СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
промышленных предприятий, а так же на объектах электроснабжения ответственных потребителей нефтяной промышленности.
В состав распределительного устройства 10 кВ входят: набор отдельных шкафов КРУ с коммутационными аппаратами, приборами измерения, устройствами автоматики и защиты, а также аппаратурой защиты,
управления, сигнализации и другими вспомогательными устройствами,
соединенными между собой в соответствии со схемой электрической расположения КРУ.
Шкафы КРУ всех серий имеют жесткую конструкцию, в которую встроены выключатели, трансформаторы напряжения, трансформаторы тока,
токоведущие части (сборные шины и отпайки).
В верхней части шкафов КРУ устанавливаются релейные шкафы со встроенной аппаратурой релейной защиты и автоматики (РЗиА), аппаратурой управления, измерения и сигнализации, клеммниками и цепями вторичных соединений.
Корпуса шкафов КВ-02-10 предусматривают встраивание выкатных элементов (тележек), в которых размещены выключатели, трансформаторы напряжения и разъединяющие контакты (выполняющие роль разъединителей).
В состав КРУ серии КВ-02-10 входят вакуумные выключатели типа
ВБПС-10-20/1600-У3, трансформаторы тока типа ТОЛ, трансформаторы напряжения НАМИ-10, ограничители перенапряжения типа ОПНп - 10/12/10/1-III УХЛ1, предохранители.
2.7 ВЫБОР СЕЧЕНИЙ КАБЕЛЕЙ
При выборе сечения кабелей на синхронные двигатели от РУ-10 кВ,
защищаемых релейной защитой, проводят проверку по термической стойкости при токах короткого замыкания.
Расчетная температура проводника при коротком замыкании не должна
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
превышать предельно допустимого значения.
На практике вычислить температуру проводника при коротком
замыкании довольно трудно, поэтому можно сразу определить термически
стойкое к токам короткого замыкания сечение по формуле:
F |
|
I |
|
|
t |
пр |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||
T |
|
|
|
K |
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.46)
где |
K |
T |
- температурный коэффициент, учитывающий ограничение |
|||
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
допустимой температуры нагрева кабелей; для меди |
K |
T |
=165. |
|||
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
I - периодическая составляющая тока КЗ в точке КЗ; tпр - приведенное время КЗ.
пр = tпр. п + tпр. а, (2.47)
где tпр. п - время действия периодической составляющей времени КЗ; tпр. а - время действия апериодической составляющей времени КЗ;
F |
|
1,16 |
1,005 |
70 |
|
|
|||
T |
|
165 |
|
|
|
|
|
||
мм |
2 |
|
Сечение кабеля, полученное в результате расчета, округляем до ближайшего каталожного значения.
Тогда выбираем кабель КГЭТ-10 (3х185)
мм |
2 |
|
ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Все виды аппаратов (выключатели, разъединители, предохранители,
измерительные трансформаторы для электроустановок) должны выбираться
в соответствии с вычисленными максимальными расчетными величинами
(токами, напряжениями, мощностями отключения) для нормального режима
и короткого замыкания. Для их выбора сравнивают указанные расчетные
значения с допускаемыми для высоковольтного оборудования; составляют
таблицу сравнения указанных расчетных и допустимых значений. Для
обеспечения надежной безаварийной работы расчетные значения должны
быть меньше допустимых.
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Выключатели выбирают по номинальному напряжению Uном,
номинальному току Iном, конструктивному выполнению, месту установки
(наружная или внутренняя), току отключения Iоткл и проверяют на электродинамическую и термическую стойкость. Выбор высоковольтных выключателей произведен на основе сравнения каталожных данных с соответствующими расчетными данными, для чего составим таблицу.
