Выбор основного оборудования

Трансформаторы и линии электрических сетей нуждаются в управлении и защите от повреждений и ненормальных режимов. Для этих целей существуют многочисленные электрические аппараты первичных цепей, а также аппараты управления и контроля, относящиеся к вторичным сетям.

Основное электрическое оборудование подстанции и аппараты в этих цепях соединяются между собой проводниками различного типа, которые образуют токоведущие части электрической установки.

Выбор аппаратов и расчет токоведущих частей – важнейший этап проектирования подстанции, от которого в значительной степени зависит надежность её работы.

Выбор выключателей и разъеденителЕй

Выключатель является основным аппаратом в электрических установ­ках, он служит для коммутации цепей при аварийных режимах, а также для оперативных переключений и отключений электрических цепей.

К выключателям предъявляют следующие требования:

1. Надёжное отключение любых токов;

2. Быстрота действия;

3. Быстрое включение выключателя сразу же после отключения, т.е. пригод­ность для быстродействующего автоматического повторного включения;

4. Возможность пофазного (пополюсного) управления для выключателей 110 кВ и выше;

5. Лёгкость ревизии и осмотра контактов;

6. Взрыво- и пожаробезопасность;

7. Удобство транспортировки и эксплуатации.

Разъединители предназначены для коммутации обесточенных цепей и создания видимого разрыва между токоведущими частями, выведенными в ремонт. Разъеденители, устанавливаемые в открытых распределительных устроиствах, должны обладать соответствующей изоляцией и надежно вы­полнять свои функции в неблагоприятных условиях окружающей среды. Разъеденители горизонтально-поворотного типа выпускаются на напряжение 10-750 кВ. Широкое применение этих разъеденителей объясняется значи­тельно меньшими габаритами и более простым механизмом управления. За­прещается отключать с помощью разъединителей токи нагрузки, так как они не имеют дугогасящих устройств. Допускается использовать разъединители для коммутации:

1. Незначительных токов намагничивания трансформаторов;

2. Нейтралей трансформаторов и заземляющих дугогасящих реак­торов при отсутствии в сети короткого замыкания на землю.

Выбор выключателей осуществляется по следующим параметрам:

• по напряжению установки U_ном≥U_уст;

где:

U_ном – номинальное напряжение выключателя (по каталогу)

U_уст – напряжение установки

• по длительному току I_ном≥I_{раб.макс};

где: __

I_{раб.макс}=S_max/( 3 ·U_ВН) – ток нагрузки в максимальном режиме

S_max – максимально возможная нагрузка на подстанции

U_ВН – номинальное напряжение трансформатора

I_ном – номинальный ток выключателя (по каталогу)

• по коммутационной способности симметричного (периодической состав­ляющей) т.к.з. I_откл≥I_ПО;

где:

I_откл – номинальный ток отключения выключателя (по каталогу)

I_ПО – периодическая составляющая тока к.з.

• по включающей способности I_{вкл. ном}≥I_ПО, i_{вкл. ном} ≥i_уд;

где: __

i_уд.= I_ПО· 2 ·K_уд – ударный ток к.з.

K_уд – ударный коэффициент (по справочнику)

I_{вкл. ном} – номинальный ток включения выключателя (начальное дейст­вующее значение периодической составляющей тока)

i_{вкл. ном} – наибольший пик тока включения (по каталогу)

• по электродинамической стойкости i_дин≥i_уд, I_дин≥I_ПО;

где:

I_дин - действующее значение периодической составляющей предель­ного сквозного тока к.з.

i_дин – наибольший пик (ток электродинамической стойкости – по ката­логу)

• по термическо0й стойкости I_t²·t_t≥В_к

где:

В_{к. расч.}=I_ПО²·(t_отк+T_a) – тепловой импульс тока к.з. по расчету.

t_отк=t_рз+t_собств

t_рз – время срабатывания релейной защиты

t_собств – собственное время отключения выключателя

T_a – постоянная времени затухания апериодической составляющей то­ков к.з. от системы и генераторов.

I_t – среднеквадратичное значение тока за время его протекания (ток термической стойкости).

t_t – длительность протекания тока термической стойкости.

Выбор разъединителей, отделителей, короткозамыкателей осуществляется по следующим параметрам:

• по напряжению установки U_ном≥U_уст;

• по току I_ном≥I_{раб.макс};

• по электродинамической стойкости I_пр.скв≥I_ПО;

где:

I_пр.скв, - предельный сквозной ток к.з.

• по термической стойкости I_t²·t_t≥В_к

короткозамыкатели выбираются без проверки по току нагрузки

Таблица выбора выключателя и разъединителя на высоком напряжении.

Условия выбора	Расчетные величины	Выключатель	Разъединитель
Uном≥Uуст, кВ
Iном≥Iраб.макс, А
Iоткл≥IПО, кА
Iвкл. ном≥IПО, iвкл. ном ≥iуд, кА
Iдин≥IПО, iдин≥iуд, кА (Iпр.скв≥IПО)
It2·tt≥Вк, кА2·с

Выключатель и разъединитель должен удовлетворять всем пунктам , лишь только после этого оборудование можно считать выбраным. Если выбор осуществляется из нескольких видов, то следует руководствоваться прежде всего технико-экономическими показателями при этом следует учитывать местные особенности: габариты; окружающая среда; подготовленность эксплуатационного персонала и т.д…