8.5. Примеры расчетов по проверке электрооборудования на термическую стойкость при коротких замыканиях
8.5.1. Требуется проверить на термическую стойкость при КЗ выключатель типа ВМПЭ-10-630-20УЗ, установленный на подстанции в цепи кабельной линии, и выбрать минимальное сечение соответствующего кабеля, отвечающего условию термической стойкости при КЗ, если известно, что при КЗ на шинах 10 кВ подстанции Iпс = Iпt = 17 кА, Та.эк = 0,045 с и расчетная продолжительность КЗ составляет tоткл = 0,6 с. Для выключателя типа ВМПЭ-10-630-20УЗ дано: Iтер.норм = 20 кА; tтер.норм = 8 с.
Поскольку tоткл ³ 3 Та.эк, то для определения интеграла Джоуля можно использовать формулу (8.6):
А2с.
При tоткл £ tтер.норм допустимое для выключателя значение интеграла Джоуля следует определять по формуле (8.28):
A2c.
Соотношение (8.29) выполняется, поэтому термическая стойкость выключателя обеспечивается.
В соответствии с табл. 8.3 для кабелей с алюминиевыми жилами Ст = 90 А×с1/2/мм2, поэтому минимальное сечение жилы кабеля, отвечающее условию термической стойкости при КЗ, в соответствии с формулой (8.21) составляет
мм2.
Таким образом, необходим кабель сечением 185 мм2.
8.5.2.
Требуется проверить на термическую
стойкость при КЗ выключатель типа
ВМТ-110Б-20/1000У1, у которого Iтер.норм
= 20 кА и tтер.норм
= 3 с, установленный в распределительном
устройстве 110 кВ КЭС. На КЭС установлено
3 блока с генераторами типа ТВФ-110-2ЕУ3,
которые имеют следующие параметры: Рном
=110 МВт; cos
jном
= 0,8;
Uном
= 10,5 кВ;
;
;Т(3)
= 0,41 с; до КЗ генераторы работали с
номинальной нагрузкой, поэтому
.
Параметры трансформатора блока:
Sном
= 125 МВ×А;
uк
= 10,5 %; DРк
= 400 кВт; n
= 115/10,5 кВ. Ток КЗ от системы Iп.с
= 7 кА; Та.эк
= 0,045 с. Расчетная продолжительность КЗ
составляет tоткл
=
0,2 с.
Расчеты проведены
с использованием системы относительных
единиц при следующих базисных условиях:
Sб
=
110/0,8 = 137,5 МВ×А;
базисные напряжения на сторонах высшего
и низшего напряжений трансформаторов
UбВ
= 115 кВ и UбН
= 10,5 кВ; базисный ток на стороне высшего
напряжения
кА. При этих условиях индуктивное и
активное сопротивления каждого
трансформатора соответственно равны:
;
.
Активное сопротивление обмотки статора генератора
.
При указанных условиях
;
Iп0г = 3×3,65×0,69 = 7,56 кА;
с.
По кривым на рис.
8.2
при
=
3,65 и
tоткл
= 0,2 с
=
0,75, а по кривым на рис. 8.3
=
0,87.
Поскольку 3Та.г > tоткл > 3Та.эк, то для определения интеграла Джоуля можно использовать выражение (8.15):
При tоткл < tтер.норм допустимое для выключателя значение интеграла Джоуля Втер.доп = 200002×0,2 = 80×106 А2с.
Соотношение (8.29) выполняется, поэтому выключатель обладает термической стойкостью.
9. Проверка электрических аппаратов на коммутационную способность
9.1. Общие положения
9.1.1. Коммутационные аппараты должны быть способны включать и отключать соответствующие цепи в продолжительных и в кратковременных аварийных режимах, в том числе в режиме КЗ. Они могут также использоваться для работы в циклах АПВ, ОАПВ, АВР. Специфическими режимами являются режим включения на КЗ, режим несинхронного включения в условиях противофазы и режим включения при рассогласовании фаз. Во включенном положении коммутационные аппараты должны быть способны пропускать сквозной ток КЗ.
9.1.2. Плавкие предохранители должны быть способны отключать соответствующие цепи при коротких замыканиях и недопустимых перегрузках.