3. Выбор и проверка электрических аппаратов
3.1 Выбор и проверка выключателей.
Выбор выключателей осуществляется по следующим условиям:
— по номинальному напряжению:
(3.1)
— по номинальному току:
. (3.2)
Выбранные выключатели подвергают следующим проверкам:
— на отключающую способность:
(3.3)
где
– номинальный ток отключения, кА;
– нормированное содержание апериодической
составляющей, %;
– периодическая составляющая тока КЗ
в момент начала расхождения контактов
выключателя, кА;
– апериодическая составляющая тока КЗ
в момент начала расхождения контактов
выключателя, кА;
— на термическую стойкость:
(3.4)
где
– допустимый тепловой импульс тока
КЗ,
;
– расчетный тепловой импульс,
;
(3.5)
где
– ток термической стойкости, кА;
– время термической стойкости, с;
(3.6)
где
– тепловой импульс периодической
составляющей тока КЗ,
;
– тепловой импульс апериодической
составляющей тока КЗ,
;
(3.7)
где
– сверхпереходное значение тока КЗ,
кА;
– значение периодической составляющей
тока КЗ в момент погасания дуги в
выключателе, кА;
– момент времени расхождения контактов выключателя, с;
- максимальное время существования КЗ,
с;
(3.8)
где – постоянная времени апериодической составляющей тока КЗ, с.
— на динамическую стойкость:
(3.9)
где
– наибольший пик предельного сквозного
тока, кА;
– ударный ток
короткого замыкания, кА;
; (3.10)
где
– начальное действующее значение
предельного сквозного тока, кА.
— на включающую способность:
(3.11)
где
– наибольший пик номинального тока
включения, кА;
; (3.12)
где
– начальное действующее значение
номинального тока включения,кА.
— по скорости восстанавливающегося напряжения:
(3.13)
где
и
– допустимая и расчетная скорости
восстанавливающегося напряжения,
;
(3.14)
где
– число линий данного РУ, оставшихся в
работе после отключения выключателя;
– коэффициент,
зависящий от количества проводов в фазе
(при одном проводе равен 0,2).
В зависимости от вида проверки выбирается тот или иной вид КЗ:
— для проверки на динамическую стойкость – расчетным является ток трехфазного КЗ;
— для проверки на термическую стойкость – ток двухфазного или трехфазного КЗ для генераторных цепей, и трехфазного – для всех остальных;
— для проверок на включающую и отключающую способность, а также по скорости восстанавливающегося напряжения расчетным принимается тот вид КЗ, ток которого наибольший.
Выбор и проверка выключателей ОРУ 110кВ.
Номинальное напряжение:
Номинальный ток присоединения линии:
Номинальный ток присоединения блока:
Номинальный ток присоединения автотрансформатора:
В качестве выключателя в ОРУ 110кВ примем элегазовый выключатель типа 3AP1FG-110-40/3150.
Параметры выбранного выключателя приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Параметры выключателя 3AP1FG – 110 – 40/3150.
Параметр |
Зн-е пар-ра |
Номинальное
напряжение,
|
110 |
Наибольшее
рабочее напряжение,
|
145 |
Номинальный ток,
|
3150 |
Номинальный ток
отключения,
|
40 |
Допустимая
скорость восстанавливающегося
напряжения,
|
1,2 |
Наибольший пик
предельного сквозного тока,
|
128 |
Действующее
значение предельного сквозного тока,
|
50 |
Наибольший пик
номинального тока включения,
|
100 |
Действующее
значение номинального тока включения,
|
40 |
Ток термической
стойкости,
|
50 |
Время термической
стойкости,
|
3 |
Полное время
отключения,
|
0,06 |
Собственное
время отключения,
|
0,035 |
Нормированное
содержание апериодической составляющей,
|
36 |
Проверка выключателя.
Для проверки выключателя выберем присоединение, при коротком замыкании в котором, ток, протекающий через выключатель, будет максимальным. Таким присоединением является присоединение тупиковой ЛЭП к шинам ОРУ.
Проверка выключателя на отключающую способность.
Значения токов взяты из таблицы 2.2
Согласно формуле (3.3):
т.е. условие проверки выполняется.
Проверка выключателя на термическую стойкость.
Значения токов взяты из таблицы 2.1.
Согласно формулам (3.4 – 3.8):
т.е. условие проверки выполняется.
Проверка выключателя на динамическую стойкость.
Значения токов взяты из таблицы 2.1.
Согласно формулам (3.9, 3.10):
т.е. условия проверки выполняются.
Проверка выключателя на включающую способность.
