11. Выбор коммутационного оборудования

подстанции 110/6 кВ

Электрические аппараты, изоляторы и токоведущие устройства работают в условиях эксплуатации в трех основных режимах: длительном, перегрузки (с повышенной нагрузкой, которая для некоторых аппаратов достигает значения до 1,4 номинальной) и короткого замыкания.

В длительном режиме надежная работа аппаратов, изоляторов и токоведущих устройств обеспечивается правильным выбором их по номинальному напряжению и току.

В режиме перегрузки надежная работа аппарата и других устройств электрических установок обеспечивается ограничением значения и длительности повышения напряжения или тока в таких пределах, при которых еще гарантируется нормальная работа электрических установок за счет запаса прочности.

В режиме короткого замыкания (к.з.) надежная работа аппаратов, изоляторов и токоведущих устройств обеспечивается в соответствии выбранных параметров устройств условиям термической и электродинамической стойкости. Для выключателей, предохранителей и выключателей нагрузок добавляется условия выбора их по отключающей способности.

При выборе аппаратов и параметров токоведущих устройств следует учитывать места установки (в помещении или на открытом воздухе), температуру окружающей среды, влажность и загрязненность ее, и высоту установки аппаратов над уровнем моря.

При составлении схемы для расчетов токов к.з. для каждого аппарата выбирают такой режим, при котором он находился бы в наиболее тяжелых, но реальных условиях работы. Не учитывают только такие режимы, которые не предусмотрены для продолжительной эксплуатации.

За расчетную принимают такую точку к.з., при которой через аппарат проходит наибольший ток. Исключение из этого положения отмечены для каждого аппарата при рассмотрении методики его выбора и проверки.

Выбор по номинальному напряжению.

Номинальное напряжение аппарата, указанное на его заводской табличке, соответствует уровню его изоляции, причем нормально всегда имеется некоторый запас электрической прочности, позволяющей аппарату неограниченно длительное время работать при напряжении на 10-15 % выше номинального. Это напряжение называют максимальным рабочим напряжением аппарата. Так как отклонение напряжения в условиях эксплуатации обычно не превышают 10-15 % номинального, то при выборе аппаратов по напряжению достаточно выполнить условие:

U_{ном. у.} ≤ U_{ном. а} , кВ (30)

где U_ном.у – номинальное напряжение установки, U_ном.а – номинальное напряжение аппарата,

U_ном.а + U_ном.а.  U_ном.у.+ U_р.у. , кВ (31)

где U_ном.а, U_ном.а – допустимое повышение сверх номинального, при котором завод-изготовитель гарантирует номинальную работу кабеля, аппарата или изолятора; U_ном.у, U_р.у – возможное отклонение рабочего напряжения установки от номинального в условиях эксплуатации.

Для электрических аппаратов, изоляторов и кабелей в условиях эксплуатации допускают некоторые повышения напряжения. Ниже приведены допустимые отклонения напряжения номинального  U_ном.а:

Кабели	1,1
Разрядники	1,25
Изоляторы	1,15
Разъединители	1,15
Выключатели	1,15
Реакторы	1,1
Трансформаторы тока	1,1
Трансформаторы напряжения	1,1
Предохранители	1,1

Выбор по номинальному току.

Номинальным током I_ном.а аппарата называют ток, который при номинальной тем-пературе окружающей среды может проходить по аппарату неограниченно длительное время и при этом температура наиболее нагретых частей его не превышает длительно допустимых значений.

Правильный выбор аппарата по номинальному току обеспечивает отсутствие опасных перегревов частей аппарата при его длительной работе в нормальном режиме. Для этого необходимо, чтобы максимальный действующий ток цепи I_р.м за время t > 3T не превышая номинального тока аппарата:

I_р.м≤I_ном.а (32)

Максимальный рабочий ток цепи, имеет место для цепей параллельных линий при отключении одной из них; для цепей трансформаторов при использовании их пе-регрузочной способности; для нерезервированных кабелей при использовании их пе-регрузочной способности; для сборных шин станций и подстанций и шин в цепях сек-ционных и шиносоеденительных аппаратов при наиболее неблагоприятных условиях эксплуатационного режима; для генераторов при их работе с номинальной мощностью и напряжении, сниженным на 5 % относительно номинального.

Выбранные по номинальным условиям электрические аппараты, изоляторы и токоведущие устройства проверяются на электродинамическую и термическую стойкость при к.з. Отключающие аппараты, кроме того, должны быть проверены и по отключающей способности относительно токов к.з.

Исходя из вышесказанного, производим выбор и проверку электрооборудования на стороне 10-110кВ.

