Вспомогательные расчеты для проверки выключателя

Проверка выключателя по отключающей способности проводится по условиям

; ,

для чего требуется определить значения токов короткого замыкания I_пτ и i_aτ в момент расхождения контактов выключателя

с.

Периодическая составляющая тока определяется по методу типовых кривых [12] следующим образом:

– для каждого источника определяется его электрическая удаленность от точки КЗ:

,

где – номинальный ток источника, приведенный к напряжению точки КЗ;

– по типовым кривым определяется коэффициент (τ)=0,78 и вычисляется периодическая составляющая тока КЗ по формуле

;

– вычисляется апериодическая составляющая тока КЗ

,

где Т_а – постоянная времени затухания апериодического тока определяется приближенно для данного источника по справочникам;

– по значениям суммарных токов вычисляется расчетное содержание апериодического тока в токе отключения

;

– полный ток в момент времени τ

кА;

– полный номинальный ток отключения

кА.

Для проверки выключателя на термическую стойкость рассчитывается импульс квадратичного тока КЗ за полное время его действия

с.

Тепловой импульс от тока КЗ определим по формуле

.

Данные выбора выключателя МГУ – 20 – 90/6300У3

Расчетные параметры системы	Каталожные данные выключателя	Условия выбора	Результат проверки
Uуст = 10 кВ	Uном = 10 кВ	Uус т Uном	удовл.
Iрас = 4,54 кА	Iном = 5,0 кА	Iрас Iном	удовл.
Iп кА	Iотк.ном = 40 кА	Iп Iотк.ном	удовл.
рас = 93,17% i52,15 кА	ном = 40% iпол.отк = 79,2 кА	рас ном i iпол.отк	неудовл. удовл.
Iп0 =24,47 кА	Iдин = 40 кА	Iп0 Iдин	удовл.
iу = 75,93 кА	imax.дин = 100 кА	iу imax.дин	удовл.
Bк = 1987,95 кА2·с	I2т.ном·tТ = 37500 кА2·с	Bk I2т.ном·tТ	удовл.

Вывод: выключатель типа ВЭК–110–40/2000У1 проходит по всем условиям выбора и принимается к установке на всех присоединениях и на межсекционных связях ОРУ.

Проверка секционных реакторов.

Секционные реакторы предварительно выбраны перед расчетом токов КЗ. Поэтому остается их проверить на электродинамическую и термическую стойкость.

Для проверки реактора на термическую стойкость расчет теплового импульса от тока КЗ сделаем по формуле

,

Результаты проверки секционного реактора

Расчетные параметры цепи	Каталожные данные разъединителя	Условие выбора	Результат проверки
Uуст = 10 кВ	Uном = 10 кВ	Uуст Uном	удовл.
Iрасч = 2,31 кА	Iном = 2,5 кА	Iрас Iном	удовл.
iу = 50,41 кА	iдин = 60 кА	iу iдин	удовл.
Bк = 1423,397 кА2·с	I2т.ном·tт = 4448 кА2·с	Bк I2т.ном·tТ	удовл.

Выбор шин.

Выбираем алюминиевые шины коробчатого сечения (рис. 1.19) с допустимым током I_доп = 4,64 кА со следующими характеристиками:

– материал шины – алюминиевый сплав АДЗ31Т;

– допустимое механическое напряжение сплава _доп = 89 МПа;

– расположение шин горизонтальное;

– соединение швеллеров жесткое (сваркой);

– момент сопротивления двух сращенных шин W_y0-y0 = 100·10^-6 м³;

– момент инерции двух сращенных шин J_y0-y0 = 625·10^-8 м⁴;

– масса шины на один метр m = 5,55 гк/м;

– расстояние между фазами а = 0,8 м.

Размеры: h = 125 мм; b = 55 мм; c = 6,5 мм; r = 10 мм; g = 2740 мм2.

Максимальная сила, приходящаяся на единицу длины средней фазы при трехфазном КЗ

Н/м,

где а = 0,8 м – расстояние между фазами; К_ф – коэффициент формы (К =1, т. к. выбран проводник корытного сечения с высотой сечения более 0,1 м); К_расп – коэффициент, зависящий от взаимного расположения проводников (К_расп = 1 при расположении в одной плоскости). При таком усилии расстояние между опорными изоляторами

м.

Задаем пролет между изоляторами L =1,8 м, что обеспечивает расчетное механическое напряжение в материале шины

МПа.

Частота собственных механических колебаний шины

Гц.

Вывод: выбранная шина удовлетворяет условиям динамической стойкости.

Проверка шины на термическую стойкость.

Расчетное значение импульса квадратичного тока, действующего на сборных шинах В_к = 1987,95 кА²·с. Минимально допустимое сечение по условию термической устойчивости

мм².

Вывод: выбранная шина термически устойчива, т. к. ее сечение больше, минимально допустимого

S_шины = 2740 мм ² > S_min = 500,97 мм².

Выбор изоляторов.

Максимальная нагрузка на изолятор определяется формулой

кН,

где К_ф – коэффициент формы (К_ф = 1 для корытных проводников); К_расп = 1 при горизонтальном расположении проводников.

Выбираем опорный изолятор ОФ–10–4250 с разрушающим усилием F_разр = 42,5 кН. Он удовлетворяет условию электродинамической стойкости, так как выполняется условие

F_доп = 0,6·F_разр = 0,6·42,5 = 25,5 кН > F_расч = 9,74 кН.

Таким образом, данная шинная конструкция удовлетворяет всем условиям эксплуатации.

Выбор трансформаторов тока. Произведем выбор трансформатора тока в цепи генератора ГРУ. Выбор производится:

– по напряжению U_тт.ном U_уст;

– по току I_тт.ном I_уст;

– по конструкции и классу точности.

Расчетным током является форсированный режим работы генератора

I_расч = 4,55 кА.

Выбираем шинный трансформатор тока с литой изоляцией, предназначен­ный для внутренней установки типа ТШЛ–10–5000–0,5/10р.

Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора
Uуст = 10 кВ	Uтт.ном = 10 кВ	Uтт.ном Uуст
Iрасч = 4,54 кА	Iтт.ном = 5,0 кА	Iтт.ном Iуст
Вк = 143,09∙106 А2с	(кт·Iтт.ном)2·tт = 91875·106 А2·с	Вк (кт·Iтт.ном)2·tт
Z2	Z2ном = 1,2 Ом в классе точности 0,5	Z2 Z2ном