7. Выбор и проверка элементов системы электроснабжения

Все элементы системы электроснабжения выбираются по номинальным параметрам при нормальном режиме работы системы электроснабжения и должны соответствовать условиям окружающей среды. Номинальное напряжение аппарата соответствует классу его изоляции.

Условие выбора:

U_н.а = U_н.е (93)

где U_н.а - номинальное напряжение аппарата, кВ; U_н.е - номинальное напряжение сети, кВ.

При протекании тока аппарат должен работать длительное время без допустимого перегрева.

Условие выбора:

I_ном ≥ I_pаб.max (94)

где I_ном - номинальный ток аппарата, А; I_pаб.max - наибольший ток утяжеленного режима сети, А.

Основные условия проверки элементов в аварийном режиме:

- электродинамическая стойкость:

i_дин ≥ i_уд (95)

где i_дин - ток электродинамической стойкости аппарата, кА; i_дин - ударный ток при коротком замыкании в сети, кА.

- термическая стойкость:

(96)

где I_T - ток термической стойкости аппарата, кА; t_T - допустимое время протекания тока КЗ, сек.; В_К - тепловой импульс, кА²-сек.

- коммутационная способность:

I_oтк.а ≥ I_п.0 (97)

где I_oтк.а - ток отключения аппарата, кА; I_п.0 - начальное значение периодической составляющей тока КЗ, кА.

7.1 Выбор и проверка высоковольтных коммутационных аппаратов

Выбор и проверка выключателей 110 кВ

Определим ток питающей линии ВЛЭП в нормальном режиме:

(98)

Ток в послеаварийном режиме:

(99)

Предварительно выбираем элегазовый выключатель марки ВЭБ-110-40/2000 У1 [14]:

- расчетное время отключения выключателя:

τ = t_р.з.min + 3 × Δt + t_о.в = 0,1 + 3 × 0,3 + 0,035 = 1,035 сек (100)

где t_р.з.min - минимальное время срабатывания защиты; Δt - ступень селективности (0,4 сек.); t_о.в- время отключения выключателя (паспортные данные).

- тепловой импульс КЗ:

(101)

Таблица 16 – Условия выбора и проверки выключателей 110 кВ

Условия выбора и проверки	Каталожные данные аппарата	Расчетный параметр цепи
Uном = Uуст	Uном = 110 кВ	Uуст = 110 кВ
Iном ≥ Ipаб.max	Iном = 2 000 А	Iраб.max = 293,36 А
Ioтк.а ≥ Iп.0	Iоткл.а = 40 кА	Iпо = 5,47 кА
iдин ≥ iуд	iдин = 102 кА	iуд =17,74 кA
	I2т  tт = 4 800 кА2/с	Вк = 109,80 кА2/с

Выключатель по условиям проверки проходит. Принимаем его к уста­новке.

Выбор и проверка разъединителей

Предварительно выбираем: разъединитель РНДЗ-110/1000 УI (таблица 17) [14] - разъединитель наружной установки, двух-колонковый, с заземляющими ножами.

Таблица 17 - Условия выбора разъединителя 110 кВ

Условия выбора и проверки	Каталожные данные аппарата	Расчетный параметр цепи
Uном = Uуст	Uном = 110 кВ	Uуст =110 кВ
Iном ≥ Ipаб.max	Iном = 1 000 А	Iраб.max = 293,36 А
iдин ≥ iуд	iдин = 102 кА	iуд =17,74 кA
	I2т  tт = 2 976,7 кА2/с	Вк = 109,80 кА2/с

Разъединитель по условиям проверки проходит.

Выбор и проверка выключателей на стороне 6кВ

Выбираем выключатель на отводе 6 кВ трансформатора ТРДН - 63000/110/6 [14] (вводной выключатель ЗРУ ПГВ).

Максимальный рабочий ток:

Ток в послеаварийном режиме (ПАР) для расщеплённой обмотки:

После нахождения токов на вводах 6 кВ необходимо определиться с выбором типа ячеек КРУ. Выбираем серию К-61 (ввод) и К-63 (отходящие линии).

Предварительно выбираем выключатель марки LF 3 - элегазовый выключатель внутренней установки [14] (Т_опк = 0,07 сек).

- время отключения КЗ (сумма времени действия основной защиты (МТЗ) и времени отключения выключателя):

τ = t_р.з. + Δt_сел. + t_отк. = 0,1 + 0,7 + 0,07 = 0,87 сек (103)

где Δt_сел – суммарное время ступеней селективности, сек. [15].

- тепловой импульс КЗ:

Результаты выбора и проверки представлены в таблице 18.

Таблица 18 - Условия выбора выключателя на вводе в РУ 6 кВ

Условия выбора и проверки	Каталожные данные аппарата	Расчетный параметр цепи
Uном = Uуст	Uном = 6 кВ	Uуст = 6 кВ
Iном ≥ Ipаб.max	Iном = 3 200 А	Iраб.max = 2 689,13 А
Ioтк.а ≥ Iп.0	Iоткл.а = 40 кА	Iпо = 23,64 кА
iдин ≥ iуд	iдин = 102 кА	iуд = 46,46 кA
	I2т  tт = 4 800 кА2/с	Вк = 528,11кА2/с

Данный выключатель по всем условиям проверки проходит.

Выбираем на отходящие линии выключатели (таблица 19) вакуумные ВВ/TEL-6-20/630 У2 (I_oтк.а =20 кА, i_дин = 51 кА).

- время отключения КЗ (сумма времени действия основной защиты (токовая осечка) [15] и времени отключения выключателя):

τ = t_р.з. + t_отк. = 0,1 + 0,7 = 0,17 сек (104)

- тепловой импульс КЗ:

Результаты выбора и проверки представлены в таблице 19.

Таблица 19 - Условия выбора выключателя 6 кВ отходящих линий

Условия выбора и проверки	Каталожные данные аппарата	Расчетный параметр цепи
Uном = Uуст	Uном = 6 кВ	Uуст = 6 кВ
Iном ≥ Ipаб.max	Iном = 630 А	Iраб.max = 325,85 А
Ioтк.а ≥ Iп.0	Iоткл.а = 20 кА	Iпо = 18,251 кА
iдин ≥ iуд	iдин = 51 кА	iуд = 46,46 кA
	I2т  tт = 1 200 кА2/с	Вк = 136,91 кА2/с

Данный выключатель по всем условиям проверки проходит.

Выбор и проверка выключателей нагрузки б кВ

На магистральных линиях на вводах распределительных трансформаторов цеховых ТП устанавливаются выключатели нагрузки.

Предварительно выбираем выключатель нагрузки марки ВНПР-6-400/20-У2 с предохранителем марки ПКТ 102-10-20-31.5У3 с номинальным током отключения 20 кА.

Условия выбора и проверки приведены в таблице 20.

Таблица 20 - Условия выбора выключателя нагрузки 6 кВ

Условия выбора и проверки	Каталожные данные аппарата	Расчетный параметр цепи
Uном = Uуст	Uном = 6 кВ	Uуст = 6 кВ
Iном ≥ Ipаб.max	Iном = 4 000 А	Iраб.max = 325,85 А
Ioтк.а ≥ Iп.0 (при наличии последовательно включенного предохранителя)	iдин = 20 кА	iуд = 46,46 кA
iдин ≥ iуд	I2т  tт = 51 кА2/с	Вк = 136,91 кА2/с

Данный выключатель по всем условиям проверки проходит.