Условия выбора высоковольтного выключателя

Условия выбора высоковольтного выключателя

Выключатель — это коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения тока.

Выключатель является основным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения цепи в любых режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание. Наиболее тяжёлой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на существующее короткое замыкание.

К выключателям высокого напряжения предъявляют следующие требования:

1) надёжное отключение любых токов (от десятков ампер до номинального тока отключения);

2) быстрота действия, т.е. наименьшее время отключения;

3) пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения (АПВ), т.е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения;

4) возможность по фазного (по полюсного) управления для выключателей 110 кВ и выше;

5) лёгкость ревизии и осмотра контактов;

6) взрыво- и пожаробезопасность;

7) удобство транспортировки и эксплуатации.

Выключатели высокого напряжения должны длительно выдерживать номинальный ток Iном и номинальное напряжение Uном.

Выбор выключателей производится по следующим условиям:

Все выключатели характеризуются номинальным напряжением (Uном) и номинальным рабочим током (Iном), которые они выдерживают длительное время. Поэтому при выборе аппарата необходимо соблюдать условия:

где: Uном.а. и Iном.а. – номинальное напряжение и номинальный ток аппарата; Uном.с. и Iраб.макс. – номинальное напряжение сети и наибольший ток утяжеленного режима цепи в которой устанавливается данный выключатель. Выключатели по номинальному напряжению и номинальному току, подлежат проверке на термическую и динамическую стойкость при токах КЗ и на отключающую способность.

По термической стойкости проверка осуществляется по расчетному импульсу квадратичного тока короткого замыкания. Значение теплового импульса тока к.з. (кА 2 ×с) определяется по формуле:

, (9.3)

где: t – расчетное время действия тока КЗ, с;

Ta – постоянная времени затухания апериодической составляющей, с;

Iпо – начальное значение периодической составляющей тока к.з., кА.

Расчетное время действия тока КЗ определяется по выражению

, (9.4)

где: tв. – время отключения выключателя, с;

tз – время срабатывание релейной защиты, с.

Значение tз зависит от ступени селективности релейной защиты. Приближенно можно принять 0,3 – 0,5 с (для быстродействующих защит).

Значение постоянной времени затухания апериодической составляющей тока КЗ зависит от места короткого замыкания. Для учебного проектирования значения Ta можно принять в пределах 0,01 – 0,2 с.

Зная значение теплового импульса тока КЗ в цепи установки выбранного выключателя можно записать условие проверки на термическую стойкость

, (9.5)

где: Iт – ток термической стойкости выбранного выключателя, кА;

tт – допустимая длительность протекания тока термической стойкости выключателя, с.

Обе величины паспортные данные.

По электродинамической стойкости при токах К.З. выбранный выключатель проверяется по одному из условий:

или (9.6)

где: Iпо – начальное значение периодической составляющей тока к.з., кА.

iу – ударный ток к.з., кА.

Iдин – начальное действующие значение предельного сквозного тока данного выключателя, кА. (справочные данные)

Iм.дин. – амплитудное значение (наибольший пик) предельного сквозного тока выключателя, кА. (справочные данные)

Читайте также:  Экран для ванны мдф 150

При проверке выключателя на отключающую способность симметричного тока к.з. необходимо соблюдение следующего условия:

(9.7)

где: Iотк.ном. – номинальный ток отключения выключателя, кА. (справочные данные)

Iпt – периодическая составляющая тока к.з. в момент расхождения выключателя, кА (расчетная величина)

Таким образом, если соблюдать все условия выбора и проверки, можно считать, что выключатель выбран верно, в противном случае необходимо подобрать другой выключатель.

Рассмотрим пример выбора выключателя в сети 6(10) кВ. В нашем случае, нужно выбрать элегазовый выключатель 6 кВ, типа LF (фирмы Schneider Electric), который будет установлен в ячейку КРУ-6 кВ типа Mcset (фирмы Schneider Electric) для питания силового трансформатора типа Minera (фирмы Schneider Electric) мощностью 2500 кВА.

Выбирать выключатель, мы должны из условий: — номинальное напряжение Uуст ≤ Uном;

1. Рассматривая каталожные данные на элегазовые выключатели серии LF и предварительно выбираем выключатель типа LF1 на напряжение 6 кВ, Uуст=6 кВ ≤ Uном=6кВ (условие выполняется);

  • номинальный ток Iрасч

Выбранный выключатель соответсвуют: Iном.=630 А > Iрасч =240,8 А;

3. Проверяем выключатель по отключающей способности.

Согласно ГОСТа 687-78E отключающая способность выключателя представлена тремя показателями:

  • номинальным током отключения Iоткл.;
  • допустимым относительным содержанием апериодической составляющей тока βном;
  • нормированные параметры восстанавливающего напряжения.

3.1 Определяем номинальный ток отключения Iоткл. и βном отнесенные к времени τ — времени отключения выключателя, равно:

τ = tзmin + tc.в = 0,01 + 0,048 = 0,058 (сек)

  • tзmin=0,01 сек. – минимальное время действия релейной защиты (в данном случае, быстродействующей защитой является токовая отсечка (ТО));
  • tc.в – собственное время отключения выключателя (согласно каталожных данных на выключатель LF1 равно 48 мс или 0,048 сек)

3.2 Номинальный ток отключения Iоткл., находим по каталогу: Iоткл.=25 кА.

3.3 Рассчитываем апериодическую состовляющую тока короткого замыкания:

где: Iп.о=7,625 кА – расчетный ток короткого замыкания на шинах 6 кВ.
Постоянную времени Та выбираем из таблицы 1, согласно таблицы для распределительных сетей напряжением 6-10 кВ Та=0,01.

Таблица 1 — Значение постоянной времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания и ударного коэффициента

3.4 Определяем апериодическую составляющую в отключении тока при времени τ=0,058 сек.

где: βном- допустимое относительное содержание апериодической состовляющей, опеределяем по кривой βном=f(τ) приведенном в ГОСТе 687-78E либо можно найти по каталогам.

Рис.1 — Допустимое относительное содержание апериодической составляющей

Если βном ≤ 0,2, то следует принимать равный нулю.

3.5 Определяем тепловой импульс, который выделяется при токе короткого замыкания:

  • tоткл.= tр.з.+ tо.в=0,01+0,07=0,08 сек.
  • tр.з. – время действия основной защиты (токовая отсечка) трансформатора, равное 0,01 сек.
  • tо.в – полное время отключения выключателя LF1 выбирается из каталога, равное 0,07 сек.

3.6 Проверяем на электродинамическую стойкость по условию:

iу=20,553 кА ≤ iпр.с=64 кА (условие выполняется) где:
iу=20,553 кА – расчетный ударный ток КЗ;
iпр.с= 64 кА – ток динамической стойкости, выбирается из каталога.

3.7 Определим предельный термический ток термической стойкости, исходя из каталога: При этом должно выполнятся условие:

Читайте также:  Какое расстояние между стропилами двухскатной крыши

  • Iтер. = 25 кА — предельный ток термической стойкости, выбранный по каталогу;
  • tтер= 3 сек. — длительность протекания тока термической стойкости, согласно каталога.

Все расчетные и каталожные данные, сводим в таблицу 2

№ п/п Расчетные данные Каталожные данные Условие выбора Примечание
Выключатель LF1
1 Uуст=6 кВ Uном=6 кВ Uуст ≤ Uном условие выполняется
2 Iрасч=240,8 А Iном=630 А Iрасч Выбор выключателя 6(10) кВ, Выбор выключателя 6(10) кВ типа LF1

Поделиться в социальных сетях

Если вы нашли ответ на свой вопрос и у вас есть желание отблагодарить автора статьи за его труд, можете воспользоваться платформой для перевода средств «WebMoney Funding» .

Данный проект поддерживается и развивается исключительно на средства от добровольных пожертвований.

