Выбор выключателей и разъединителей

Выключатель — это коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения тока.

Выключатель является основным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения в цепи в любых режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание, холостой ход, несинхронная работа. Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на существующее короткое замыкание.

К выключателям высокого напряжения предъявляют следующие требования:

• — надежное отключение любых токов (от десятков ампер до номинального тока отключения);
• — быстрота действия, т. с. наименьшее время отключения;
• — пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения, т. е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения;
• — возможность — показного управления для выключателей 110 кВ и выше;
• -легкость ревизии и осмотра контактов;
• — взрывои пожаробезопасность;
• — удобство транспортировки и эксплуатации.

Основными характеристиками выключателя являются: номинальные ток и напряжение и его отключающая способность, т. е. наибольший ток, который выключатель способен надежно отключить при восстанавливающемся номинальном напряжении сети.

Разъединителем называется аппарат, предназначенный для отключения и включения цепей высокого напряжения при отсутствии в них тока. При ремонтных работах разъединителем осуществляется надежный видимый разрыв между частями, оставшимися под напряжением, и аппаратом, выведенным в ремонт. Контактная система разъединителей не имеет дугогасительных устройств, поэтому при отключении больших токов возникает устойчивая дуга, которая может привести к аварии в распределительном устройстве. Прежде чем оперировать разъединителем, цепь должна быть обесточена с помощью выключателя.

Выбор выключателей производится по:

• 1) по напряжению установки
• 2) по длительному току; ;
• 3) по отключающей способности.

В первую очередь производится проверка на симметричный ток отключения по условию .

Затем проверяется возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ.

.

где — номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в отключаемом токе для времени ;

• — нормированное значение содержания апериодической составляющей в отключаемом токе, (по каталогам или по рис. 4.54 Рожкова);
• — апериодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов ;
• — наименьшее время от начала КЗ до момента расхождения дугогасительных контактов:

;

здесь =0,01с — минимальное время действия релейной защиты; - собственное время отключения выключателя.

Если условие соблюдается, а, то допускается проверку по отключающей способности производить по полному току КЗ:

4) на электродинамическую стойкость выключатель проверяется по предельным сквозным токам КЗ:; ,.

где — наибольший пик (ток электродинамической стойкости) по каталогу; - действующее значение периодической составляющей предельного сквозного тока КЗ.

5) на термическую стойкость выключатель проверяется по тепловому импульсу тока КЗ:

где — тепловой импульс тока КЗ по расчету,; - среднеквадратичное значение тока за время его протекания (ток термической стойкости) по каталогу; - длительность протекания тока термической стойкости по каталогу, с.

Выбор разъединителей и короткозамыкателей.

Выбор разъединителей и короткозамыкателей производится:

• 1) по напряжению установки ;
• 2) по току, ;
• 3) по конструкции, роду установки;
• 4) по электродинамической стойкости; ,

где , — предельный сквозной ток КЗ (амплитуда и действующее значение) ;

5) по термической стойкости.

.

где — тепловой импульс тока КЗ по расчету,; - среднеквадратичное значение тока за время его протекания (ток термической стойкости) по каталогу; - длительность протекания тока термической стойкости по каталогу, с.

Короткозамыкатели выбираются по тем же условиям, но без проверки по току нагрузки.

Для выбора аппаратов произведём сначала расчёт токов продолжительного режима, т. е. токов нормальной работы и токов максимальных нагрузок на основных участках.

Цепь генераторов Г1 и Г2:

А; А.

Цепь генераторов Г3:

А; А.

На среднем напряжении :

А; А.

На высшем напряжении:

А; А.

На низшем напряжении:

А; А.

А; А.

где;; - номинальные параметры источника.

Выбор выключателей и разъединителей на среднем напряжении:

По справочнику выбираем воздушный выключатель типа ВВУ-35А-40/2000У1 с параметрами: =35кВ; =2000А; =40кА; =30%; =102кА; =40кА; =40кА; =3c; =0,06c. Время действия релейной защиты для таких выключателей =0,01с; =0,07c — наименьшее время от начала КЗ до момента расхождения дугогасительных контактов (т.е. время протекания тока КЗ).

Апериодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов определяется по формуле.

:

=11,9;

=1,56;

=0,393 кА.

значения определяли по графику (с.163).

13,85 кА — суммарное значение апериодической слагаемой тока КЗ.

Периодическая составляющая тока КЗ для момента времени =0,07c. Определим ее как суммарную величину от токов отдельных групп генераторов =12,6кА;=1,65кА;=3,09кА;=17,34кА.

;

1,248 кА; =0,624 кА; 14,686 кА;

Определим кратности (отношения начальных значений периодической составляющей токов КЗ к номинальному току):

= 10,1;

= 2,64; =0,2;

=0,65; 0,65*12,6=8,19;

=0,91; 0,91*1,65=1,5;

=1,04; 1,04*3,09=3,21;

8,19+1,5+3,21=12,9 кА — периодическая составляющая тока КЗ к моменту времени.

Тепловой импульс квадратичного тока КЗ.

=17,34*17,34*0,07= 21,05.

Выбор разъединителя По справочнику выбираем разъединитель типа РДЗ-1−35/3200 УХЛ1 с параметрами:

=35кВ; =3200А; =125 кА; =50 кА; =4c.

Результаты выбора выключателей и разъединителей на СН Таблица 7.

Расчетные данные.	Данные выключателя ВВУ-35А-40/2000У1.	Данные разъединителя РДЗ-1−35/3200 УХЛ1.
=35кВ; =197,9А; =12,9кА; =13,85кА; =. =*12,9+13,85= 32,1кА; =17,34кА; =47,28кА; =21,05;	=35кВ; =2000А; =40кА; = =*0,12*40=6,8кА; = =*40*1,12= 63,4кА; =40кА; =102кА; =40*40*4=6400.	=35кВ; =3200А; =125кА; =50*50*4=10 000.

Выбор выключателей и разъединителей на ГРУ:

Таблица 8.

Выбор выключателей и разъединителей на высшем напряжении:

Таблица 9.

Выбор выключателей и разъединителей на генераторном напряжении блока:

Таблица 10.

Выберем выключатели для установки на линиях отходящих к потребителям генераторного напряжения:

А Выбираем выключатель типа ВМПЭ-10−1600−20УЗ: =10 кВ > 6,3 и =1600>1283 А.

Произведём выбор выключателей устанавливаемых после ТСН:

.

Для облегчения обслуживания примем такую же марку как и на генераторном напряжении: ВВЭ-10−31,5/2500ТЗ.

Выберем дополнительно реакторы устанавливаемые в линиях потребителей генераторного напряжения:

А;

выбираем РБГ*10−630−0,56УЗ: =630 А>439 А.