10 Выбор выключателей и разъединителей

Выключатели и разъединители выбираются в зависимости от исполнения распределительного устройства. Распределительные устройства 10кВ и 110кВ выполняется закрытыми.

Выключатель является основным коммутационным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения цепи в любых режимах.

К выключателям высокого напряжения предъявляются следующие требования:

1. надёжное отключение токов любой величины от десятков ампер до номинального тока отключения;

2. быстрота действия, то есть наименьшее время отключения;

3. пригодность для автоматического повторного включения, то есть быстрое включение выключателя сразу же после отключения;

4. возможность пофазного (пополюсного) управления для выключателей 110кВ и выше;

5) удобство ревизии и осмотра контактов и механической части;

6) взрыво- и пожаробезопасностъ;

7) удобство транспортировки и обслуживания.

В учебном проектировании выключатели выбирается по цепи самого мощного присоединения. Мощность ЛЭП принимается равной пропускной способности линии. Мощность в цепях обмоток трансформаторов равна перетокам мощности через трансформатор.

11.1 Выбор выключателей Выключатели выбирают по условиям:

1) U _нвыкл > U _уст

2) I _НВЫКЛ — I_Нцепи (10,1)

3) I _нвыкл > I _{max цепи}

10.1.1 Выбор выключателей на ЗРУ-110 кВ, цепь генератор-трансформатор 220 МВт:

где S_H1. - мощность, проходящая через самое мощное присоединение — блок генератор-трансформатор.

Выбираем вакуумный выключатель ВБЭ-110 УЗ производства "ЭЛВЕСТ". Предназначен для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 и 60Гц для закрытых распределительных устройств напряжением ПОкВ. Выключатель имеет пополюсное управление встроенным электромагнитным приводом.

1. 110кВ = 110 кВ;

2. 1600 А > 1312 А;

3. 1600 А> 1312 А.

Выбранный выключатель необходимо проверить по условиям

1) На ток отключения:

2) На возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ:

где В_н % - допустимое относительное содержание апериодической составляющей в токе отключения, определяется по графику 4-50 [4] стр. 344 в зависимости от T=t_C3 +t_ce =0,01+0,06=0,07c..

13,36 кА> 6,805 кА

3) На термическую устойчивость:

(10.4)

где 1_Т и t_T - ток и время термической стойкости. Определяется по паспорту выключателя.

(10.5) гое 1_отл = t_C3 + t_0B

t_{c 3} = 0,01 с - время срабатывания защиты t_OB =0,17 с - полное время выключения выключателя по паспорту

1200 кА²-с> 57,483 кА²-с

4) На электродинамическую устойчивость

78,75 кА> 47,14 кА Выключатель ВБЭ -ПО проходит

10.1.2Выбор выключателей на ГРУ, цепь ввода генератора 63 МВт: Выбор выключателей на ГРУ выбираются аналогично

(10.6)

Выбираем выключатель МГУ-20-90/6300 УЗ

Конструкция и принцип действия.

Выключатели этой серии изготавливаются на большие номинальные токи. Имеют два стальных бачка на полюс и по две пары рабочих и дугогасителъных контактов. Мощные рабочие контакты позволяют увеличить номинальный ток этих выключателей, а двукратный разрыв тока и специальные камеры гашения приводят к увеличению отключающей способности.

В выключателях этой серии два контура тока - главный и дугогасителъный. Когда выключатель включен, большая часть тока проходит по главному контуру вследствие меньшего сопротивления цепи.

При отключении выключателя сначала размыкаются рабочие контакты, но дуга между ними не образуется, так как ток продолжает проходить в дугогасительной камере. При включении первыми замыкаются дугогасителъные контакты, а затем рабочие. Для управления выключателями этой серии применяются электромагнитные приводы ПС-31 или ПЭ-2, ПЭ-21 1)20кВ> 10 кВ;

2. 6300 А> 4330 А;

3. 6300 А > 4706 А.

Выбранный выключатель необходимо проверить по условиям:

1) На ток отключения:

90 кА > 55,798 кА

2) На возможность отключения апериодической составляющей:

с-

25,46 кА <72,6кА

Выбранный выключатель не проходит по данному условию, тогда выполним проверку по полному току КЗ:

л/2-90- 1 + — > 72-55,798 +72,6 I 10oJ

152,735кЛ> 151,51кЛ

3) На термическую устойчивость:.

32400 кА²-с> 3703 кА²-с

4) На электродинамическую устойчивость

225 кА> 217,23 кА

Выключатель МГУ-20-90/6300 УЗ проходит.

