8. Выбор схемы распределительных устройств

8. Выбор распределительного устройства на стороне высшего напряжения

Для крупных ПС 220 кВ со значительной мощностью двух трансформаторов или автотрансформаторов, питающихся по двум линиям, рекомендуется применение схемы четырехугольника, обеспечивающей высокую надежность электроснабжения потребителей. Достоинствами такой схемы является возможность проведения ревизии любого выключателя без нарушения работоспособности всей схемы, а также использование разъединителя только для ремонтных работ. К недостаткам данной схемы можно отнести снижение надёжности при разомкнутом кольце и повышенные требования к подключаемым в эту схему трансформаторам тока, выключателям и разъединителям кольца.

Рисунок 12 – Схема распределительного устройства ВН.

2. Выбор распределительного устройства на стороне среднего напряжения

Д ля РУ 110 кВ принимается схема с двумя рабочими и обходной системой шин с одним выключателем на цепь. Обе системы сборных шин находятся под напряжением. Эта схема надежна, т.к. при К.З на шинах отключаются шиносоединительный выключатель, и только половина присоединений. Схема имеет высокую ремонтопригодность, дает возможность ревизии любой системы сборных шин и любого выключателя без перерыва работы присоединений.

Рисунок 12 – Схема распределительного устройства СН.

2. Выбор распределительных устройств на стороне низшего напряжения

На низшем напряжении подстанций 10 кВ применяется схема с одной системой сборных шин секционированных выключателями. При этом РП1 и РП2 питаются от различных секций, а питание РПЗ осуществляется по двум кабельным линиям, которые также присоединены к разным секциям. Достоинствами схемы являются простота, наглядность, экономичность, достаточно высокая надежность. Однако схема обладает и рядом недостатков. При повреждении и последующем ремонте одной секции ответственные потребители, нормально питающиеся с обеих секций, остаются без резерва, а потребители, не резервированные по сети, отключаются на все время ремонта. В этом же режиме источник питания, подключенный к ремонтируемой секции, отключается на все время ремонта.

9. Выбор проводников и аппаратов

9. Выбор выключателей

Выключатель - это коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения тока. Выключатель является основным аппаратом в электроустановках, он служит для отключения и включения цепи в любых режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание, холостой ход, несинхронная работа. Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на существующее короткое замыкание.

В распределительных устройствах 35 кВ и выше применяем элегазовые выключатели, т.к. они обладают рядом преимуществ: пожаро- и взрывобезопасность, минимальное обслуживание, снижение нагрузки на фундамент, сокращение времени установки, отсутствие элементов требующих ручной смазки, отключение с высокой скоростью, надежная коммутация кондесаторных батарей и реакторов, высокая сейсмостойкость, работоспособность при температуре окружающей среды до - 55ºС, малый износ дугогасящих контактов.

Все выключатели характеризуются номинальным напряжением (U_ном) и номинальным рабочим током (I_ном), которые они выдерживают длительное время. Поэтому при выборе аппарата необходимо соблюдать условия:

U_ном.а.  U_ном.с. , (9.1)

I_{раб.макс.}  I_ном.а.. (9.2)

где: U_ном.а. – номинальное напряжение, кВ;

U_ном.с. – номинальное напряжение сети, кВ;

I_{раб.макс.} – наибольший ток утяжеленного режима цепи в которой

устанавливается данный выключатель, кА;

I_ном.а. – номинальный ток аппарата, кА.

Выключатели по номинальному напряжению и номинальному току, подлежат проверкам:

В первую очередь производится проверка на симметричный ток отключения по условию

. (9.3)

где I_{ном.откл} номинальный ток отключения, кА.

Затем проверяется возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ:

, (9.4)

где – апериодическое составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов τ, кА;

– номинальный допустимое значение апериодической составляющей в отключаемом токе для времени τ, кА;

– нормированное значение содержания апериодической составляющей в отключаемом токе (справочные данные);

определяется по формуле

, (9.5)

где τ– наименьшее время от начала КЗ до момента расхождения дугогасительных контактов, с (расчетное время действия тока КЗ):

τ определяется по формуле

, (9.6)

где: t_з – время срабатывание релейной защиты, с;

t_о.в. – время отключения выключателя, с.

По электродинамической стойкости при токах КЗ выбранный выключатель проверяется по одному из условий:

или (9.7)

где: I_по– начальное значение периодической составляющей тока К.З., кА;

I_дин – начальное действующие значение предельного сквозного тока данного выключателя, кА. (справочные данные);

i_у – ударный ток КЗ, кА;

i_м.дин. – амплитудное значение (наибольший пик) предельного сквозного тока выключателя, кА. (справочные данные).

По термической стойкости проверка осуществляется по расчетному импульсу квадратичного тока короткого замыкания. Значение теплового импульса тока КЗ (кА²с) определяется по формуле

, (9.8)

где: I_по– начальное значение периодической составляющей тока КЗ, кА;

τ– расчетное время действия тока КЗ, с;

T_a – постоянная времени затухания апериодической составляющей, с.

Значение постоянной времени затухания апериодической составляющей тока КЗ зависит от места короткого замыкания.

Зная значение теплового импульса тока КЗ в цепи установки выбранного выключателя можно записать условие проверки на термическую стойкость

, (9.9)

где: I_т – ток термической стойкости выбранного выключателя, кА;

t_т – допустимая длительность протекания тока термической стойкости выключателя, с. Обе величины паспортные данные.