Выбор коммутационной аппаратуры

Выбор выключателей Выключатели переменного тока В РУ переменного тока тяговых и трансформаторных подстанций в основном применяются маломасляные, вакуумные и элегазовые выключатели, которые служат для коммутации электрической цепи в любых режимах: при холостом ходе, при нагрузках и при КЗ.

Высоковольтные выключатели выбираются при соблюдении условий:

по номинальному напряжению ;

(7.20).

по номинальному току ;

(7.21).

где UУСТ — номинальное напряжение установки или РУ;

UH — номинальное напряжение аппарата;

IpMAX — максимальный рабочий ток в данном элементе РУ;

IH — номинальный ток аппарата.

Высоковольтные выключатели проверяются на отключающую способность, а также на термическую и электродинамическую стойкость.

При проверке выключателя на отключающую способность по номинальному току отключения должно соблюдаться условие на возможность отключения периодического тока:

(7.22).

где IП — периодический ток КЗ в момент отключения выключателя, этот момент, в свою очередь равен.

(7.23).

где tЗАЩ min — минимальное время срабатывания релейной защиты, принимаем равным 0,01 с;

tCB — собственное время срабатывания выключателя;

IН откл — номинальный ток отключения выключателя.

Проверка на возможность отключение апериодического тока КЗ ;

(7.24).

где ia — апериодический ток КЗ в момент отключения, этот ток равен.

(7.25).

где IПО — периодический ток КЗ в начальный момент;

ТА — постоянная времени, принимаем равной 0,05 с;

iaH — номинально допускаемое значение апериодического тока КЗ выключателя в момент, этот ток равен.

(7.26).

где Н, — нормированное значение апериодического тока КЗ выключателя для момента .

Если условие (7.24) не выполняется, то производится проверка на возможность отключения полного тока КЗ:

(7.27).

При проверке выключателя на электродинамическую стойкость должно соблюдаться условие.

(7.28).

где iУ — ударный ток КЗ в данном РУ;

iMAX — наибольшее допускаемое значение амплитуды прямого тока аппарата.

При проверке выключателя на термическую стойкость должно соблюдаться условие.

(7.29).

где ВК — полный тепловой импульс, находим по выражению (7.11);

IT, tT — соответственно ток термической стойкости аппарата и допустимое время его протекания.

Выбираем выключатель переменного тока для вводов РУ-110 кВ тупиковой тяговой подстанции. Периодический ток КЗ в нулевой момент IПО=5,421 кА, ударный ток КЗ iУ=13,825 кА, напряжение РУ (UУСТ=110 кВ), максимальный рабочий ток Ip MAX=83,978 А.

По условиям (7.20) и (7.21) выбираем элегазовый выключатель ВГБУ-110−40/2000У1:

UH=110 кВ, IH=2000 A, tCB=0,03 c, IН ОТКЛ=40 кА, Н=45, iMAX=102 кА, IT=40 кА, tT=3 c, привод гидро.

По формуле (7.23) находим момент отключения выключателя:

с По выражениям (7.25) и (7.26) определяем:

кА.

кА условие (7.24) выполняется.

Проверяем на возможность отключения полного тока КЗ по выражению (7.27):

условие выполняется.

По формуле (7.11) определяем:

кА2с Допустимое значение теплового импульса для выбранного выключателя равно:

кА2с Анализируя вышеприведенные расчеты можно сделать вывод, что расчетные величины во всех случаях меньше паспортных значений выключателя. Следовательно, выключатель ВГБУ-110−40/2000У1 подходит для установки в РУ-110 кВ тяговой подстанции постоянного тока.

Аналогичным образом выбираем выключатели для остальных элементов всех РУ тяговой подстанции и заносим в таблицу 7.6.

Выключатели постоянного тока

Основными аппаратами, осуществляющими коммутацию в РУ постоянного тока, являются быстродействующие выключатели (БВ). Они сочетают в себе две функции: выключателей, разрывающих цепь постоянного тока, и мгновенных максимальных токовых защит. БВ выбираются по условиям (7.20) и (7.21).

В РУ-3,3 кВ применяют БВ двух типов. Катодные БВ устанавливают в цепи, соединяющей преобразователь со сборными шинами 3,3 кВ. В их обозначении присутствует буква «К». Линейные БВ устанавливаются в цепи фидера контактной сети. В их обозначении есть буква «Л». Для увеличения отключающей способности в каждом фидере контактной сети устанавливают два последовательно включенных линейных БВ.

Быстродействующие выключатели постоянного тока на электродинамическую и термическую стойкость не проверяюся.

Выберем для ввода РУ-3,3 кВ выключатель ВАБ-49−4000/30-К-УХЛ4, а для фидеров КС два последовательно включенных ВАБ-49−3200/30-Л-УХЛ4. Результаты выбора занесём в таблицу 7.4.

Таблица 7.4 — Результаты выбора выключателей переменного и постоянного тока.

Рисунок 7.4 — Упрощенная схема тупиковой тяговой подстанции постоянного тока с указанием выключателей и отделителей.

Выбор разъединителей

Выбор разъединителей в РУ переменного тока

Для обеспечения видимого разрыва цепи в открытых РУ переменного тока тяговых и трансформаторных подстанций (РУ 110 кВ, РУ 35 кВ) применяются разъединители наружной установки типов РЛНД или РНД (З) (Р — разъединитель, Л — линейный, Н — наружной установки, Д — двухколонковый, З — с заземляющими ножами, n — число заземляющих ножей).

Закрытые РУ переменного тока (РУ 10 кВ, РУ 6 кВ) обычно выполняются комплектными ячейками и поэтому не требуют применения разъединителей. Исключение составляют только вводы ЗРУ, в которых на открытой части подстанции устанавливают ячейку с разъединителем типов РВЗ или РВРЗ (Р — разъединитель, В — внутренней установки, Р — рубящего типа, З — с заземляющими ножами) и разъединитель типа РВЗ в цепи трансформатора напряжения.

Для вводов РУ-110 кВ (UУСТ=110 кВ, Ip MAX=83,978 А, iУ=13,825 кА) по условиям (7.20) и (7.21) выбираем шинный разъединитель наружной установки РНДЗ.2−110/2000У1: UH=110 кВ, IH=2000 А, iMAX=100 кА, IT=40 кА, tT=3с с приводом ПРН-110У1.

По формуле (7.11) находим:

кА2с Допустимое значение теплового импульса для выбранного разъединителя равно.

кА2с В соответствии со стандартной схемой главных электрических соединений РУ питающего напряжения транзитной тяговой подстанции все шинные разъединители имеют ручной привод. Анализируя вышесказанное можно сделать вывод, что рассчитанные величины во всех случаях меньше паспортных значений разъединителя. Следовательно, разъединитель РНДЗ.2−110/2000У1 проходит для установки на вводах РУ-110 кВ транзитной тяговой подстанции.

Аналогичным образом выбираем разъединители для остальных элементов всех РУ тя…

ОПН обладают следующими преимуществами перед обычными разрядниками:

• 1) низкий уровень остающихся напряжений;
• 2) способность рассеивания большой энергии;
• 3) большая защитная зона;
• 4) стабильность характеристик;
• 5) отсутствие переходных процессов;
• 6) устойчивость к атмосферным загрязнениям;
• 7) не требуют обслуживания в течении всего срока эксплуатации 25−30 лет;
• 8) экономия площади и объема;
• 9) высокая стойкость к вибрациям.

Выбранные ограничители перенапряжений сведем в таблицу 7.9.

Таблица 7.9 — Места установки и типы ограничителей перенапряжений.