Выбор высоковольтной аппаратуры. Расчет токов КЗ. Сопротивление трансформатора. Сопротивление выключателя и переходное сопротивление контактов

2. ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ АППАРАТУРЫ

Высоковольтные электрические аппараты выбираются по условиям длительного режима работы и проверяются по условиям коротких замыканий. При этом для всех аппаратов производится:

1)  выбор по напряжению;

2)  выбор по нагреву при длительных токах;

3)  проверка на электродинамическую стойкость (согласно ПУЭ не проверяются аппараты и проводники, защищенные плавкими предохранителями с номинальным током до 60 А включительно);

4)  проверка на термическую стойкость (согласно ПУЭ не проверяются аппараты и проводники, защищенные плавкими предохранителями);

5)  выбор по форме исполнения (для наружной или внутренней установки).

Выключатели выбирают по номинальным значениям напряжения и тока, роду установки и условиям работы, конструктивному выполнению и коммутационной способности.

2.1. Расчет токов КЗ

Из исходных данных задаемся мощностью короткого замыкания:

S_K3 = 240 МВА

Исходные данные: S_K3 = 240 МВА; U_cp=115kBt; U_K=10,5%; Р_к =245 кВт

Схема замещения:

Находим ток короткого замыкания:

I кз = S кз/ = 240/ 1,73*115 = 1,2 кА

Находим сопротивление системы:

Сопротивление трансформатора:

Трансформатор с расщепленной обмоткой низкого напряжения является разновидностью двухобмоточного трансформатора.

В таком трансформаторе обмотка НН выполнена из двух параллельных ветвей HH1 и НН₂, расположенных симметрично по отношению к обмотке ВН. Номинальные напряжения обмоток НН, как правило, одинаковые, и их суммарная мощность равна мощности обмотки ВН.

Общее сопротивление:

Сопротивление выключателя и переходное сопротивление контактов малы, в расчетах можно не учитывать.

Ток трехфазного короткого замыкания приведенный к высокой стороне:

Находим ток короткого замыкания на низкой стороне, через коэффициент трансформации:

2.2. Выбор выключателей

За номинальный расчетный ток принимается ток наиболее тяжелого присоединения:

 = 392 А (Ф-10)

Выбор выключателей производится: по напряжению установки и по длительному току25

Исходя из этих условий, выбираются выключатели масляные с подвесным исполнением полюсов, привод электромагнитный ВМПЭ-10-630-20 (из ГП табл. 5.1.).

Uном = 10 кВ; Iном= 630 А; Iп отк=20 кА; Iдин=20 кА; Iтер=20 кА; tтер=4 с; tотк=0,095; Iпр скв=52 кА.

Для проверки выбранных выключателей необходимо рассчитать ударный ток короткого замыкания i_yд и тепловой импульс короткого замыкания В_к.

Ударный ток короткого замыкания по (таблица 13.18 [4])

где К_у = 1,72 - ударный коэффициент (таблица 3.8. [4]). Тепловой импульс короткого замыкания (таблица 13.85 [4])

где - время отключения короткого замыкания, которое определяется как сумма времени срабатывания релейной защиты и времени отключения выключателя;

 = 0,04 с - постоянная времени цепи короткого замыкания по (табл. 3.8[4]).

Проверка выбранных выключателей:

Таблица 2.1

Условия выбора и проверки выключателя типа ВМПЭ-10-630-20

№ п/п	Техническая характеристика Выключателя и её условное обозначение	Условие выбора или проверки
1.	Номинальное напряжение, UH
2.	Номинальный ток при номинальном напряжении, IН
3.	Номинальный ток отключения, IН0
4.	Ток термической устойчивости, Iтер
5.	Номинальный ток электродинамической устойчивости (допустимый ударный ток, предельный сквозной ток) при КЗ, iуд

U_{H УСТ} - номинальное напряжение электроустановки, кВ;

Iрас - расчётный ток нагрузки, А;

I_КЗ - расчётное действующее значение тока, кА трёхфазного КЗ через выключатель в момент размыкания контактов (принимается равным току установившегося КЗ, I);

I_уд - расчётный ударный ток, кА;

По всем параметрам данные выключатели удовлетворяют условиям проверки. Таким образом, на всех отходящих линиях 10 кВ устанавливаются выключатели ВМПЭ-630-20.

Выключатели на вводах трансформаторов должны при отключении одного трансформатора выдерживать полный ток нагрузки подстанции. Таким образом, номинальный ток вводного выключателя должен быть не меньше:

Секционный выключатель рассчитывается на ток одной секции шин 2832/2=1416А., но с целью унификации оборудования принимаются вводные и секционные выключатели типа ВМПЭ-10/3150.

Проверку выключателей на термическую и электродинамическую стойкость