Выбор и проверка выключателей

Таблица 18 – Выбор и проверка выключателя ВМПЭ-10-3200-20

Параметр	Обозначение	Формула	Расчет
Номинальное напряжение, кВ	U ном.а	U ном.а U ном.у	1010
Номинальный длительный ток, А	I ном.а	I ном.а  I р.у	3200  2337
Номинальный ток отключения, кА	I ном.о	I ном.о  I р.о	20  5,862

Обозначения: I _р.о.- расчетное значение тока трехфазного к.з. в момент времени t_р.о. кА; S _р.о - мощность к.з. (соответствующая току J _р.о), тыс. кВ*А; i _у.р – расчетный ударный ток к.з., кА; К_апв – коэффициент уменьшения отключаемой мощности выключателя при наличии АПВ; t _{ном. т.с} – время, к которому отнесен номинальный ток термической стойкости I _{ном.т.с.} (у выключателей отечественного производства t _{ном. т.с} принимают равным 5 и 10 с); t _п – приведенное время к.з., с.

Аналогично проверяем все оставшиеся выключатели. В случае не выполнения хотя бы одного из условий выключатель подбирается заново.

Таблица 19-Выключатели

№	Тип выключателя	Uном, кВ	Iном, А	Iоткл, кА
1	МГ-10-9000/1800	10	9000	90
2	ВМПЭ-10-3200-20	10	3200	20
3	ВМПЭ-10-3200-20	10	3200	20
4	ВМПЭ-10-3200-20	10	3200	20
5	ВМПЭ-10-3200-20	10	3200	20
6	ВМПЭ-10-3200-20	10	3200	20
7	ВМПЭ-10-3200-20	10	3200	20
8	ВМПЭ-10-630-20	10	630	20
9	ВМПЭ-10-630-20	10	630	20
10	ВМПЭ-10-630-20	10	630	20
11	ВМПЭ-10-630-20	10	630	20
12	ВМПЭ-10-3200-20	10	3200	20
13	ВМПЭ-10-3200-20	10	3200	20
14	ВМПЭ-10-1000-20	10	1000	20
15	ВМПЭ-10-1600-20	10	1600	20
16	ВМПЭ-10-630-20	10	630	20
17	ВМПЭ-10-630-20	10	630	20
18	ВМПЭ-10-630-20	10	630	20
19	ВМПЭ-10-630-20	10	630	20
20	ВМПЭ-10-1600-20	10	1600	20
21	ВМПЭ-10-1600-20	10	1600	20
22	ВМПЭ-10-630-20	10	630	20
23	ВМПЭ-10-1600-20	10	1600	20
24	ВМПЭ-10-1600-20	10	1600	20
25	ВМПЭ-10-1600-20	10	1600	20
26	ВМПЭ-10-1600-20	10	1600	20
27	ВМПЭ-10-3200-20	10	3200	20
28	ВМПЭ-10-3200-20	10	3200	20
29	ВМПЭ-10-3200-20	10	3200	20
30	ВМПЭ-10-1000-20	10	1000	20
31	ВМПЭ-10-3200-20	10	3200	20
32	ВМПЭ-10-3200-20	10	3200	20
33	ВМПЭ-10-630-20	10	630	20
34	ВМПЭ-10-3200-20	10	3200	20
35	ВМПЭ-10-630-20	10	630	20
36	ВМПЭ-10-630-20	10	630	20
37	ВМПЭ-10-630-20	10	630	20
38	ВМПЭ-10-630-20	10	630	20
39	ВМПЭ-10-630-20	10	630	20
40	ВМПЭ-10-630-20	10	630	20
41	МГ-10-9000/1800	10	9000	90
42	ВМПЭ-10-3200-20	10	3200	20
43	ВМПЭ-10-3200-20	10	3200	20

Выбор и проверка трансформаторов тока

Таблица 20 – Выбор и проверка трансформаторов тока ТПОЛ-10

Проверяемая величина	Формула	Расчет
Нормальный первичный ток, А	Iном. т.т.  Iном.у.	600  500
Номинальное напряжение, кВ	Uном. т.т.  Uном.у.	10  6,3

Обозначения: I_{ном.т.т.} – номинальный ток трансформатора, тока в первичной цепи, кА.

Таблица 21 – Трансформаторы тока

№	Тип трансформатора тока	Uн, кВ	Iпр, А
1	ТПОЛ-10	10	600
2	ТПОЛ-10	10	600
3	ТВГ-20-I	20	9000
4	ТПОЛ-10	10	600
5	ТПОЛ-10	10	600
6	ТВГ-20-I	20	710
7	ТПШЛ-10	10	3000
8	ТПШЛ-10	10	2000
9	ТПОЛ-10	10	600
10	ТПОЛ-10	10	600
11	ТПШЛ-10	10	3000
12	ТПОЛ-10	10	600
13	ТПОЛ-10	10	1500
14	ТПОЛ-10	10	1500
15	ТПШЛ-10	10	3000
16	ТПШЛ-10	10	4000
17	ТПОЛ-10	10	600
18	ТПОЛ-10	10	600
19	ТПОЛ-10	10	600