Проявив лояльность к сайту, Вы можете перечислить любую сумму денег, тем самым вы поможете улучшить данный сайт, повысить регулярность появления новых интересных статей и оплатить регулярные расходы, такие как: оплата хостинга, доменного имени, SSL-сертификата, зарплата нашим авторам.

Методика выбора устройств компенсации реактивной мощности (КРМ) заключается в выборе устройств.

Представляю вашему вниманию таблицу с расчетными формулами, которые используются при расчете потерь.

В данной статье будет рассматриваться изменение напряжения (потеря напряжения) при пуске асинхронного.

В данной статье я буду рассматривать пример выбора догрузочных резисторов для вторичной обмотки.

Требуется выбрать трансформаторы тока (ТТ) типа ТОЛ-СЭЩ-10 на напряжение 6 кВ устанавливаемые в ячейку.

Отправляя сообщение, Вы разрешаете сбор и обработку персональных данных.
Политика конфиденциальности.

Высоковольтные выключатели выбираются по номинальному напряжению, номинальному току, конструктивному исполнению, месту установки, проверяются по параметрам отключения и проверяют на электродинамическую и термическую устойчивость. Условия выбора:

(3.13)

(3.14)

(3.15)

Электродинамическая стойкость выключателя определяется по величине ударного тока КЗ сети в месте его установки

(3.16)

iпр.скв – амплитудное значение сквозного предельного тока КЗ по каталогу, кА;

iуд – ударный ток КЗ в цепи выключателя, кА.

(3.17)

Iпр.скв – действующее значение сквозного предельного тока КЗ по каталогу, кА;

Iпо – начальное действующее значение апериодической составляющей тока КЗ в цепи выключателя, кА.

На термическую стойкость высоковольтные выключатели проверяют по условию:

(3.18)

It – ток термической стойкости выключателя в течении времени t;

I — действующее значение установившегося тока КЗ;

tпр – приведенное (фиктивное) время действия короткого замыкания.

Под приведённым временем понимают время tпр. В течении которого установившийся ток КЗ I выделяет тоже количество теплоты, что и изменяющийся во времени ток КЗ за действительное время t. Приведённое время складывается из времени действия периодической и апериодической составляющих тока КЗ.

Выбор и проверка высоковольтных выключателей представлены в таблице 3.3.1, результаты проверки на электродинамическую стойкость представлены в таблице 3.3.2, проверка на термическую стойкость в таблице 3.3.3.

Iрасч Iкз (3) ВВ выкл Iном Iном откл проверка
ГТЭС 10 1165,40 21,09 ВВ/TEL-10-25/1600 21 Iоткл>Iкз
ПС1 10 102,70 1,01 BB/TEL -10-12,5/1000 12,5 1 Iоткл>Iкз
НПС 10 436,94 19,57 BB/TEL -10-20/1000 20 Iоткл>Iкз
ПС 10/35 160,89 2,98 ВР35 3 Iоткл>Iкз
КНС 35 28,76 1,62 ВР35 2 Iоткл>Iкз
ДНС 35 87,90 1,74 ВР35 2 Iоткл>Iкз
ПС2 10 74,23 1,19 BB/TEL -10-12,5/1000 12,5 1 Iоткл>Iкз
ПС3 10 48,44 0,89 BB/TEL -10-12,5/1000 12,5 1 Iоткл>Iкз
БУ 35 44,23 1,28 ВР35 1 Iоткл>Iкз
КНС 10 99,97 3,02 BB/TEL -10-12,5/1000 12,5 3 Iоткл>Iкз
ДНС 10 305,56 4,69 BB/TEL -10-12,5/1000 12,5 5 Iоткл>Iкз
БУ 10 153,77 1,59 BB/TEL -10-12,5/1000 12,5 2 Iоткл>Iкз
Читайте также:  Спецодежда для летного состава
ВВ выкл iскв Iуд
ГТЭС 10 ВВ/TEL-10-25/1600 53,54 64>53,54=>iскв>iуд
ПС1 10 BB/TEL -10-12,5/1000 2,57 32>2,57=>iскв>iуд
НПС 10 BB/TEL -10-20/1000 49,68 51>49,68=>iскв>iуд
ПС 10/35 ВР35 7,57 50>7,57=>iскв>iуд
КНС 35 ВР35 4,11 50>4,11=>iскв>iуд
ДНС 35 ВР35 4,40 50>4,4=>iскв>iуд
ПС2 10 BB/TEL -10-12,5/1000 3,03 32>3,03=>iскв>iуд
ПС3 10 BB/TEL -10-12,5/1000 2,26 32>2,26=>iскв>iуд
БУ 35 ВР35 3,24 50>3,24=>iскв>iуд
КНС 10 BB/TEL -10-12,5/1000 7,68 32>7,68=>iскв>iуд
ДНС 10 BB/TEL -10-12,5/1000 11,91 32>11,91=>iскв>iуд
БУ 10 BB/TEL -10-12,5/1000 4,04 32>4,04=>iскв>iуд
ВВ выкл Iкз²∙tпр Iтерм²∙tтерм.ст Iкз²∙tпр≤Iтерм²∙tтерм.ст
ГТЭС 10 ВВ/TEL-10-25/1600 841,6017 841,6

