидеров. Необходимо получить от абонента этот перечень, а если его нет, то необходимо убедить абонента в целесообразности составления такого перечня. Обязательно следует ознакомиться с типоразмерами ячеек и сечением шин, в которых будут установлены новые ТТ. Методики выбора ТТ для цепей 10 кВ и 0,4 кВ несколько отличаются. Рассмотрим, как выбираются ТТ для цепей 10 кВ.

Пример. Абонент питается по двум кабельным линиям (КЛ) от двух разных секций шин   10 кВ, принадлежащих электроснабжающей организации (ЭСО) на подстанции (ПС) 110 кВ. Секции ПС между собой имеют шинный мост. Точки учёта находятся на стороне ЭСО в ПС, КЛ принадлежат абоненту. Обе КЛ поступают в центральный распредпункт 10 кВ абонента на две секции шин 10 кВ, могущие соединяться шинным мостом. Суммарная максимальная нагрузка абонента составляет 4000 кВт, минимальная нагрузка – 100 кВт, нагрузка при работе в аварийном режиме по одной КЛ в течение 2-ух часов – 3000 кВт (мероприятия!), косинус – 0,8. В нормальном режиме нагрузки между КЛ распределены поровну. Для учёта будет применяться электронный счётчик с номинальным током 5 А. В ПС установлен ТТ 400/5 класса 0,5 с номинальной предельной кратностью 10 (отношение тока через ТТ к его номиналу, при котором погрешность <10%). ТТ с таким классом точности в АСКУЭ применять нельзя. Следует заменить ТТ.

Рассчитываем максимальный ток, протекающий через ТТ, в нормальном режиме:

Imax = 2000/(10*1,73*0.8) = 145 А,

где 1,73 – это корень из 3. Это – рабочий ток.

Рассчитываем минимальный ток:

Imin = 100/(10*1,73*0.8) = 7,2А.

Рассчитываем аварийный ток:

Iавар = 3000/(10*1,73*0.8) = 217 А.

Очевидно, что коэффициент ТТ завышен, так как 100*145/400 = 36% < 40% по требованиям ПУЭ. Выбирать ТТ 150/5 класса 0,5Sнельзя, так как такой ТТ не проходит по 5%-ому ограничению на минимальный ток согласно ПУЭ и, кроме того, не проходит по 20%-му ограничению превышению аварийного тока над рабочим. Можно было бы использовать ТТ 200/5 класса 0,5S, он проходит по аварийному току, однако он не проходит по минимальному току. Попробуем ТТ 200/5 класса 0,2S. Тогда согласно табл. Б1 ГОСТ 7746-2001минимальный ток в первичной обмотке может превышать не 5%, а 2% от номинального тока 200 А. Считаем:

100*145/200 = 72%  > 40% -- ТТ проходит по ограничению на рабочий ток согласно ПУЭ,

100*7,2/200 =  3,6% > 2% -- ТТ проходит по ограничению на минимальный ток согласно табл. Б1 ГОСТ 7746-2001,

100*217/200 = 11 % < 20 % -- ТТ проходит по ограничению на аварийный ток по ГОСТ 7746-2001.

Чтобы не перенастраивать релейную защиту и не повышать предельную кратность, коэффициент 400/5 для дополнительной вторичной обмотки защиты рекомендуется  сохранить. Выбираем ТТ с измерительной вторичной обмоткой 200/5 класса 0,2Sи защитной вторичной обмоткой класса 10P. Буква P означает «protection» (защита). Номинальная предельная кратность ТТ  остаётся равной 10. Можно применить ТТ с одинаковыми коэффициентами вторичных обмоток, но тогда потребуется повысить предельную кратность ТТ вдвое и перенастроить релейную защиту. По-любому количество дополнительных вторичных обмоток и их классы точности согласовываются со службой АРЗИ ЭСО.

Если ТТ встроен в комплектное распредустройство (КРУ), то выбирается тот тип ТТ, который применяет изготовитель КРУ, иначе выбирается ТТ, который по установочным размерам аналогичен заменяемому.

В любом случае выбранный ТТ по току термической и динамической стойкости не должен быть хуже заменяемого. При сомнениях ударный ток можно рассчитать по формуле 1,8*корень из 2*Iкз. Токи короткого замыкания берутся из проекта электроснабжения абонента или рассчитываются, исходя из сечений и длин КЛ.

ТТ для цепей 0,4 кВ выбираются аналогично, исключая выбор по параметрам  защиты и токам короткого замыкания. Однако следует учитывать, что если расчётный максимальный ток оказывается меньше, чем 80 А, то ТТ рекомендуется вообще не ставить, применяя в таких точках учёта счётчики прямого включения. Это повышает точность и снижает затраты на АСКУЭ. Но если счётчик прямого включения будет непрерывно по несколько часов в сутки  работать со своим  допустимым максимальным током, то это служит серьёзным обоснованием для возврата к применению ТТ.

В правильной АСКУЭ ТТ всегда выбраны правильно!