Выбор высоковольтного и низковольтного электрооборудования и токоведущих частей, страница 6

 % (4.20)

где V_п – объём металла при условии постоянства сечения кабеля.

Выбранные сечения S_i проверяются по допустимому току ответвлений

 А (4.21)

где Cosφ – расчётный коэффициент мощности для кабеля.

Таким образом, кабель может быть выбран одновременно и по допустимой потере напряжения и по минимуму расхода цветного металла.

4.8 Выбор и проверка реакторов

4.8.1 Общие положения

Реактор представляет собой катушку с большим индуктивным и малым активным сопротивлением и предназначен для ограничения токов КЗ, сглаживания колебаний тока и напряжения в период коммутаций.

Индуктивное сопротивление реактора равно

 Ом (4.22)

где f – частота питающей сети, Гц;

L – индуктивность, мГн.

Если реактор выполнен сдвоенным, то общее сопротивление зависит от характерных режимов работы реактора: сквозного, продольного, одноцепного – и будет равно комбинациям сопротивлений одной ветви реактора X_р и взаимоиндукции ветвей X_м.

(4.23)

где , где K_св – коэффициент связи;

L₁ и L₂ – индуктивность ветвей реактора.

Выбор реактора определяется номинальными условиями эксплуатации (U_на, I_на, вид РУ) и назначением. В соответствии с этим выбор производится по типу U_на, I_на, номинальному индуктивному сопротивлению в относительных единицах X_р, %. Проверяется реактор на термодинамическую устойчивость и остаточное напряжение в режиме КЗ. Назначение, в большой степени, определяет выбор схемы соединения реакторов.

В СССР выпускаются следующие типы реакторов:

– бетонные воздушные с медными (РБ), алюминиевыми (РБА; РБАН) обмотками; U_на=6…10 кВ, X_р=0,1…5,0 Ом, X_р(%)=3…12 для внутренней (РБ, РБА) и наружной (РБАН) установки, I_на=300…1000 А;

– бетонные воздушные с малыми потерями (РБАМ); U_на=6…10 кВ, I_на=200…2000 А, X_р=0,14…2,9 Ом, X_р(%)=4…12 для внутренней установки;

– РБАС-6-2-х 600-4 (сдвоенный на базе БРА, U_на=6 кВ, I_на=2∙600 А, X_р(%)=4);

– ЗРОМ-175/6 (заземляющий однофазный с малыми потерями, U_на=6 кВ, I_на=36 А, применяется в качестве дугогасящей катушки);

– РТМТ-35-200-6 (трёхфазный масляный с естественным масляным охлаждением, U_на=35 кВ, I_на=200 А, X_р(%)=6; для наружной установки);

– РОДГ-33333/110 (шунтирующий однофазный с охлаждением масляным дутьём; U_на= кВ, I_на=477 А);

4.8.2 Выбор и проверка одиночных реакторов

После выбора реактора по U_на, I_на, роду установки необходимо определить нужную величину X_р(%). Если реактор выбирается для токоограничения в режиме КЗ, то X_р(%) равно

, % (4.24)

где X_с – существующее сопротивление цепи КЗ без учёта реактора в относительных базисных единицах;

X_Σ – суммарное сопротивление цепи КЗ с учётом реактора в относительных базисных единицах;

U_б – базисное напряжение на ступени, где выбирается реактор.

Необходимое для токоограничения X_Σ находится из соотношения

  или  , (4.25)

где I_б и S_б – базисные ток и мощность на ступени, где выбирается реактор;

I_но и S_но – номинальные ток и мощность отключения выключателя, установленного до реактора.

Проверка на остаточное напряжение на шинах после КЗ за реактором производится по формуле

(4.26)

где I_{∞ (k)} – установившееся значение тока КЗ за реактором;

 – периодическая составляющая тока КЗ.

Условие допустимого остаточного напряжения:

U_ост ≥ 0,6∙U_н, (4.27)

где U_н – номинальное напряжение на шинах в нормальном режиме работы.

Условия термодинамической устойчивости для реактора записываются формулами

_, (4.28)

_, (4.29)

где  – трёхфазный ударный ток в точке за реактором;

I_t – ток термической устойчивости в течение времени t;

t – время термической устойчивости;

I_∞ – установившейся ток КЗ за реактором.

Время термической устойчивости даётся заводом-изготовителем. Обычно t=5с. Проверка не термическую устойчивость бывает необходима только для реакторов с малым X_р(%) при большой длительности процесса КЗ.

Пример. В РУ-10 кВ с расчётным током I_р=1200 А требуется установить реактор для токоограничения с целью установки высоковольтного выключателя ВМП-10П с I_но=20 кА при U_н=10 кВ и I_на=1500 А. Результирующее сопротивление цепи КЗ без реактора равно 2,5 при S_б =1000 мВА.

Решение:

1.  Рассчитываем базисный ток при S_б =1000 мВА

2.  Определяем X_Σ