Выбор средств ограничения токов КЗ и коммутационной аппаратуры для РУ подстанции

 

5 Выбор средств ограничения токов КЗ и коммутационной аппаратуры для РУ подстанции

5.1  Выбор выключателей

Выбор выключателей производим по следующим параметрам:

1.  по напряжению электроустановки

                                                        (5.1)

2.  по рабочему утяжеленному току:

,                                                          (5.2)

где U_ном, I_ном - паспортные(каталожные) параметры выключателя;

3. Проверка  на электродинамическую  стойкость  выполняется  по следующим условиям:

                                                   (5.3)

где I_no и i_У - расчетные значения периодической составляющей  тока к.з. и ударного тока в цепи, для которой выбирается выключатель;

I_откл, I_дин - действующее  и  амплитудное  значение предельного и сквозного тока к.з. (каталожные параметры  выключателя).

4. На термическую стойкость выключатель проверяют по условию:

В_К £                                                                    (5.4)

где  I_T – термический ток предельной стойкости, кА;

t_T – допустимое время действия термического тока предельной стойкости, с;

I_T  и t_T – справочные данные;

В_К – расчетный  импульс квадратичного тока к.з., определяется по формуле:

,                                                  (5.5)

где t_откл – время отключения к.з., с:

t_откл = t_рз+t_вык ,                                                              (5.6)

где t_рз – время действия релейной защиты, с;

t_вык - собственное время отключения выключателя (каталожные данные), с;

Необходимо отметить, что расчетным видом к.з для проверки на электродинамическую  и  термическую  стойкость является трехфазное к.з.

Разъединители и отделители и  выбираются по номинальному напряжению Uном (5.1), номинальному длительному току Iном (5.2), а в режиме  к.з. проверяются  на термическую по условию (5.4) и электродинамическую стойкость по условию (5.3).

5.1.1  Выбор выключателей на стороне 35 кВ

Определяем рабочий ток для секционного выключателя и выключателей со стороны высокого напряжения трансформатора:

 А.

Исходя из этого по таблице 5.2 [1] принимаем выключатель маломасляный типа ВМКЭ-35А-16/1000У1 с I_ном=1 кА и U_max.раб. = 35 кВ

680 А < 1000 А,

35 кВ = 35 кВ.

Следовательно, условия (5.1) и (5.2) выполняются.

Проверим на динамическую стойкость по условиям (5.3):

Каталожные данные выключателя:  I_откл. = 16 кА ; i_дин. = 45 кА.

Расчетные данные: I_no = 7,96 кА ; i_у = 21,38 кА.

I_откл. > I_no;

I_дин  > i_у.

Следовательно, условия (5.3) выполняются.

Проверка на термическую стойкость по условию (5.4).

Значение импульса квадратичного тока, гарантированное заводом  изготовителем, определяется по формуле :

 кА².с

Расчетный  импульс квадратичного тока к.з., определяется по формуле (5.5):

 кА².с.

Время отключения к.з. определим по формуле (5.6):

t_откл = t_рз + t_вык = 0,01+0,065 = 0,075 с.

Условие (5.4) выполняется. Следовательно, окончательно принимаем выключатель: ВМКЭ-35А-16/1000У1. Результаты расчетов по выбору выключателей приводим в таблице 5.1 и таблице 5.3, по выбору разъединителей - в таблице 5.2 и таблице 5.4.

Таблица 5.1 - Выбор выключателей на стороне 35 кВ

Таблица 5.2 - Результаты выбора разъединителей на стороне 35 кВ

Расчетные параметры сети	Каталожные данные разъединителя	Условия выбора
Uуст = 35 кВ	Uном = 35 кВ	Uуст < Uном
Iраб.утяж = 680 А	Iном = 1000 А	Iраб.утяж < Iном
iу = 18,1кА	Iмах = 63 кА	iу < Iмах
ВК = 6,97 кА2.с	ВK = 252×4=2500 кА2.с	ВК £
Выбираем разъединитель типа: РНД-35/1000У1

5.1.2 Выбор выключателей и разъединителей на стороне 6 кВ

Выбор выключателей и разъединителей на стороне 6 кВ аналогичен выбору выключателей и разъединителей на стороне 35 кВ, поэтому результаты расчётов приведём в табл. 5.3.- 5.9.

Таблица 5.3 - Выбор выключателей  со стороны 6 кВ трансформатора

Расчетные параметры сети	Каталожные данные выключателя	Условия выбора
Uуст = 6 кВ	Uном  = 12 кВ	Uуст < Uном
Iраб.утяж = 1,68 кА	Iном = 2 кА	Iраб.утяж < Iном
Ino = 13,62 кА	Iоткл = 31,5 кА	Ino < Iоткл
iу = 26,39 кА	Iдин = 63 кА	Iу < Iдин
ВК = 20,4 кА2.с	ВK = 252×4=2500 кА2.с	ВК £
Выбран выключатель типа: ВВЭ-М-6-31,5/2000У3

Таблица 5.4 - Выбор секционного выключателя для шин, к которым подключены генераторы от УТЭЦ

Расчетные параметры сети	Каталожные данные выключателя	Условия выбора
Uуст = 6 кВ	Uном  = 6 кВ	Uуст < Uном
Iраб.утяж = 0,99 кА	Iном = 1 кА	Iраб.утяж < Iном
Ino = 13,62 кА	Iоткл = 31,5 кА	Ino < Iоткл
iу = 26,39 кА	Iдин = 50 кА	Iу < Iдин
ВК = 20,4 кА2.с	ВК = 2500 кА2.с	ВК £
Выбран выключатель типа: LF-2-6-31,5/1000

Таблица 5.5 -  Выбор секционного выключателя для шин, к которым не подключены генераторы от УТЭЦ

Расчетные параметры сети	Каталожные данные выключателя	Условия выбора
Uуст = 6 кВ	Uном  = 6 кВ	Uуст < Uном
Iраб = 1,16 кА	Iном = 1,6 кА	Iраб < Iном
Ino = 13,62 кА	Iоткл = 31,5 кА	Ino < Iоткл
iу = 26,39 кА	Iдин = 50 кА	Iу < Iдин
ВК = 20,4 кА2.с	ВК = 2500 кА2.с	ВК £
Выбран выключатель типа: LF-2-6-31,5/1600

Таблица 5.6 -  Выбор выключателей для линий, к которым подключены понижающие трансформаторы 6/0,4 кВ

Расчетные параметры сети	Каталожные данные выключателя	Условия выбора
Uуст = 6 кВ	Uном  = 6 кВ	Uуст < Uном
Iраб = 0,096 кА	Iном = 0,63 кА	Iраб < Iном
Ino = 13,62 кА	Iоткл = 31,5 кА	Ino < Iоткл
iу = 26,39 кА	Iдин = 50 кА	Iу < Iдин
ВК = 20,4 кА2.с	ВК = 2500 кА2.с	ВК £
Выбран выключатель типа: LF-2-6-31,5/630

Таблица 5.7 - Выбор генераторных выключателей

Расчетные параметры сети	Каталожные данные выключателя	Условия выбора
Uуст = 6 кВ	Uном  = 6 кВ	Uуст < Uном
Iраб = 0,722 кА	Iном = 1 кА	Iраб < Iном
Ino = 13,62 кА	Iоткл = 31,5 кА	Ino < Iоткл
iу = 26,39 кА	Iдин = 50 кА	Iу < Iдин
ВК = 20,4 кА2.с	ВК = 2500 кА2.с	ВК £
Выбран выключатель типа: LF-2-6-31,5/1000

Таблица 5.8 -  Выбор выключателей, к которым подключена нагрузка

Расчетные параметры сети	Каталожные данные выключателя	Условия выбора
Uуст = 6 кВ	Uном  = 6 кВ	Uуст < Uном
Iраб = 0,488 кА	Iном = 0,63 кА	Iраб < Iном
Ino = 13,62 кА	Iоткл = 31,5 кА	Ino < Iоткл
iу = 26,39 кА	Iдин = 50 кА	Iу < Iдин
ВК = 20,4 кА2.с	ВК = 2500 кА2.с	ВК £
Выбран выключатель типа: LF-2-6-31,5/630

5.2 Выбор предохранителей

Для защиты ТСН используем предохранители. Выбор предохранителей производится:

- по напряжению установки U_уст < U_ном;

- по току I_норм. < I_ном., I_max < I_ном;

- по конструкции и роду установки;

- по току отключения I_no < I_откл..

Расчетная мощность потребителей собственных нужд: