- •Выбор электрических аппаратов высокого напряжения
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Общая часть
- •Задание
- •1.2. Исходные данные
- •1.3. Основное оборудование подстанций
- •Коммутационные аппараты
- •Измерительные аппараты
- •Ограничивающие аппараты
- •Компенсирующие аппараты
- •2. Расчет токов короткого замыкания на подстанции
- •2.1. Основные сведения
- •2.2. Расчет токов короткого замыкания на стороне высокого напряжения
- •2.3. Расчет токов короткого замыкания на стороне низкого напряжения
- •2.4. Расчет теплового импульса тока короткого замыкания
- •3. Выбор оборудования
- •Результаты расчетов токов кз
- •3.1. Выбор и проверка коммутационных аппаратов Выключатели высокого напряжения
- •Технические характеристики выключателя
- •Разъединители (отделители, короткозамыкатели)
- •3.2. Выбор и проверка измерительных аппаратов Трансформаторы тока
- •Трансформаторы напряжения
- •3.3. Выбор ограничивающих аппаратов Разрядники (ограничители перенапряжения – опн)
- •Предохранители
- •3.4. Выбор и проверка токоведущих частей и изоляторов Провода и шины
- •Выбор шин на стороне низкого напряжения
- •Изоляторы
- •4. Рекомендации по выбору выключателей высокого напряжения
- •4.1. Основные сведения
- •4.2. Оценка коммутационного ресурса выключателей высокого напряжения
- •4.3. Оценка отключающей способности выключателей высокого напряжения
- •4.4. Оценка технического рейтинга выключателей высокого напряжения
- •Технические характеристики перспективных выключателей на 110 кВ
- •5. Справочный материал и описание некоторых видов оборудования
- •5.1. Выключатели высокого напряжения Элегазовые выключатели
- •Вакуумные выключатели
- •5.2. Токоведущие части распределительных устройств
- •5.3. Разъединители
- •5.4. Трансформаторы тока тгф-110
- •5.5. Силовые трансформаторы
- •5.6. Нелинейные ограничители перенапряжения серии tel
- •5.7. Предохранители
- •Технические характеристики предохранителей типа пкт и пкн
- •Библиографический список
2.2. Расчет токов короткого замыкания на стороне высокого напряжения
Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания
, A,
где – сопротивление до точки К1, Ом,
.
Ударный ток
, А,
где kуд,к1 – ударный коэффициент,
.
В случаях, когда , ударный коэффициент допускается определять по формуле [3]
,
где – постоянная времени, с,
;
– угловая частота, рад/с,
;
f – частота сети, равна 50 Гц.
Апериодическая составляющая, А:
;
,
где tуд – время от начала КЗ до появления ударного тока, с,
;
.
2.3. Расчет токов короткого замыкания на стороне низкого напряжения
Активное сопротивление до точки К2
, Ом.
Реактивное сопротивление до точки К2
, Ом.
Полное сопротивление до точки К2
, Ом.
Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания, А:
;
.
Ударный ток в точке К2
, А;
;
;
;
.
Апериодическая составляющая тока короткого замыкания в точке К2, А:
;
.
2.4. Расчет теплового импульса тока короткого замыкания
Расчет теплового импульса короткого замыкания проводится по [3].
Полный импульс тока короткого замыкания определяется из выражения
,
где – полное время отключения выключателя, с.
При допускается использовать выражение
.
Результаты расчетов токов короткого замыкания представить в виде табл. 2.
3. Выбор оборудования
Каждый тип выбранного оборудования следует описать, дать расшифровку маркировки оборудования, представить его конструктивные данные, отразить его достоинства и недостатки, в том числе экономические. Также следует обосновать выбранный тип оборудования.
Таблица 2
Результаты расчетов токов кз
Величина |
Единица измерения |
Значение |
Результаты расчетов в точке К1 |
||
Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания Iпо.к1 |
А |
|
Ударный ток iуд.к1 |
А |
|
Апериодическая составляющая тока короткого замыкания в момент времени tуд ia.к1.tуд |
А |
|
Тепловой импульс короткого замыкания Вк.к1 |
кА2·с |
|
Результаты расчетов в точке К2 |
||
Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания, приведенное к низкому напряжению 10,5 кВ, Iпо.к2(НН) |
А |
|
Ударный ток iуд.к2 |
А |
|
Апериодическая составляющая тока короткого замыкания в момент времени tуд iа.к2.tуд |
А |
|
Тепловой импульс короткого замыкания Вк.к2 |
кА2 ·с |
|
3.1. Выбор и проверка коммутационных аппаратов Выключатели высокого напряжения
Выбор и проверка выключателей производится согласно [4]. Выбор выключателей по номинальному напряжению сводится к сравнению номинального напряжения установки и номинального напряжения выключателя в нормальных условиях эксплуатации. Выбор по номинальному току сводится к выбору выключателя, у которого номинальный ток является ближайшим большим по отношению к расчетному току установки. Выбор выключателей по типу сводится к выбору элегазового, маломасляного, воздушного, вакуумного или других типов выключателей в соответствии с условиями, в которых допустимо или целесообразно использовать данный тип выключателя.
Высоковольтные выключатели выбираются по условиям длительного режима и проверяются по условиям коротких замыканий. При этом производится:
– выбор по наибольшему напряжению в сети;
– выбор по нагреву при длительных токах;
– проверка на электродинамическую стойкость;
– проверка по отключающей способности;
– проверка на термическую стойкость.
Расчетные параметры для выбора выключателя.
Наибольшее напряжение в сети, в которой устанавливается выключатель,
, кВ,
где – номинальное напряжение сети, кВ.
Расчётный ток продолжительного режима Iрасч, А, выбирается из наиболее неблагоприятного эксплуатационного режима. Для цепей трансформаторов с учётом допустимой 1,4-кратной перегрузки
, А,
где – номинальный ток трансформатора,
, А;
– номинальная мощность трансформатора, кВА.
Номинальное относительное содержание апериодической составляющей тока отключения короткого замыкания βном для времени отключения находится по рис. 7 или по [4], рис. 1.29].
βном
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0,0 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 τ,с
Рис. 7. Зависимость номинального относительного содержания
апериодической слагающей от времени отключения
Технические характеристики выключателя представить в виде табл. 3.
Таблица 3