Таблица 2.3 Выбор высоковольтных выключателей
Место |
Тип |
Условия выбора |
Расчетные данные |
Каталожные данные |
|
установки |
выключателя |
|
сети |
выключателя |
|
выключателя |
|
|
|
|
|
Q1 - Q2 |
ВБЭ-110- |
Uc ≤ Uном Iрасч ≤ |
110 кВ 210А 2,217 |
110 кВ 1600 А 25 кА |
|
|
25/1600 |
Iном Iк ≤ Iоткл iуд ≤ |
кА 5,64 кА 5,43 |
65 |
кА 1895 кА2с |
|
|
iдин Bк ≤ I∞2tп |
кА2с |
|
|
Q3 - Q6 |
ВБПС-10- |
Uc ≤ Uном Iрасч ≤ |
10 кВ 1539А 12,37 |
10 |
кВ 1600 А 20 кА 51 |
|
20/1600-У3 |
Iном Iк ≤ Iоткл iуд ≤ |
кА 31,5 кА 169,1 |
кА 1200 кА2с |
|
|
|
iдин Bк ≤ I∞2tп |
кА2с |
|
|
Q7,Q8 |
ВБПС-10- |
Uc ≤ Uном Iрасч ≤ |
10 кВ 1026А 7,3 кА |
10 |
кВ 1600 А 20 кА 51 |
|
20/1600-У3 |
Iном Iк ≤ Iоткл iуд ≤ |
18,7 кА 58,9 кА2с |
кА 1200 кА2с |
|
|
|
iдин Bк ≤ I∞2tп |
|
|
|
Q9 - Q14 |
ВБПС-10- |
Uc ≤ Uном Iрасч ≤ |
10 кВ 513 А 1,15 |
10 |
кВ 1000 А 20 кА 51 |
|
20/1000-У3 |
Iном Iк ≤ Iоткл iуд ≤ |
кА 2,95 кА 1,46 |
кА 1200 кА2с |
|
|
|
iдин Bк ≤ I∞2tп |
кА2с |
|
|
U |
ном |
U |
ном.сети |
; |
|
|
|
Iном I расч ;
I |
|
I |
(3) |
; |
|
откл |
к |
||||
|
|
|
Выбор высоковольтных выключателей Q1-Q2, установленных со стороны высокого напряжения силовых питающих трансформаторов.
|
I |
(3) |
|
|
Параметры сети Uном=110 кВ, Iрасч=110А, |
К |
=2,217 кА, iуд=5,64 кА. |
||
|
||||
|
|
|
Выбираем маломасляный выключатель типа ВБЭ-110-25/1600. Вакуумный выключатель внутренней установки ВБЭ-110-25/1600 с
электромагнитным приводом. Аппарат предназначен для выполнения частых коммутационных операций в нормальных и аварийных режимах работы трансформаторов дуговых сталеплавильных печей на номинальное напряжение 110 кВ частоты 50 Гц и других электроустановок в достаточно жестких режимах (по 50-100 коммутаций в сутки).
Выключатель представляет собой коммутационный аппарат, состоящий из трех отдельных полюсов, каждый из которых управляется своим индивидуальным электромагнитным приводом. Каждый полюс выключателя имеет четыре разрыва (вакуумные дугогасительные камеры), шунтированные конденсаторами и приводимые в действие изоляционными
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
тягами, связанными с приводом. Для обеспечения надежной изоляции пространство между вакуумной камерой и корпусом выключателя заполнено специальным негорючим и нетоксичным веществом с высокой электрической прочностью, а опорный изолятор - пенополиуретаном.
Выключатель ВБЭ-110-25/1600 обладает повышенной взрыво - и пожаробезопасностью, удобством и простотой в эксплуатации в сравнении с воздушными, элегазовыми и масляными выключателями класса напряжения
110 кВ. Параметры выключателя: Uном=110 кВ, Iном=1600 А, Iоткл=25кА, iдин=65 кА, ток термической стойкости 25 кА при времени действия 3 с, время
отключения 0,12 с.
Расчет интеграла Джоуля при коротком замыкании (теплового импульса тока) Вк можно выполнить следующим образом:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2tоткл |
|
|
B B |
B |
I |
2 |
t |
I |
2 |
e |
Tа |
|||||
T 1 |
|
|
|||||||||||
к |
к.п |
к.а |
|
откл |
|
|
а |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.48) |
|
где Bк, п, Вк, а - соответственно периодическая и апериодическая составляющие импульса тока;
I∞ - действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания;
tоткл - время от начала короткого замыкания до его отключения,
tоткл = tз + tвык
tз - время действия релейной защиты, для МТЗ tз=0,5-1,0 с, примем
tз=1,0 с;
tвык - полное время отключения выключателя, tвык = 0,12 с.
Та - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания
Т |
|
|
L |
|
x |
а |
|
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
r |
|
r |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
(2.49)
где xΣ, rΣ - суммарные индуктивные и активное сопротивление цепи КЗ. В сетях, где активное сопротивление не учитывают из-за их
несущественного влияния на полное сопротивление цепи КЗ, можно принять
Tа = 0,05.
|
|
tотк |
(1 2) |
|
||
|
|
|
|
|||
При |
Та |
|
тепловой импульс тока можно найти по упрощённой |
|||
|
|
|
|
|||
формуле: |
|
|
|
|
|
|
B |
I 2 |
t |
T |
(2.50) |
||
к |
|
|
|
откл |
а |
|
|
|
|
||||
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
tоткл = 1+0,055 = 1,055 с.
