11.3. Выбор и проверка предохранителей напряжением выше 1 кВ

Предохранители выбирают по конструктивному выполнению, номинальным значениям напряжения и тока, предельным отклю­чаемым току и мощности, роду установки (наружная, внутрен­няя) и, в некоторых случаях, с учетом избирательной защиты линии.

Номинальное напряжение предохранителя должно соответ­ствовать номинальному напряжению установки (сети). Быстро­действующие предохранители с кварцевым песком (типа ПК) зна­чительно ограничивают ток КЗ и приближают фазовый угол тока к нулю благодаря активному сопротивлению дуги. Поэтому при их выборе не учитывают апериодическую составляющую тока КЗ.

Номинальный ток плавкой вставки следует выбирать так, что­бы она не расплавилась при максимальном токе форсированного режима и пиковых токах.

Выбранные предохранители проверяют на стойкость при сквоз­ных токах КЗ.

Наибольшая допустимая температура нагрева частей предохра­нителя в длительном режиме υmax = 105°С.

В справочниках приводятся следующие технические данные пре­дохранителей внутренней и наружной установки: серия и тип; номи­нальное напряжение U_ном.пр; наибольшее рабочее напряжение; номи­нальный ток предохранителя I_ном.пр; номинальный ток патрона предохранителя I_{ном.п.пр}; номинальный ток плавких вставок I_{ном.вст}; номинальный ток отключения I_нм.о.пр; наименьший отключаемый ток предохранителя I_{ном.о.пр}; предельная симметричная трехфазная мощ­ность отключения S_н.о.пр.

Выбор предохранителей производится по следующим параметрам:

1) по номинальному напряжению

2) по току продолжительного режима

3)по отключающей способности

на отключение периодической составляющей расчетного тока КЗ

где I_п0 - начальное действующее значение периодической составля­ющей тока КЗ.

11.4. Выбор и проверка реакторов

Токоограничивающие реакторы выбирают по номинальным значениям напряжения, тока и индуктивного сопротивления, про­веряют на электродинамическую и термическую стойкость при КЗ. Оптимальное значение тока КЗ следует определять с учетом эконо­мического фактора и обеспечения необходимого качества электро­энергии (ограничения отклонений и колебаний напряжения при резкопеременных толчковых нагрузках). Как правило, ток КЗ в се­тях систем электроснабжения должен позволять применение аппа­ратов и проводников серийного производства.

В зависимости от места установки реакторы разделяются на ли­нейные, групповые и секционные (рис. 15.2). Линейные реакторы рекомендуется устанавливать после выключателя, со стороны ли­нии. Причем отключающая способность выключателя выбирается по мощности КЗ, ограниченной реактором.

Одинарные бетонные реакторы (с одной обмоткой) серий РБ, РБУ, РБГ, РБД выпускаются с номинальным напряжением U_номр = 10 кВ. В справочниках приводятся следующие технические данные одинарных реакторов: тип; номинальное индуктивное сопротив­ление Х_р, Ом или % (отн. ед.); но­минальные потери активной мощности на фазу; длительно допустимый номинальный ток при естественном охлаждении I_терм.р (400... 3200 А); электроди­намическая стойкость і_дин токам КЗ; термическая стойкость то­кам КЗ t_терм = 8 с; габаритные размеры: наружный диаметр по бетону (1430...2140 мм), высота (2870...4335); масса.

Номинальное индуктивное сопротивление одинарного реак­тора, Х_р %, при Х_р, Ом; I_ном.о.р, А;

Потери напряжения в реакторе в нормальном режиме, %, к но­минальному напряжению:

где I_нагр - ток нагрузки реактора.

Остаточное напряжение на сборных шинах подстанции при КЗ за реактором на отходящей линии:

Необходимая реактивность реактора при заданном остаточном напряжении:

Ток трехфазного КЗ за реактором, соответствующий действи­тельному времени отключения КЗ,

где Х_с% - эквивалентное сопротивление сети до реактора, отнесен­ное к номинальной проходной мощности реактора, или суммарное сопротивление цепи до точки КЗ без реактора.

Необходимое сопротивление реактора (относит. ед.), отнесенное к базисным току I_б и напряжению U_б= U_ном.у.