10.1.3Выбор выключателей на отходящие линии с ГРУ и_ншкл>10 кВ;

Выбираем выключатель ВБТЭ-М-10-20/630 УЗ. Устанавливается в КРУ К-104. Производство ОАО Уфимский завод "Электроаппарат". Выключатель вакуумныый, трехполюсный, электромагнитный,

модернизированный. Предназначен для коммутации в нормальных и аварийных режимах электрических цепей трехфазного переменного тока частотой 50 и 60 Гц с номинальным напряжением ЮкВ.

1. 10кВ=10кВ;

2. 630А> 167,08А;

3. 630А> 167,08А.

1) На отключающую сппсобш

') На отключающую способность:

20 кА < 55,798 кА

Так как выключатель не проходит по отключающей способности, необходимо выбрать групповой реактор на отходящие линии. Условия выбора реактора:

Намечаем реактор РБСНГ 10-2x1000-0,45 VI

U up > 10 кВ

24 отходящих линии равномерно распределены по двум секциям ГРУ, т.е. к каждой секции ГРУ подключены два сдвоенных реактора, на каждую секцию которого приходится по 3 линии. 1_тахшш =п'х I_w , (10.10)

где п' - количество линий подключенных к реактору. 1_и/ - ток одной линии

I_{maxветви} =3-167,08 = 501,24А

Определим результирующее сопротивление цепи КЗ до места установки реактора (К-3)

1'п₀⁵_тре6 - наименьшее значение требуемого тока КЗ за реактором (т. К-5), кА,

определенного по двум условиям:

1) исходя из отключающей способности выключателей ВБТЭ-М-10-20/630 УЗ,установленных в КРУ:

(10.12)

2)Исходя из обеспечения термической стойкости силовых кабелей электросети:

Определим требуемое сопротивление:

(10.14)

Огтр.детшм г.пппптивпрнир прпктппп-

(10.15) Х_тмШ = 0,45Ом > 0,3650м Рассчитываем токи за реактором:

/1П Т7\

Выбранный реактор проверяем по условиям:

1) На динамическую устойчивость:

29кА>25,515кА

2) На термическую устойчивость:

(10.18)

3) На потерю напряжения в нормальном режиме:

dU < 2%

К,*. - коэффициент магнитной связи между ветвями реактора,.

0,85% < 2%

4) На остаточное напряжение

U_OCT > 65%

(10.20)

80,83% > 65% Выключатель ВБТЭ-М-10-20/630 УЗ и реактор РБСНГ 10-2-х 1000-0,45 УЗ проходят.

10.1.4Выбор выключателей в системе СИ

Выбираем выключатель ВБТЭ-10-31,5/1600 Выключатель предназначен для работы в шкафах КРУ, шкафах КСО, а пак же для замены маломасляных выключателей в РУ 6-10кВ. Выбранный выключатель необходимо проверить по условиям: I) На ток отключения:

2) На возможность отключения апериодической составляющей:

i ₌ltW. 31,5 = 17,8 \кА

100

17,81 кА>7.745кА

3) На термическую устойчивость:. В_топ = 31,5² • 3 = 2976,75 кА²-с

4) На электродинамическую устойчивость

10.2Выбор разъединителей на ЗРУ-110 кВ Выбираем разъединитель РГД-110 УХЛ1 производства ОАО Уфимский завод "Электроаппарат". Разъединитель РГД-110 предназначен для включения и отключения обесточенных участков электрических цепей переменного тока с созданием видимого разрыва, а также заземления отключенных участков при помощи стационарных заземлителей. Разъединитель допускает включение и отключение токов холостого хода трансформаторов, зарядных токов воздушных линий. Климатическое исполнение и категория размещения УХЛ1 по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.

1. 110кВ = ПОкВ;

2. 2000 А > 1050 А; 3)2000 А > 1050 А.

1_нщт - берется из выбора выключателя

Выбранный разъединитель необходимо проверить:

1) На электродинамическую устойчивость:

100кА>47,14кА

2) На термическую устойчивость:

В_Ш>ДСЧ = 25,338² (3 + 0,08 + 0,3) = 2170 кА²-с

4800кА²-с>2170кА²-с

Разъединитель РГД-110 УХЛ1 проходит

10.2.2Выбор разъединителей на РУ-10кВ

1. 20кВ > ЮкВ

2. 6300А > 4330А

3. 6300А > 4706А

Выбираем разъединитель типа РВРЗ-20/6300УЗ Проверка:

1) На электродинамическую устойчивость:

300А>217,234А

2) На термическую устойчивость:

В_ЩОП = 100² -4 = 40000 кА²-с

B_rpacч = 91,739² (4 + 0,2 + 0,23) = 37251 кА²-с

40000 кА²-с> 37251 кА²-с

Разъединитель РВРЗ-20/6300УЗ проходит.

10.2.3Разъединители в цепи отходящих линий встроены в КРУ (тип К-63)

Таблица 10.

1