9.2 Расчетные условия для проверки по режиму кз

Для проверки аппаратов и проводников на динамическую и термическую стойкость, для выбора выключателей необходимо определять расчетные токи КЗ, т.е. необходимо знание следующих величин:

I_по – действующее значение периодической составляющей в начальный момент времени;

i_у – ударный ток КЗ;

I_пτ и I_aτ – периодический и апериодический ток к моменту размыкания контактов;

B_к – импульс квадратичного тока,

для чего необходимо знать время действия КЗ в каждой точке – τ и постоянную времени затухания апериодической составляющей Т_a.

Рассмотрим конкретную схему:

а) КЗ в т. К₁: ток КЗ будет состоять из суммы I₁ + I₂ + I₃;

б) КЗ в т. К₂: I_Σ = I₁ + I₂ + I₃;

в) КЗ в т. К₃ - надо выбирать больший I₁ или I₂ + I₃;

г) КЗ в т. К₄ - надо выбирать больший I₃ или I₁ + I₂;

д) КЗ в т. К₅ – ток существенно меньше, но выключатель выбирают по этому току, считая, что КЗ между выключателем и реактором маловероятно. Тем не менее ПУЭ требует, чтобы участок ошиновки от сборных шин до первых проходных изоляторов выбирался по т. К₁;

е) КЗ в т. К₆: по сумме I_С + I_Т;

ж) КЗ в т. К₇: в РУ 110 кВ и выше в целях однообразия выбора выключателей в качестве расчетного принимается полный ток замыкания на шинах К₇.

Для секционных выключателей считается, что один трансформатор отключен и точка КЗ находится на сборных шинах, т.е. выбор производится по сумме токов.

Д ля расчета ударный ток КЗ i_у надо знать постоянную времени затухания апериодической составляющей тока КЗ - Т_а. Для любой схемы

,

где - результирующее индуктивное сопротивление расчетной схемы, где все активные сопротивления приняты равными 0;

- результирующее активное сопротивление расчетной схемы, где все индуктивные сопротивления приняты равными 0.

Вычисление активных сопротивлений затруднительно из-за отсутствия данных. Поэтому на стадии проектирования прибегают к приближенному методу определения Т_а – для характерных участков схемы используют усредненные значения Т_а, приведенные в [4, c.150], при КЗ на шинах электростанций – [4, c.190].

В качестве расчетного вида КЗ в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью принимают 3-х фазное КЗ. В эффективно заземленных сетях ток однофазного КЗ может быть больше трехфазного. Следует выбирать больший.

Но при вычислении B_к не уточняют вид сети, а ориентируются на 3-х фазное КЗ, так как тепловой импульс будет больше в этом случае.

Для определения времени действия КЗ – необходимо знать время отключения выключателя и уставку по времени основной РЗ, защищающий этот элемент. Берут время срабатывания основной защиты, учитывая малую вероятность ее отказа. Исключением являются аппараты и проводники присоединения генератора мощностью 60 и более мегаватт, учитывая особые требования к надежности этого оборудования (см. ПУЭ, с.4).

9.3 Выбор выключателей

Высоковольтные выключатели выбираются

1) По напряжению установки U_уст ≤ U_н;

2) По длительному току I_max ≤ I_н;

3) По отключающей способности

а) проверка на симметричный ток отключения I_пτ ≤ I_отк,н;

б) проверка возможности отключения апериодической составляющей тока КЗ:

,

где - номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в отключаемом токе для момента времени ;

- заданное в % нормированное содержание апериодической составляющей в токе КЗ определяется по каталогу или по кривым (рис.9.3) или по формуле

;

- наименьшее время от начала КЗ до момента расхождения контактов.

- апериодич. составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов ;

Если а) выполняется, а б) – нет, то допускается проверку производить по полному току КЗ

.

4) По включающей способности проверка производится по двум условиям:

; ,

где - наибольший пик тока включения, а - номинальный ток включения (действующее значение периодической составляющей).

Заводами – изготовителями соблюдается соотношение: . Проверка по двум условиям необходима потому, что для конкретной системы k_у может быть более 1.8.

5) На электродинамическую стойкость

; .

Проверка по двум условиям производится по тем же причинам.

6) На термическую стойкость

,

где , - ток термической стойкости выключателя и допустимое время его протекания.

Проверка по параметрам восстанавливающегося напряжения на контактах выключателя в учебном проектировании обычно не производится, так как в большинстве энергосистем реальные условия восстановления напряжения соответствуют условиям испытания выключателей.