где X_доп.б - наименьшее допустимое расчетное (относительное) со­противление цепи КЗ при заданном допустимом токе КЗ I_пtдоп:

Искомое сопротивление одинарного реактора в отн. ед. при его номинальном токе и напряжении

По каталогу выбирается стандартный реактор с индуктивным сопротивлением, ближайшим большим расчетного.

Сдвоенные бетонные реакторы (с двумя обмоткой) серий РБС, РБСУ, РБСГ и РБСД выпускаются с номинальным напряжением

U_ном.р=10 кВ.

Принципиальная схема включения сдво­енного реактора приведена на рис. 15.3.

Для сдвоенного реактора характерными величинами являются индуктивность обмо­ток L и их взаимная индуктивность М. От­ношение MIL называют коэффициентом связи к_св. Для применяемых на практике реакторов к_св = 0,4... 0,6. Индуктивности оп­ределяются по формулам

где ХL - сопротивление одной ветви сдвоенного реактора; Хм - со­противление взаимоиндукции ветвей сдвоенного реактора.

За номинальный ток сдвоенного реактора принимают ток од­ной ветви I_ном.с.р, средний зажим рассчитан на двойной ток.

Наличие магнитной связи между двумя ветвями реактора обус­ловливает такой режим работы, когда ток I одной ветви реактора наводит в другой ветви реактора напряжение, равное IX_м = IXL k_св, которое, в свою очередь, может иметь направление, совпадающее или противоположное направлению падения напряжения в дру­гой ветви реактора.

Таким образом, суммарное падение напряжения в сдвоенном реакторе зависит от направления токов в ветвях. Учитывая это, различают следующие характерные режимы работы сдвоенного реактора: сквозной, продольный, одноцепный (рис. 15.4)

При сквозном режиме цепь от источника тока присоеди­няют к среднему зажиму, а нагрузки приблизительно одинаковой величины - к его концам. Сквозной режим соответствует нормаль­ному режиму. Токи, проходящие по обеим ветвям реактора, будут иметь противоположные направления и соответственно уменьшать падения напряжения в каждой ветви. Реактивное сопротивление одной ветви при сквозном режиме уменьшается до

Соответственно уменьшаются и потери напряжения в нормаль­ном режиме, что является достоинством сдвоенного реактора по сравнению с одинарным.

При продольном режиме реактор как бы отключен от среднего зажима и происходит переток от одной секции в другую при КЗ на этой секции шин. Токи в ветвях одинаковы и направлены в одну сторону. Результирующее сопротивление сдвоенного ре­актора в продольном режиме (режиме КЗ на одной из секций шин):

И при k_св=0,5

При одноцепном режиме током обтекается одна ветвь реактора.

Падение напряжения между точками «О» и «1» равно падению напряжения в одинарном реакторе с индуктивным сопротивлени­ем одной ветви, т.е. X_Lom=X_L. Этот режим возникает при увеличе­нии тока в одной из ветвей реактора, например при КЗ или под­ключении резкопеременной нагрузки.

В справочниках приводятся следующие технические данные сдво­енных реакторов: тип; номинальное индуктивное сопротивление XL, Ом или % (отн. ед.); индуктивные сопротивления обеих ветвей X_Lпpoд и X_LcKB, Ом или % (отн. ед.); номинальный коэффициент связи к_св, номи­нальные потери активной мощности на фазу; длительно допустимый номинальный ток при естественном охлаждении I_НОМ.С.Р= 630... 2100 А; электродинамическая стойкость г_дин токам КЗ; термическая стойкость токам КЗ I _терм = 8 с; электродинамическая стойкость при встречных токах КЗ; габаритные размеры: наружный диаметр по бетону (1490...2140 мм), высота (3640...4200 мм); масса фазы.

Номинальная реактивность Х_р сдв % сдвоенного реактора при

Выбор сдвоенных реакторов производится по номинальному току, номинальному напряжению, индуктивному сопротивлению; провер­ка производится на электродинамическую и термическую стойкость токам КЗ, остаточное напряжение, потери напряжения. Потери на­пряжения в сдвоенном реакторе определяются по выражению

где I_нагр - ток нагрузки ветви реактора.

Остаточное напряжение на шинах КЗ за одной из ветвей сдвоен­ного реактора определяется по выражению

где I_nt - ток КЗ при повреждении за ветвью реактора; I_нагр - рабо­чий ток другой ветви реактора.