9. Выбор выключателей и разъединителей

Выключатель – это коммутационный аппарат, предназначенный для проведения тока цепи в нормальном режиме и отключения электроустановок при перегрузках и токах КЗ, чрезмерных понижениях напряжения и других аварийных режимах.

Разъединитель – это коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включения электрической цепи без тока или с незначительным током, который для обеспечения безопасности имеет между контактами в отключенном положении изоляционный промежуток.

Выбор выключателей и разъединителей на напряжение 220 кВ.

По условиям рабочего продолжительного режима наибольший ток будет в цепи трансформатора связи. Обозначим за I_{прод.расч.} наибольший ток ремонтного или послеаварийного режима:

.

Намечаем к установке элегазовый выключатель ИВГУ – 500 -150/40У1.

Таблица 9.

Технические данные выключателя ИВГУ – 500 -150/40У1

Uном, кВ	500	iвкл.ном, кА	102
Iном, А	3150	Iтер.ном, кА	40
Iоткл.ном, кА	40	tтер.ном, c	3
Iпр.скв, кА	40	tвыкл.соб, c	0,028
iпр.скв, кА	102	tвыкл.полн, c	0,055
Iвкл.ном, кА	40	-	-

Проверяем выбранный выключатель.

Проверяем выключатель по условиям рабочего продолжительного режима:

U_ном = 500 кВ = U_{сети ном} = 500 кВ;

I_ном = 3150 А = I_{прод.расч} = 911 А.

Проверяем выключатель по условиям КЗ

I_п.0 = 3,96 кА; i_уд = 9,63 кА; I_пτ = 3,96 кА.

по выключательной способности:

I_{вкл.ном} = 40 кА > I_п.0 = 3,96 кА;

i_{вкл.ном} = 102 кА > i_уд = 9,63 кА.

по отключательной способности:

I_{откл.ном} = 40 кА > I_пτ = 3,96 кА.

на отключение апериодической составляющей тока КЗ:

i_а.ном ≥ i_а.τ;

,

где τ = t_{выкл.соб} + 0,01= 0,055+0,01=0,065 с – время до начала расхождения контактов выключателя, Т_а.эк определяем из уравнения:

отсюда Т_а.эк = 0,030 с.

Для τ = 0,065 с _норм = 40%, поэтому

i_а.ном = 22,63 кА > i_а.τ = 3,03 кА.

Проверяем выключатель на электродинамическую стойкость:

I_пр.скв = 40 кА > I_п.0 = 3,96 кА;

i_пр.скв = 102 кА > i_уд = 9,63 кА.

Для проверки выключателя на термическую стойкость необходимо определить значение интеграла Джоуля:

.

Время отключения КЗ: t_откл = t_р.з. + t_{выкл.полн.}=0,01+0,055=0,065 с.

Так как в нашем случае t_откл=0,065 с < t_{тер.ном} = 3 c, то условие проверки на термическую стойкость запишется в виде:

.

Для выбранного выключателя:

.

Таким образом, выбранный выключатель удовлетворяет всем расчетным условиям. ИВГУ – 500 -150/40У1– это элегазовый выключатель, трехполюсный для установки на открытом воздухе.

Намечаем к установке разъединитель РДЗ.2 - 500/3150УХЛ.

U_ном = 500 кВ; I_ном = 3150 А; i_пр.скв. = 160 кА; I_{тер.ном} = 63 кА; t_{тер.ном} =2 с.

Проверяем выбранный разъединитель.

Проверяем разъединитель по условиям рабочего продолжительного режима:

U_ном = 500 кВ = U_{сети ном} = 500 кВ;

I_ном = 3150 А = I_{прод.расч} = 911 А.

Проверяем разъединитель на электродинамическую стойкость:

i_пр.скв = 160 кА > i_уд = 9,63 кА.

Проверка разъединителя на термическую стойкость производится аналогично проверке выключателя. Для разъединителя:

.

Таким образом, выбранный разъединитель удовлетворяет всем расчетным требованиям. РДЗ.2 - 500/3150УХЛ – это разъединитель двухколонковый с двумя заземляющими ножами, усиленный, предназначен для работы в районах с холодным климатом.

Выбор выключателей и разъединителей на напряжение 220 кВ.

,

где S=Р_{мах 110}/cosφ₁₁₀ = 260/0,9=289 МВА.

