14. Выбор электрических аппаратов по условиям нормального и аварийного режимов. (Предохранители, разъединители, автоматические выключатели).

Электрические аппараты, токоведущие части распределительных устройств и изоляторы в условиях эксплуатации могут работать в трех основных режимах: в длительном режиме, режиме перезагрузки и в режиме короткого замыкания.

Длительный режим является нормальным режимом. В этом режиме надежная работа аппаратов, токоведущих частей и изоляторов обеспечивается правильным выбором их по номинальному напряжению и номинальному току.

При выборе по номинальному напряжению должно быть выполнено условие:

U_н.а ≥ U_н.уст,

где U_н.а – номинальное напряжение аппарата;

U_н.уст – номинальное напряжение уставки.

Номинальный ток аппарата – ток, который при номинальной температуре окружающей среды может проходить по аппарату неограниченно длительное время и при этом температура наиболее нагретых частей не превышает длительно допустимой.

Выбор аппаратов по номинальному току обеспечивает отсутствие опасных перегревов частей аппарата при длительной работе в нормальном режиме. Для этого необходимо, чтобы максимальный рабочий ток I_{р. макс} не превышал номинального тока аппарата I_н.а:

I_{р. макс} ≤ I_н.а

для шин и кабелей:

I_доп. ≥ I_р.макс

где I_доп – длительно допустимый ток проводника.

Максимальный рабочий ток в цепи должен определяться с учетом форсированного режима, который может возникнуть:

а) при отключении одной из параллельно работающих линий;

б) при использовании перегрузочной способности трансформаторов и не резервированных кабелей;

в) для сборных шин станций и подстанций, для аппаратов и шин в цепях секционных и шиносоединительных выключателей – при наиболее неблагоприятных условиях эксплуатационного режима;

г) для генераторов – при работе с номинальной мощностью и сниженным на 5 % напряжением относительно номинального.

При выработке аппаратов и токоведущих частей необходимо учитывать температуру окружающей среды. Если температура окружающей среды отличается от нормированной, то необходимо определить длительно допустимый ток для расчетных условий охлаждения по формуле:

,

где I_доп – длительно допустимый ток при действительной температуре окружающей среды;

I_доп.н – длительно допустимый ток при нормированной температуре окружающей среды;

t_доп – длительно допустимая температура для аппарата, шин или кабеля при нормированной температуре окружающей среды;

t_о – длительная температура для аппарата, окружающей среды;

t_о.н – нормированная температура окружающей среды.

В соответствии с действующим стандартом за нормированную температуру окружающей среды принимают для аппаратов +35 ^◦С; для шин и кабелей, проложенных открыто, в каналах, туннелях +25 ^◦С; для кабелей проложенных в земле − 15 ^◦С.

При выборе аппаратов и проводников учитывается их конструктивное исполнение и тип установки.

Выбор и проверка разъединителей

Разъединители выбираются по номинальному напряжению и номинальному току и проверяются на электродинамическую и термическую устойчивость. В качестве примера условия выбора и проверки разъединителей приведены в табл. 1, номинальные данные аппаратов – в приложениях.

Таблица 1

Выбор и проверка разъединителей

Параметры	Каталожная величина аппарата	Расчетная величина установки	Условия выбора и проверки
Номинальное напряжение, кВ
Номинальный ток, кА
Динамическая устойчивость, кА
Термическая устойчивость, кА2·с

Выбор и проверка предохранителей

Предохранители выбираются по номинальному напряжению, номинальному току и отключающей способности в соответствии с условиями, приведенными в табл. 2. При выборе по номинальному напряжению следует учитывать возможность превышения рабочего напряжения установки над номинальным напряжением предохранителя в пределах до 10 %.

Таблица 2

Выбор и проверка предохранителей

Параметры	Каталожная величина аппарата	Расчетная величина установки	Условия выбора и проверки
Номинальное напряжение, кВ
Номинальный ток, кА
Номинальный ток отключения, кА
Номинальная мощность отключения, МВ·А

Номинальные данные высоковольтных предохранителей приведены в приложениях.

Выбор и проверка выключателей нагрузки

Выключатели нагрузки выпускаются двух исполнений: в комбинации с предохранителями или без них. Если выключатель нагрузки состоит только из выключающего устройства, без предохранителей, то оно рассчитывается на максимальное значение номинального тока предохранителя. При наличии предохранителей, выбираются по номинальному напряжению, номинальному току и проверяются по отключающей способности. Условия выбора выключателей нагрузки приведены в табл. 3, технические данные – в приложениях.

Таблица 3

Выбор и проверка выключателей нагрузки

Параметры	Каталожная величина аппарата	Расчетная величина установки	Условия выбора и проверки
Номинальное напряжение, кВ
Номинальный ток неавтоматического отключающего устройства, кА
Динамическая устойчивость по: а) амплитудному значению тока, А
б) наибольшему действующему значению полного тока, кА
Термическая устойчивость, кА2·с
Номинальный ток предохранителя, кА
Номинальный отключающий ток предохранителя, кА
Номинальная отключающая мощность предохранителя, МВ·А