Значения токов взяты из таблицы 2.2.
Согласно формулам (3.11, 3.12):
т.е. условия проверки выполняются.
Проверка выключателя по скорости восстанавливающегося напряжения.
Значения токов взяты из таблицы 2.2.
Согласно формулам (3.13, 3.14):
т.е. условие проверки выполняется.
Параметры выключателя и соответствующие расчетные величины сведем в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 – Сравнение параметров выключателя и соответствующих расчетных величин.
Параметры выключателя |
Соотношение |
Расчетные величины |
|
= |
|
|
> |
|
|
> |
|
|
> |
|
|
> |
|
|
> |
|
|
> |
|
|
> |
|
|
> |
|
Вывод: Так как проверенный по режиму КЗ в наиболее тяжелых условиях (КЗ на тупиковой ЛЭП за выключателем) выключатель типа 3AP1FG-110-40/3150 не выпускается на номинальный ток отключения меньше 40 кА, то примем к установке на всех присоединениях ОРУ – 110 кВ эти же выключатели, и проверку не производим.
Выбор выключателей ОРУ 220кВ.
Номинальное напряжение:
Номинальный ток присоединения линии:
Номинальный ток присоединения блока:
Номинальный ток присоединения автотрансформатора:
В качестве выключателя в ОРУ 220 кВ примем элегазовый выключатель типа 3AP1FG-220-50/3150. Параметры выбранного выключателя приведены в таблице 3.3.
Таблица 3.3 – Параметры выключателя3AP1FG-220-50/3150.
Параметр |
Зн-е пар-ра |
Номинальное напряжение, |
220 |
Наибольшее рабочее напряжение, |
252 |
Номинальный ток, |
3150 |
Номинальный ток отключения, |
50 |
Допустимая скорость восстанавливающегося напряжения, |
1,5 |
Наибольший пик предельного сквозного тока, |
127 |
Действующее значение предельного сквозного тока, |
50 |
Наибольший пик номинального тока включения, |
127 |
Действующее значение номинального тока включения, |
50 |
Ток термической стойкости, |
50 |
Время термической стойкости, |
3 |
Полное время отключения, |
0,06 |
Собственное время отключения, |
0,037 |
Нормированное содержание апериодической составляющей, |
36 |
Выбор и проверка генераторных выключателей.
Номинальное напряжение:
Номинальный ток:
В качестве генераторных выключателей примем элегазовые выключатели типа ВГГ- 20-90/10000 . Параметры выбранного выключателя приведены в таблице 3.5.
Таблица 3.5 – Параметры выключателя ВГГ- 20-90/10000.
Параметр |
Значение параметра |
Номинальное напряжение, |
20 |
Наибольшее рабочее напряжение, |
24 |
Номинальный ток, |
10000 |
Номинальный ток отключения, |
90 |
Наибольший пик предельного сквозного тока, |
230 |
Действующее значение предельного сквозного тока, |
90 |
Наибольший пик номинального тока включения, |
230 |
Действующее значение номинального тока включения, |
90 |
Ток термической
стойкости,
|
90 |
Время термической стойкости, |
3 |
Полное время отключения, |
0,14 |
Собственное время отключения, |
0,11 |
Нормированное содержание апериодической составляющей, |
40 |
Проверка выключателя.
При КЗ на выводах генератора до выключателя через выключатель будет протекать полный ток КЗ за вычетом тока от данного генератора, а при КЗ после выключателя – только ток от генератора. В первом случае ток будет больше, поэтому принимаем этот вариант за расчетный.
Проверка выключателя на отключающую способность.
Значения токов взяты из таблицы 2.3
Согласно формуле (3.3):
т.е. условие проверки выполняется.
Проверка выключателя на термическую стойкость.
Значения токов взяты из таблицы 2.3.
Согласно формулам (3.4 – 3.8):
т.е. условие проверки выполняется.
Проверка выключателя на динамическую стойкость.
Значения токов взяты из таблицы 2.3
Согласно формулам (3.9, 3.10):
т.е. условия проверки выполняются.
Проверка выключателя на включающую способность.
Значения токов взяты из таблицы 2.3
Согласно формулам (3.11, 3.12):
т.е. условия проверки выполняются.
Параметры выключателя и соответствующие расчетные величины сведем в таблицу 3.6.
Таблица 3.6 – Сравнение параметров выключателя и соответствующих расчетных величин.
Параметры выключателя |
Соотношение |
Расчетные величины |
|
> |
|
|
> |
|
|
> |
|
|
> |
|
|
> |
|
|
> |
|
|
> |
|
|
> |
|
|
> |
|