Намечаем к установке элегазовый выключатель ВГТ-220-40/2500У1.

Таблица 10.

Технические данные выключателя ВГТ-220-40/2500У1

Uном, кВ	220	iвкл.ном, кА	102
Iном, А	2500	Iтер.ном, кА	40
Iоткл.ном, кА	40	tтер.ном, c	3
Iпр.скв, кА	40	tвыкл.соб, c	0,03
iпр.скв, кА	102	tвыкл.полн, c	0,05
Iвкл.ном, кА	40	-	-

Проверяем выбранный выключатель.

Проверяем выключатель по условиям рабочего продолжительного режима:

U_ном =220 кВ = U_{сети ном} = 220 кВ;

I_ном = 2500 А = I_{прод.расч} = 911 А.

Проверяем выключатель по условиям КЗ

I_п.0 = 15,56 кА; i_уд = 27,7кА; I_пτ = 15,56 кА.

по выключательной способности:

I_{вкл.ном} = 40 кА > I_п.0 = 15,56 кА;

i_{вкл.ном} = 102 кА > i_уд = 27,7 кА.

по отключательной способности:

I_{откл.ном} = 40 кА > I_пτ = 15,56 кА.

на отключение апериодической составляющей тока КЗ:

i_а.ном ≥ i_а.τ;

,

где τ = t_{выкл.соб} + 0,01= 0,03+0,01=0,04 с – время до начала расхождения контактов выключателя, Т_а.эк определяем из уравнения:

отсюда Т_а.эк = 0,01 с.

Для τ = 0,04 с _норм = 40%, поэтому

i_а.ном = 22,6кА > i_а.τ = 1,48 кА.

Проверяем выключатель на электродинамическую стойкость:

I_пр.скв = 40 кА > I_п.0 = 15,56 кА;

i_пр.скв = 102 кА > i_уд = 27,7 кА.

Для проверки выключателя на термическую стойкость необходимо определить значение интеграла Джоуля:

.

Время отключения КЗ: t_откл = t_р.з. + t_{выкл.полн.}=0,01+0,05=0,06 с.

Так как в нашем случае t_откл=0,06 с < t_{тер.ном} = 3 c, то условие проверки на термическую стойкость запишется в виде:

.

Для выбранного выключателя:

.

Таким образом, выбранный выключатель удовлетворяет всем расчетным условиям. ВГТ-220-40/2500У1 – это элегазовый выключатель, трехполюсный для установки на открытом воздухе.

Намечаем к установке разъединитель РДЗ.2-220/3150Н/УХЛ1.

U_ном = 220 кВ; I_ном = 3150 А; i_пр.скв. =125кА; I_{тер.ном} = 50 кА; t_{тер.ном} = 3 с.

Проверяем выбранный разъединитель.

Проверяем разъединитель по условиям рабочего продолжительного режима:

U_ном = 220 кВ = U_{сети ном} = 220 кВ;

I_ном = 3150 А = I_{прод.расч} = 911 А.

Проверяем разъединитель на электродинамическую стойкость:

i_пр.скв = 125 кА > i_уд = 9,63 кА.

Проверка разъединителя на термическую стойкость производится аналогично проверке выключателя. Для разъединителя:

.

Таким образом, выбранный разъединитель удовлетворяет всем расчетным требованиям. РДЗ.2-220/3150Н/УХЛ1 – это разъединитель двухколонковый с двумя заземляющими ножами, усиленный, наружный, предназначен для работы в районах с холодным климатом.

Выбор выключателей в цепях линий на 10 кВ, отходящих к потребителям.

,

где S=Р_{мах 10}/cosφ₁₀ =40/0,89=45 МВА.

Намечаем к установке маломасленный выключатель МГГ-10-5000-100УЗ.

Таблица 11.

Технические данные выключателя МГГ-10-5000-100УЗ

Uном, кВ	10	iвкл.ном, кА	170
Iном, А	5000	Iтер.ном, кА	70
Iоткл.ном, кА	100	tтер.ном, c	12
Iпр.скв, кА	70	tвыкл.соб, c	0,4
iпр.скв, кА	170	tвыкл.полн, c	0,12
Iвкл.ном, кА	70	-	-

Проверяем выбранный выключатель.

Проверяем выключатель по условиям рабочего продолжительного режима:

U_ном = 10 кВ = U_{сети ном} = 10 кВ;

I_ном = 5000 А = I_{прод.расч} = 173 А.