|
t |
|
|
1,055 |
21 |
(1 2) |
|
отк |
|
||||
|
|
|
|
|
||
Отношение |
Т |
а |
|
0,05 |
|
, Та - постоянная времени затухания |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
апериодической составляющей тока короткого замыкания до точки К2 равна Та = 0,05, т.к. активное сопротивление в расчётах не учитывалось. Отсюда тепловой импульс тока при КЗ для выключателей Q1-Q2 по формуле (2.50):
B |
I |
2 |
t |
T |
2 |
2 |
с |
|
2,217 |
1,055 0,05 5,43 кА |
|||||
к |
|
откл |
а |
|
|
|
Интеграл Джоуля при коротком замыкании для выключателей Q1-Q2:
B I 2 tп (2.51)
Для выключателя: I∞=25 кА; tп=3с, тогда интеграл Джоуля
I |
2 |
t |
n = 252 ·3 = 1895 кА2с |
||||
|
|
||||||
|
|
|
|||||
то есть Вк<< |
I |
2 |
t |
|
|||
|
|
|
|||||
|
|
|
n |
||||
|
|
|
|
|
|
||
Выбор высоковольтных выключателей Q3-Q6 (вводные на 10 кВ)
установленных в цепи ЗРУ-10 кВ (рис.2.1). Параметры сети Uном=10 кВ, Iрасч=
1539 А, =12,37 кА, iуд=31,5 кА.
Выбираем вакуумный выключатель типа ВБПС-10-20/1600-У3. Выключатели серии ВБПС-10-20/1600-У3 с пружинно-моторным
приводом и индукционно-динамическим устройством управления. Выключатели обладают быстродействием включения, высокой коммутационной износостойкостью при номинальных токах и токах короткого замыкания, пожаро- и взрывобезопасностью, сниженными эксплуатационными затратами, не загрязняют окружающую среду.
Параметры выключателя: Uном=10 кВ, Iном=1600 А, Iоткл=20 кА, iдин=51 кА, ток термической стойкости 20 кА при времени действия 3 с, время
отключения 0,12 с.
tоткл = 1+0,055 = 1,055 с.
Тепловой импульс тока при КЗ для выключателей находим по формуле
(2.50):
B |
12,37 |
2 |
1,055 0,05 169,1 |
2 |
с |
|
кА |
||||
к |
|
|
|
|
|
Для выключателя: I∞=20 кА; tп=3с, тогда интеграл Джоуля находим по формуле (2.51):
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
I 2
t |
n |
|
= 202 ·3 = 1200 кА2, то есть Вк<<
I |
2 |
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
Выбор высоковольтных выключателей Q7, Q8 (межсекционные)
установленных в цепи ЗРУ-10 кВ (рис.2.1). Параметры сети Uном=10 кВ, Iрасч=
|
I |
(3) |
|
|
1026 А, |
К |
=7,3 кА, iуд= 18,7 кА. |
||
|
||||
|
|
|
Выбираем вакуумный выключатель типа ВБПС-10-20/1600-У3.
Параметры выключателя: Uном=10 кВ, Iном=1600 А, Iоткл=20 кА, iдин=51 кА, ток термической стойкости 20 кА при времени действия 3 с, время отключения
0,12 с.
tоткл = 1+0,055 = 1,055 с.
Тепловой импульс тока при КЗ для выключателей находим по формуле
(2.50):
B |
2 |
2 |
с |
7,3 |
1,055 0,05 58,9 кА |
||
к |
|
|
|
Для выключателя: I∞=20 кА; tп=3с, тогда интеграл Джоуля надим по формуле (2.51):
I 2
t |
n |
|
= 202 ·3 = 1200 кА2с, то есть Вк<<
I |
2 |
t |
|
|
|
|
n |
Выбор высоковольтных выключателей Q9-Q14 (на двигатели)
установленных в цепи ЗРУ-10 кВ (рис.2.1). Параметры сети Uном=10 кВ, Iрасч=
|
I |
(3) |
|
|
513 А, |
К |
= 1,15 кА, iуд=2,95 кА. |
||
|
||||
|
|
Выбираем вакуумный выключатель типа ВБПС-10-20/1000-У3.
Параметры выключателя: Uном=10 кВ, Iном=1000 А, Iоткл=20 кА, iдин=51 кА, ток термической стойкости 20 кА при времени действия 3 с, время отключения
0,12 с.
tоткл = 1+0,055 = 1,055 с.
Тепловой импульс тока при КЗ для выключателей находим по формуле
(2.50):
B |
2 |
2 |
с |
1,15 |
1,055 0,05 1,46 кА |
||
к |
|
|
|
Для выключателя: I∞=20 кА; tп=3с, тогда интеграл Джоуля находим по формуле (2.51):
I 2 tn = 202 ·3 = 1200 кА2с, то есть Вк<< I 2 tn