Выбор электрооборудования и проверка аппаратов на действие токов короткого замыкания

Токи короткого замыкания имеют большие значения, и при прохождении через токоведущие части вызывают их значительный нагрев. Чрезмерное повышение температуры может привести к выжиганию изоляции, разрушению контактов и даже их расплавлению, несмотря на кратковременность процесса короткого замыкания (КЗ).

Проверка аппаратов на термическую стойкость производится по току термической стойкости I_т и времени термической стойкости t_т. Аппарат термически стоек, если тепловой импульс.

Выбранные шины или кабель проходят проверку по термической стойкости, если принятое сечение больше минимального F_min, то есть.

При коротком замыкании по токоведущим частям проходят токи переходного режима, вызывая сложные усилия в шинных конструкциях и аппаратах электроустановок. Эти усилия изменяются во времени и имеют колебательный характер и при возникновении в шинах могут привести к их повреждению. Что бы избежать вышеуказанных последствий, необходимо проверить выбранные шины на динамическую стойкость. Проверка осуществляется по условию.

Проверка аппаратов по электродинамической стойкости производится по условию.

где — предельный сквозной ток, указанный заводом-изготовителем.

Так как электроприемники проектируемого объекта относятся к первой категории по надежности электроснабжения, поэтому, для защиты трансформатора с высокой стороны устанавливаем автоматический выключатель, установленный в сборной камере одностороннего обслуживания (КСО).

По справочнику [11, таблица 1] принимаем к предварительной установке вакуумный выключатель серии ВВ/TEL-10−20/630-У2−41, его параметры сводим в таблицу 9.

Таблица 9 — Параметры вакуумного выключателя ВВ/TEL-10−20/630-У2−41.

Определяем время отключения короткого замыкания, с.

.

где — полное время отключения выключателя, с, принимаем = 0,025 с;

— время действия основоной защиты, с, принимаем = 0,5 с.

с.

Находим время затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания Т_a, с по формуле.

Определяем тепловой импульс В_к, с.

А² · с.

Так как расчётные данные не превышают справочные, то вакуумный выключатель ВВ/TEL-10−20/630-У2−41 принимаем к окончательной установке.

Для видимого разрыва цепи выбираем разъединитель внутренней установки с заземляющими ножами типа РВЗ-10/400I по справочнику [12, таблица 5.5], его параметры сводим в таблицу 10.

Таблица 10 — Параметры разъединителя РВЗ-10/400I.

Для подключения катушек измерительных приборов выбираем по справочнику [12, таблица 5.9] трансформатор тока проходной с литой изоляцией для КРУ типа РВЗ-10/400Iс классом точности 0,5, с номинальным током вторичной обмотки I_н2 = 5 А, с номинальной нагрузкой в классе точности 0,5 R_н0,5 = 0,4 Ом. Характеристики принятого трансформатора тока сведем в таблицу 11.

Таблица 11 -Параметры трансформатора тока РВЗ-10/400I.

Для подключения катушек измерительных приборов и релейной защиты выбираем для установки, по справочник [9, таблица 5−13] на каждую фазу однофазный трансформатор напряжения с естественным масляным охлаждением типа НОМ — 10 с номинальным напряжением первичной обмотки U_H = 10 кВ, номинальным напряжением вторичной обмотки U_2н = 100 В, с номинальной мощностью в классе точности 0,5 S_н0,5 = 75 ВА.

Для защиты трансформатора напряжения от короткого замыкания выбираем предохранитель типа ПКТН-10У1 с U=12кВ? U_н = 10 кВ.

Так как трансформатор напряжения защищен предохранителем, то, согласно ПУЭ [3, пункт 1.4.3] его не проверяем на термическую и динамическую стойкость к токам короткого замыкания.

Выбранное оборудование изображаем на рисунке 4.

Рисунок 4 — Упрощенная однолинейная схема.

Проверяем провод воздушной линии АС 25 на термическое действие токов КЗ.

Определяем минимальное сечение провода, мм²

где — коэффициент, зависящий от допустимой температуры при коротком замыкании и материала проводника, принимаем G_т = 85: для воздушной линии U=10 кВ, выполненной стальным проводом в алюминиевой оплетке.

Так как условие выполняется, то принимаем к окончательной установке провод воздушной линии АС 25.

Проверяем шину алюминиевую с размерами 40Ч5 на термическое действие токов короткого замыкания.

А² · с,.

Так как расчётные данные не превышают принятых, то шина термически стойка.

Проверяем шину алюминиевую сечением 40Ч5 на динамическое действие токов короткого замыкания.

Определяем максимальное усилие на шинную конструкцию F⁽³⁾, Н.

где l — расстояние между изоляторами, м, принимаем l = 0,9 м;

а — расстояние между фазами, м, принимаем, а = 0,06 м.

Определяем изгибающий момент М, Н · м.

Определяем момент сопротивления сечения шины при расположении шины плашмя, см³

где b и h — размеры поперечного сечения шины, см.

Находим напряжение в материале шин от изгиба, Мпа.

Так как выполняется условие то шину сечением 40Ч5 принимаем к окончательной установке.