Выбор коммутационной аппаратуры (выключателей и предохранителей)

5  Выбор коммутационной аппаратуры

5.1  Выбор выключателей

Выбор выключателей производим по следующим параметрам:

1.  По напряжению электроустановки

Uуст < Uном ;                                               (5.1)

2. По рабочему току:

Iраб.н < Iном ,                                               (5.2)

где Uном, Iном - паспортные(каталожные) параметры выключателя;

3.Проверка  на электродинамическую  стойкость  выполняется  по следующим условиям:

I_no < I_дин ,   i_У < I_mдин ,                                     (5.3)

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

Iдин,Imдин - действующее  и  амплитудное  значение предельного и сквозного тока к.з. (каталожные параметры  выключа теля).

4.Выбрав выключатель по рассмотренным параметрам, его проверяют на способность отключения апериодической составляющей токов к.з.:

                      b < b_{ном ;}                                                                          (5.4)

     Для определения b определяют апериодический ток:

                               (5.5)

где t - время отключения выключателя;

t = t_ЗMIN + tс.в   ,                                        (5.6)

где  t_ЗMIN - минимальное время действия релейной защиты, принимается  равным 0.01 c.

t_с.в.- собственное время отключения выключателя;

Та - постоянная времени затухания.  Величину  Та  и значение ударного коэффициента можно определить  по табл.3.8  [3].

Затем определяют возможность отключения апериодической составляющей  тока к.з. , для чего определяют процент содержания i_at   в токе к.з.:

                                               (5.7)

Выключатель отключает апериодическую составляющую при выполнении условия (5.1).

5. На термическую стойкость выключатель проверяют по условию:

b £ b_K ;                                                     (5.8)

где b_К – значение импульса квадратичного тока, гарантированное заводом изготовителем, определяется по формуле:

                                               (5.9)

где I_T – термический ток предельной стойкости;

t_T – допустимое время действия термического тока предельной                     стойкости;

I_T  и t_T – справочные данные;

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

                                       (5.10)

где t_откл – время отключения к.з.:

t_откл=t_рз+t_вык ;                                              (5.11)

где t_рз – время действия релейной защиты;

t_вык - собственное время отключения выключателя(каталожное данное);

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

Разъединители, отделители и выключатели нагрузки  выбираются по номинальному напряжению Uном, номинальному длительному току Iном, а в режиме  к.з. проверяются  на термическую и электродинамическую стойкость.

5.1.1. Выбор выключателей и разъединителей на стороне 220 кВ.

1. Определяем рабочий ток для выключателей Q2,Q4, каждый из которых в случи аварии должен выдерживать всю нагрузку подаваемую на один из трансформаторов:

кА

Исходя из этого по таблице 5.2 [1] принимаем воздушный выключатель типа ВВБ-220Б-31.5/2000-У1 с I_ном=2,кА и U_раб.=220,кВ

0.173<2,кА

220<252,кВ

Следовательно условия (5.1) и (5.2) выполняются.

2.Проверка на динамическую стойкость:

Каталожные данные выключателя:  I_no.ном=31.5,кА ; i_у.ном.=102,кА

Расчетные данные: I_no=4.808,кА ; i_у=12.203,кА

I_no.ном> I_no; i_у.ном> i_у

Следовательно условия (5.3) выполняются.

2.  Проверка на способность отключения апериодической составляющей токов  к.з.:

Определяем апериодический ток:

,кА

Время отключения выключателя;

t = t_ЗMIN + tс.в=0,01+0,06=0,07,с

Определяют процент содержания i_at   в токе к.з.:

Каталожное значение: β_ном=23>17.377  выключатель по данному критерию обеспечивает отключение апериодической составляющей токов  к.з.

5. Проверка на термическую стойкость:

b £ b_K ;                                                   

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

,кА²

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

Условие проверки выключателя на термическую стойкость выполняется.

Следовательно окончательно принимаем выключатель: ВВБ-220Б-31.5/2000-У1

Результаты расчетов по выбору выключателей приведены в табл. 5.1, по выбору разъединителей в табл.5.2.

