Применение трансформаторов тока
В современных условиях, в связи с обновлением оборудования, устаревшего не только морально, но и физически, совершенствованием релейной защиты и внедрением АИИСКУЭ, идет активная замена старых трансформаторов тока на новые, отвечающие современным требованиям. И если на напряжение 10 кВ стоимость трансформатора тока не является определяющей при проведении реконструкции, то с увеличением класса напряжения картина меняется. Связано это с тем, что с ростом класса напряжения растет сложность конструкции трансформатора тока и увеличивается расход материалов. Соответственно, резко возрастает и стоимость оборудования. Но возможность решить эту проблему, безусловно, существует - за счет применения встроенных трансформаторов тока (ТВ).
Алексей Аничкин, инженер-конструктор ОАО «СЗТТ»;
Александр Смирнов, ведущий специалист по маркетингу
Обновление оборудования подстанций касается не только трансформаторов тока.
Зачастую оно включает в себя замену высоковольтных вводов выключателей и
силовых трансформаторов как наиболее важных элементов подстанции.
Следовательно, при этом возможна полная или частичная замена ТВ.
Новые высоковольтные вводы имеют диаметр значительно меньший, чем у их более
старых аналогов. Это, в свою очередь, дает возможность уменьшить внутренний
диаметр трансформаторов тока и, следовательно, улучшить его метрологические
характеристики. Кроме того, применение аморфных сплавов позволяет изготавливать
ТВ высоких классов точности 0, 2S и 0, 5S, начиная с первичных токов 100-300 А.
Меньшие размеры вводов позволяют также значительно сократить габариты ТВ,
применяемых для релейной защиты.
Поскольку ТВ относятся к электрооборудованию класса напряжения 0, 66 кВ, то в их
стоимости отсутствуют затраты на высоковольтную изоляцию - она обеспечивается
вводом. По этой же причине конструкция ТВ, относительно простая среди
трансформаторов тока, не изменяется с ростом класса напряжения
электрооборудования.
Основным фактором, влияющим на стоимость ТВ, являются затраты на магнитопровод.
Для производства магнитопроводов используются два основных материала:
электротехническая сталь - для защитных трансформаторов; аморфные сплавы - для
измерительных. Стоимость остальных материалов на цене ТВ сказывается
незначительно. Поэтому, как правило, затраты на приобретение ТВ получаются
значительно ниже, чем стоимость отдельно стоящего трансформатора тока.
Однако в случае, когда нет необходимости замены высоковольтных вводов, широкому
использованию ТВ высоких классов точности препятствует ряд факторов:
1. Замена существующих ТВ на новые, более высоких классов точности, связана с
трудоемкой и продолжительной работой по демонтажу ввода.
2. Возможный срок выполнения этой работы ограничивается климатическими
условиями, т. е. установка в зимний период затруднена или невозможна.
3. Замена ТВ требует перенастройки релейной защиты, что нежелательно или
технически невозможно.
4. После работ по замене ТВ необходима регулировка выключателя.
Решением этих проблем является применение трансформаторов тока, предназначенных
для установки снаружи на ввод выключателя. Это позволяет проводить установку ТВ
в любое время года. В этом случае решается и вопрос с релейной защитой, так как
нет необходимости замены ранее установленных ТВ.
Первый в СНГ встроенный трансформатор тока наружной установки с литой изоляцией
был разработан и изготовлен на ОАО «СЗТТ» в 2006 году. В настоящее время
трансформаторы ТВ-110-IX (для вводов 110 кВ) серийно выпускаются на токи
100-1000 А и классы точности 0, 2S; 0, 5S; 0, 5, 10Р.
Трансформатор ТВ-110-IX представляет собой размещенный в литом корпусе,
выполненном из компаунда, тороидальный магнитопровод, на который равномерно
намотана вторичная обмотка, и экран, выполненный из электропроводящего
материала. Для получения различных коэффициентов трансформации вторичная
обмотка имеет несколько ответвлений.
В настоящее время на ОАО «СЗТТ» налажен серийный выпуск ТВ наружной установки
для вводов 35, 110 и 220 кВ, соответственно ТВ-35-IX, ТВ-110-IX-3 и ТВ-220-IX.
Конструкция их аналогична ТВ-110-IX. Кроме того, трансформатор ТВ-110-IX-3
имеет три вторичные обмотки (измерительные и защитные), которые комплектуются в
зависимости от заказа.
Важным условием для ТВ наружной установки является то, что верхняя часть
трансформатора должна быть ниже последнего ребра высоковольтного ввода, чтобы
не шунтировать его. Поэтому подставки трансформаторов сделаны сменными, чтобы
можно было изменять их высоту в зависимости от заказа.
Выводы:
1. При замене высоковольтных вводов появляется возможность замены ТВ, что
позволяет значительно снизить расходы при создании АИИСКУЭ.
2. Широкому применению ТВ (когда нет замены высоковольтных вводов) высоких
классов точности мешает ряд причин, связанных с их конструктивными
особенностями.
3. Конструкция трансформаторов тока ТВ-35-IX, ТВ-110-IX и ТВ-220-IX наружной
установки позволяет обойти проблемы, препятствующие широкому распространению
ТВ.
4. Трансформаторы тока серии ТВ для наружной установки являются наиболее
экономичным вариантом модернизации подстанций, где требуется внедрение АИИС КУЭ
и совершенствование релейной защиты.
В современных условиях, в связи с обновлением оборудования, устаревшего не
только морально, но и физически, совершенствованием релейной защиты и
внедрением АИИСКУЭ, идет активная замена старых трансформаторов тока на новые,
отвечающие современным требованиям. И если на напряжение 10 кВ стоимость
трансформатора тока не является определяющей при проведении реконструкции, то с
увеличением класса напряжения картина меняется. Связано это с тем, что с ростом
класса напряжения растет сложность конструкции трансформатора тока и
увеличивается расход материалов. Соответственно, резко возрастает и стоимость
оборудования. Но возможность решить эту проблему, безусловно, существует - за
счет применения встроенных трансформаторов тока (ТВ).
Обновление оборудования подстанций касается не только трансформаторов тока.
Зачастую оно включает в себя замену высоковольтных вводов выключателей и
силовых трансформаторов как наиболее важных элементов подстанции. Следовательно,
при этом возможна полная или частичная замена ТВ.
Новые высоковольтные вводы имеют диаметр значительно меньший, чем у их более
старых аналогов. Это, в свою очередь, дает возможность уменьшить внутренний
диаметр трансформаторов тока и, следовательно, улучшить его метрологические
характеристики. Кроме того, применение аморфных сплавов позволяет изготавливать
ТВ высоких классов точности 0, 2S и 0, 5S, начиная с первичных токов 100-300 А.
Меньшие размеры вводов позволяют также значительно сократить габариты ТВ,
применяемых для релейной защиты.
Поскольку ТВ относятся к электрооборудованию класса напряжения 0, 66 кВ, то в их
стоимости отсутствуют затраты на высоковольтную изоляцию - она обеспечивается
вводом. По этой же причине конструкция ТВ, относительно простая среди
трансформаторов тока, не изменяется с ростом класса напряжения
электрооборудования.
Основным фактором, влияющим на стоимость ТВ, являются затраты на магнитопровод.
Для производства магнитопроводов используются два основных материала: электротехническая
сталь - для защитных трансформаторов; аморфные сплавы - для измерительных.
Стоимость остальных материалов на цене ТВ сказывается незначительно. Поэтому,
как правило, затраты на приобретение ТВ получаются значительно ниже, чем
стоимость отдельно стоящего трансформатора тока.
Однако в случае, когда нет необходимости замены высоковольтных вводов, широкому
использованию ТВ высоких классов точности препятствует ряд факторов:
1. Замена существующих ТВ на новые, более высоких классов точности, связана с
трудоемкой и продолжительной работой по демонтажу ввода.
2. Возможный срок выполнения этой работы ограничивается климатическими
условиями, т. е. установка в зимний период затруднена или невозможна.
3. Замена ТВ требует перенастройки релейной защиты, что нежелательно или
технически невозможно.
4. После работ по замене ТВ необходима регулировка выключателя.
Решением этих проблем является применение трансформаторов тока, предназначенных
для установки снаружи на ввод выключателя. Это позволяет проводить установку ТВ
в любое время года. В этом случае решается и вопрос с релейной защитой, так как
нет необходимости замены ранее установленных ТВ.
Первый в СНГ встроенный трансформатор тока наружной установки с литой изоляцией
был разработан и изготовлен на ОАО «СЗТТ» в 2006 году. В настоящее время
трансформаторы ТВ-110-IX (для вводов 110 кВ) серийно выпускаются на токи
100-1000 А и классы точности 0, 2S; 0, 5S; 0, 5, 10Р.
Трансформатор ТВ-110-IX представляет собой размещенный в литом корпусе,
выполненном из компаунда, тороидальный магнитопровод, на который равномерно
намотана вторичная обмотка, и экран, выполненный из электропроводящего
материала. Для получения различных коэффициентов трансформации вторичная
обмотка имеет несколько ответвлений.
В настоящее время на ОАО «СЗТТ» налажен серийный выпуск ТВ наружной установки
для вводов 35, 110 и 220 кВ, соответственно ТВ-35-IX, ТВ-110-IX-3 и ТВ-220-IX.
Конструкция их аналогична ТВ-110-IX. Кроме того, трансформатор ТВ-110-IX-3
имеет три вторичные обмотки (измерительные и защитные), которые комплектуются в
зависимости от заказа.
Важным условием для ТВ наружной установки является то, что верхняя часть
трансформатора должна быть ниже последнего ребра высоковольтного ввода, чтобы
не шунтировать его. Поэтому подставки трансформаторов сделаны сменными, чтобы
можно было изменять их высоту в зависимости от заказа.
Выводы:
1. При замене высоковольтных вводов появляется возможность замены ТВ, что
позволяет значительно снизить расходы при создании АИИСКУЭ.
2. Широкому применению ТВ (когда нет замены высоковольтных вводов) высоких
классов точности мешает ряд причин, связанных с их конструктивными
особенностями.
3. Конструкция трансформаторов тока ТВ-35-IX, ТВ-110-IX и ТВ-220-IX наружной
установки позволяет обойти проблемы, препятствующие широкому распространению
ТВ.
4. Трансформаторы тока серии ТВ для наружной установки являются наиболее
экономичным вариантом модернизации подстанций, где требуется внедрение АИИС КУЭ
и совершенствование релейной защиты.