2) Электродинамическая и термическая стойкость при протекании токов КЗ;

3) Исключение самопроизвольных отключений;

4) Четкое включение и отключение при наихудших условиях работы (обледенение, снег, ветер).

Заземлители предназначены для преднамеренного соединения отключенных токоведущих частей систем электроснабжения с землей (заземления). Выбор заземлителей производится по номинальному напряжению сети, проверка осуществляется на электродинамическую и термическую стойкость:

(3.19)

(3.20)

Выбор разъединителей и заземлителей представлен в таблице 3.4.1, результаты проверки на термическую стойкость представлены в таблице 3.4.2, а результаты проверки на электродинамическую стойкость в таблице 3.4.3.

Iрасч Iкз (3) iуд Разъединитель Iтерм.ст. Р tтерм.ст. iпр.скв. iуд≤iскв
ПС 10/35 160,89 2,981 7,566 РНД (3) 35/1000 7,57 14,22=> Kt *Iном>√(tпр)*I
КНС 35 1,6195 РНД (3) 35/1000 2,10 2500>2,1=> Kt *Iном>√(tпр)*I
ДНС 35 1,7351 РНД (3) 35/1000 3,61 2500>3,61=> Kt *Iном>√(tпр)*I
БУ 35 1,2782 РНД (3) 35/1000 1,96 2500>1,96=> Kt *Iном>√(tпр)*I
Разъединитель Iтерм.ст Р √(2)*kдин*Iном iуд проверка
ПС 10/35 РНД (3) 35/1000 7,56602074 √(2)*kдин*Iном>iуд
КНС 35 РНД (3) 35/1000 4,110199213 √(2)*kдин*Iном>iуд
ДНС 35 РНД (3) 35/1000 4,403675417 √(2)*kдин*Iном>iуд
БУ 35 РНД (3) 35/1000 3,244011717 √(2)*kдин*Iном>iуд
Разъединитель Kt *Iном √(tпр)*I∞ проверка
ПС 10/35 РНД (3) 35/1000 3,7708 Kt *Iном>√ (tпр)*I∞
КНС 35 РНД (3) 35/1000 2,0485 Kt *Iном>√ (tпр)*I∞
ДНС 35 РНД (3) 35/1000 2,1947 Kt *Iном>√ (tпр)*I∞
БУ 35 РНД (3) 35/1000 1,6168 Kt *Iном>√ (tпр)*I∞

Выбор трансформаторов тока

Высоковольтные выключатели выбираются по номинальному напряжению, номинальному току, конструктивному исполнению, месту установки, проверяются по параметрам отключения и проверяют на электродинамическую (3.19) и термическую устойчивость (3.20). Выбор трансформатора тока производится по номинальному напряжению и номинальному рабочему току, проверка на электродинамическую и термическую стойкость, представлены в таблице 3.5

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector