Выбор и проверка коммутационных аппаратов 0,4 кВ. Выбор и проверка основного высоковольтного электрооборудования

выключатели, выключатели нагрузки, разъединители, отделители и короткозамыкатели. Все эти аппараты имеют свои назначения и области применения и, как следствие, к ним предъявляют соответствующие требования. Все данные аппараты должны удовлетворять условиям длительной работы, режиму перегрузки и режиму возможных коротких замыканий. Аппараты должны соответствовать условиям окружающей среды (открытая или закрытая установка, температура, запыленность, влажность и другие показатели окружающей среды). Как правило, все элементы системы электроснабжения выбираются по номинальным параметрам и проверяются по устойчивости при сквозных токах короткого замыкания и перенапряжениях.

Номинальное напряжение аппарата соответствует классу его изоляции. Всегда имеется запас электрической прочности, оговариваемый техническими условиями на изготовление и позволяющий аппарату работать длительное время при напряжении 10-15 % выше номинального (максимальное рабочее напряжение аппарата). Отклонение напряжения на практике обычно не превышают этих величин. Поэтому при выборе аппарата достаточно соблюсти условие:

                                                                              (1)

где  – номинальное напряжение аппарата;

 – номинальное напряжение сети.

При протекании номинального тока при номинальной температуре окружающей среды аппарат может работать неопределенно долго без допустимого перегрева. Поэтому аппарат надлежит выбирать так, чтобы максимальный действующий рабочий ток цепи не превышал номинального тока, указанного в паспорте аппарата (расчетная температура окружающей среды принята +35⁰С).

                                                                               (2)

где  – номинальный ток аппарата;

 – наибольший ток утяжеленного режима.

Аппараты, выбранные по номинальному напряжению и номинальному току, подлежат проверке на термическую и динамическую стойкость при токах короткого замыкания. Ниже рассматриваются условия выбора и проверки для конкретного высоковольтного оборудования.

1.  Выбор и проверка высоковольтных выключателей.

Высоковольтный выключатель – коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения цепей высокого напряжения, как в нормальном, так и в аварийном режимах. В пределах одного РУ рекомендуется применять однотипные выключатели.

В распределительных устройствах 6 – 10  применяют маломасляные подвесные выключатели с пружинными и электромагнитными приводами, а также элегазовые, бесконтактные, вакуумные и другие выключатели.

Выбор высоковольтных выключателей осуществляется по условиям :

- по электродинамической стойкости при токах короткого замыкания (выключатель проверяется по одному из условий):

 или ,                                                        (3)

где  – действующее значение периодической составляющей начального тока короткого замыкания, ;

,  – действующее значение периодической составляющей и амплитудное значение полного тока электродинамической стойкости выключателя, ;

 – ударный ток короткого замыкания, .

- по отключающей способности на возможность отключения симметричного тока:

,                                                                                   (4)

где – периодическая составляющая тока короткого замыкания в момент расхождения контактов выключателя, ;

 – номинальный ток отключения выключателя, .

Расчетное время отключения выключателя определяется в соответствии с выражением:

,                                                                                      (5)

где  – время срабатывания релейной защиты ( для каждой из последующих ступеней, );

 – время отключения выключателя, .

- по термической стойкости проверка осуществляется по расчетному импульсу квадратичного тока КЗ:

,                                                                                            (6)

где – расчетный импульс квадратичного тока короткого замыкания, ;

 – ток термической стойкости выключателя, ;

 – длительность протекания тока термической стойкости, .

При удаленном коротком замыкании значение теплового импульса тока короткого замыкания  может определяться по формуле:

,                                                                              (7)

где – расчетное время отключения выключателя, ;

 – постоянная времени затухания апериодической составляющей, .

Значение постоянной времени затухания апериодической составляющей тока КЗ зависит от места короткого замыкания.

Пример: Выбор и проверка высоковольтных выключателей.

Данные для расчёта:

Ток в питающей линии ВЛЭП в нормальном режиме ,в послеаварийном режиме – .

Предварительно выбираем выключатель марки ВМТ-110Б-20/1000УХЛ