Проверяем выключатель по условиям КЗ

I_п.0 = 66,18 кА; i_уд = 158,36 кА; I_пτ =66,18 кА.

по выключательной способности:

I_{вкл.ном} = 70 кА > I_п.0 = 66,18 кА;

i_{вкл.ном} = 170 кА > i_уд = 158,36 кА.

по отключательной способности:

I_{откл.ном} = 70 кА > I_пτ = 66,18 кА.

на отключение апериодической составляющей тока КЗ:

i_а.ном ≥ i_а.τ;

,

где τ = t_{выкл.соб} + 0,01= 0+0,01=0,01 с – время до начала расхождения контактов выключателя, Т_а.эк определяем из уравнения:

отсюда Т_а.эк = 0,03 с.

Для τ = 0,01 с _норм = 70%, поэтому

i_а.ном = 99 кА > i_а.τ = 66,4 кА.

Проверяем выключатель на электродинамическую стойкость:

I_пр.скв = 70 кА > I_п.0 = 66,18 кА;

i_пр.скв = 170 кА > i_уд = 158,36кА.

Для проверки выключателя на термическую стойкость необходимо определить значение интеграла Джоуля:

.

Время отключения КЗ: t_откл = t_р.з. + t_{выкл.полн.}=0,01+0,12=0,13 с.

Так как в нашем случае t_откл=0,13 с < t_{тер.ном} = 20 c, то условие проверки на термическую стойкость запишется в виде:

.

Таким образом, выбранный выключатель удовлетворяет всем расчетным условиям. МГГ-10-5000-100УЗ – это маломасленный выключатель, трехполюсный для установки на открытом воздухе.

Выбор выключателя в цепях линий на 10 кВ, связывающих

автотрансформатор и РУ 10 кВ.

,

где S=Р_{мах 10}/cosφ₁₀ = 40/0,89=45 МВА.

Намечаем к установке маломаслянный выключатель МГГ-10-3150-45 Т3

Таблица 12.

Технические данные выключателя МГГ-10-3150-45 Т3

Uном, кВ	10	iвкл.ном, кА	170
Iном, А	3150	Iтер.ном, кА	45
Iоткл.ном, кА	70	tтер.ном, c	3
Iпр.скв, кА	70	tвыкл.соб, c	0,4
iпр.скв, кА	170	tвыкл.полн, c	0,13
Iвкл.ном, кА	70	-	-

Проверяем выбранный выключатель.

Проверяем выключатель по условиям рабочего продолжительного режима:

U_ном = 10 кВ = U_{сети ном} = 10 кВ;

I_ном = 2000 А = I_{прод.расч} = 1290А.

Проверяем выключатель по условиям КЗ

I_п.0 = 66,18 кА; i_уд = 158,36 кА; I_пτ = 66,18 кА.

по выключательной способности:

I_{вкл.ном} = 70 кА > I_п.0 = 66,18 кА;

i_{вкл.ном} = 170 кА > i_уд = 158,36 кА.

по отключательной способности:

I_{откл.ном} = 70 кА > I_пτ = 66,18 кА.

на отключение апериодической составляющей тока КЗ:

i_а.ном ≥ i_а.τ;

,

где τ = t_{выкл.соб} + 0,01= 0,4+0,01=0,41 с – время до начала расхождения контактов выключателя, Т_а.эк определяем из уравнения:

отсюда Т_а.эк = 0,03 с.

Для τ = 0,41 с _норм = 24%, поэтому

i_а.ном = 23,76 кА > i_а.τ = 0,0001 кА.

Проверяем выключатель на электродинамическую стойкость:

I_пр.скв = 70 кА > I_п.0 = 66,18 кА;

i_пр.скв = 170 кА > i_уд = 158,36 кА.

Для проверки выключателя на термическую стойкость необходимо определить значение интеграла Джоуля:

.

Время отключения КЗ: t_откл = t_р.з. + t_{выкл.полн.}=0,01+0,13=0,14 с.

Так как в нашем случае t_откл=0,14 с < t_{тер.ном} = 3 c, то условие проверки на термическую стойкость запишется в виде:

.

Таким образом, выбранный выключатель удовлетворяет всем расчетным условиям. МГГ-10-3150-45 Т3– это маломаслянный выключатель, трехполюсный.