8 Выбор электрических аппаратов.

Выключатель является основным коммутационным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения цепи в любых режимах.

К выключателям высокого напряжения предъявляются следующие требования:

- надёжное отключение токов любой величины от десятков ампер до номинального тока отключения;

-быстрота действия, т.е. наименьшее время отключения;

-пригодность для автоматического повторного включения, т.е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения;

-возможность пофазного (пополюсного) управления для выключателей 330 кВ и выше;

-удобство ревизии и осмотра контактов и механической части;

-взрыво- и пожаробезопасность;

-удобство транспортировки и обслуживания.

В учебном проектировании выключатели выбираются по цепи самого мощного присоединения. Мощность ЛЭП принимается равной пропускной способности линии. Мощность в цепях обмоток трансформаторов равна перетокам мощности через трансформатор

, (36)

, (37)

. (38)

Выбранные выключатели проверяются по токам к.з.

, (39)

, (40)

, (41)

где β_н - нормированное процентное содержание апериодической составляющей в полном токе к.з.

, (42)

, (43)

где - ток термической стойкости,

- время протекания тока термической стойкости.

, (44)

где - время срабатывания защиты (принимается равным 0,1с.),

- время отключения выключателя, (принимается из паспортных данных выключателя).

(45)

где - предельно сквозной ток (принимается из паспортных данных).

Разъединители выбираются в тех же цепях и по тем же условиям, что и выключатели. Выбранные разъединители проверяются по условиям (42) и (43).

Выбор выключателей и разъединителей в цепях РУ-330 кВ.

В цепях РУ-330 кВ самым мощным присоединением является цепь обмотки высокого напряжения трансформатора.

Расчётные токи , , А, для выбора коммутационных аппаратов находятся по следующим формулам

(46)

(47)

где - номинальная мощность трансформатора;

- напряжение РУ, в цепи которого выбирается выключатель.

Вычисляются токи для выбора выключателей и разъединителей в цепях РУ­-330 кВ.

Согласно выше приведённым условиям и учитывая, что РУ находится на открытом воздухе, выберем из каталогов предприятий по высоковольтному оборудованию для присоединений ОРУ-330 кВ элегазовый выключатель ВГБ-330/40/3150У1 со встроенным трансформатором тока ТВ-330/1000/1 и разъединитель РПГ-330/3150 УХЛ1.

Проверяется выбранное оборудование:

1. На номинальный ток отключения

2. На термическую устойчивость.

Находится расчётный тепловой импульс для данного случая по формулам (44)

Вычислим тепловой импульс по паспортным данным по формуле (43)

Для выключателя:

Для разъединителя:

Выбранное оборудование по данному критерию проходит, т.к. по условию

3) На возможность отключения апериодической составляющей.

Вычисляется номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в отключаемом токе для времени τ по формуле (41)

Выбранный выключатель по данному критерию проходит, т.к. согласно условию

На электродинамическую устойчивость:

для выключателя:

для разъединителя:

Следовательно, выбранное оборудование по всем критериям проходит.

Выбор выключателей и разъединителей в цепях РУ-110 кВ.

Согласно схеме с указанием перетоков мощности в цепях РУ-110 кВ самым мощным присоединением является цепь обмотки среднего напряжения трансформатора.

Расчётные токи , , кА, для выбора оборудования в РУ-110 кВ вычисляют по формуле

(44)

(45)

где P_нагр – активная нагрузка РУ-110 кВ,

- число параллельно работающих трансформаторов.

Рассчитываются токи по формулам (48),(49)

Для ОРУ-110 кВ выберем из каталогов предприятий по высоковольтному оборудованию элегазовый выключатель ВГБУ-110-40/2000 У1 со встроенными трансформаторами тока ТВ-110/750/5 и разъединитель РГ-110/1000 УХЛ1.

Выбранное оборудование проверяется:

1. На номинальный ток отключения

2. На термическую устойчивость.

Найдём расчётный тепловой импульс для данного случая по формуле (44)

Вычисляется тепловой импульс по паспортным данным по формуле (43)

Для выключателя

Для разъединителя

Выбранное оборудование по данному критерию проходит, т.к. по условию

3. На возможность отключения апериодической составляющей:

Вычисляется номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в отключаемом токе для времени τ по формуле (41)

Выбранный выключатель по данному критерию проходит, т.к. согласно условию

На электродинамическую устойчивость:

Для выключателя

Для разъединителя

Следовательно, выбранное оборудование по всем критериям подходит.

Выбор выключателей и разъединителей в цепях РУ-6кВ.

Расчётные токи для выбора оборудования в цепи обмотки низкого напряжения вычисляют по формулам

В цепи обмотки низкого напряжения трансформатора связи выбирается вводный выключатель VZ-6R40-4000,42 встроенный в КРУ типа К-40-6-24У3 кВ.

Расчетные токи , , кА, для выбора оборудования ЛЭП вычисляют по формулам

(46)

(47)

где п – число ЛЭП.

В цепи линий, отходящих к потребителю, выберем выключатель VZ-6j20-630

Поскольку уровень токов короткого замыкания превышает возможности выключателя, то уменьшим их применением токоограничивающих реакторов.

Ректоры выбираются по условиям

(48)

(49)

(50)

Определим .

Для этого:

- определим сопротивление цепи до короткого замыкания без реактора по формуле

- определим результирующее сопротивление до точки к.з., необходимое для ограничения тока к.з.:

- определим

Выбираем реактора РТСТГ-10-4000-0,14 У3 в количестве 4 штук.

Определим результирующее сопротивление цепи с учетом реактора

Определим ток к.з. с учетом реактора:

Проверим реактор на динамическую устойчивость:

Условие выполняется.

Проверим на термическую устойчивость.

Найдём расчётный тепловой импульс для данного случая по формуле (44)

Вычисляется тепловой импульс по паспортным данным по формуле (43)

Выбранный реактор по данному критерию проходит, т.к. по условию

Условие выполняется.

Все требования выполняются.

Паспортные и расчетные данные выключателей и разъединителей сведем в таблицы 5 и 6.

Таблица 5- Паспортные и расчетные данные выключателей.

Условия выбора	Расчетные данные								Паспортные данные
									ВГБ-330-40-3150 У1				ВГБУ-110/40-2000 У1		VZ-6R40-4000		VZ-6j20-630
	330			110	10		10			330				110	6		6
	0,764			0,642	2,933		0,166			3,15				2	4		0,630
		1,97	5,84			51,2		51,2	40			40				40	20
		0,68	6,14			38,5		38,5			4800	4800				4800	1200
		2,07	1,5			2,51		2,51			20,16	17,4				-	-
		5,04	21,7			98,1		98,1			102	102				102	51
		0,764	0,321			1,6		0,266			3,15	2				4	0,630

Таблица 6- Паспортные данные и расчетные данные разъединит

телей.

Условия выбора	Расчетные данные		Паспортные данные
			РПГ-330/3150 УХЛ1	РГ-110/1000 УХЛ1
	330	110	330	110
	0,764	0,642	315	1
	5,03	21,7	157,5	102
	0,68	6,14	4800	4800
	0,764	0,321	3,15	1