Таблица 5.1 Выбор трансформаторных выключателей на стороне 220 кВ (Q2, Q4)

Расчетные параметры сети	Каталожные данные выключателя	Условия выбора
Uуст=220 кВ	Uном=252 кВ	Uуст<Uном
Iраб=0,137 кА	Iном=2000 А	Iраб<Iном
Ino=4,808 кА	Iоткл=31,5 кА	Ino<Iоткл
iу=12,203 кА	Iдин=102 кА	iу<Iдин
b=17,377	bном=23	b £ bном
b=2,54	bK=4800 кА2	b £ bK
Выбран выключатель типа ВВБ-220Б-31.5/2000-У1 (на схеме Q2,Q4)

Таблица 5.2.  Результаты выбора разъединителей для трансформаторных выключателей (220 кВ).

Расчетные параметры сети	Каталожные данные разъединителя	Условия выбора
Uуст=220 кВ	Uном=220 кВ	Uуст<Uном
Iраб=0.137 кА	Iном=0.63 кА	Iраб<Iном
Ino=4,808 кА	IТ=40 кА	Ino<IТ
iу=12,203 кА	Iмах=100 кА	iу<Iмах
Выбираем разъединитель типа: РНД-220/630 Т1

Произведем выбор выключателей на отходящих линиях, по которым протекает максимальная нагрузка (Q5,Q6).

Таблица 5.3 Выбор выключателей на отходящих линиях 220 кВ (Q5,Q6).

Расчетные параметры сети	Каталожные данные выключателя	Условия выбора
Uуст=220 кВ	Uном=252 кВ	Uуст<Uном
Iраб=0,646 кА	Iном=2000 А	Iраб<Iном
Ino=4,808 кА	Iоткл=31,5 кА	Ino<Iоткл
iу=12,203 кА	Iдин=102 кА	iу<Iдин
b=17,377	bном=23	b £ bном
b=2,54	bK=4800 кА2	b £ bK
Выбран выключатель типа ВВБ-220Б-31.5/2000-У1 (на схеме Q1,Q2)

Таблица 5.4.  Результаты выбора разъединителей (220 кВ).

Расчетные параметры сети	Каталожные данные разъединителя	Условия выбора
Uуст=220 кВ	Uном=220 кВ	Uуст<Uном
Iраб=0.137 кА	Iном=0.63 кА	Iраб<Iном
Ino=4,808 кА	IТ=40 кА	Ino<IТ
iу=12,203 кА	Iмах=100 кА	iу<Iмах
Выбираем разъединитель типа: РНД-220/630 Т1

Выбор выключателей Q1,Q7,Q8 будет аналогичен выше выбранным выключателям, так как нагрузка, проходящая через оставшиеся выключатели меньше суммарной мощности. Поэтому, не имеет смысла повторять расчет. Окончательно принимаем воздушные выключатели типа: ВВБ-220Б-31.5/2000-У1 (на схеме Q1 - Q8), и разъединители типа: РНД-220/630 Т1

5.1.2 Выбор выключателей и разъединителей

на стороне 35 кВ

Таблица 5.5 Выбор вводных выключателей на стороне 35 кВ

Расчетные параметры сети	Каталожные данные выключателя	Условия выбора
Uуст=35 кВ	Uном=40,5 кВ	Uуст<Uном
Iраб=0,825 кА	Iном=2000 А	Iраб<Iном
Ino=4,3 кА	Iоткл=40 кА	Ino<Iоткл
iу=10,913 кА	Iдин=102 кА	iу<Iдин
b=13,534	bном=30	b £ bном
b=2,219	bK=4800 кА2	b £ bK
Выбран выключатель типа ВВУ-35А-40/2000-У1 (на схеме Q9 ,Q10)

Таблица 5.6  Результаты выбора разъединителей на выключателях Q9,Q10

Расчетные параметры сети	Каталожные данные разъединителя	Условия выбора
Uуст=35 кВ	Uном=40,5 кВ	Uуст<Uном
Iраб=0,825 кА	Iном=1000 А	Iраб<Iном
Ino=4,3 кА	IТ=25 кА	Ino<IТ
iу=10,913 кА	Iмах=63 кА	iу<Iмах
Выбираем разъединитель типа: РНД-35/1000 У1

Таблица 5.7 Выбор секционного выключателя (Q11)  на стороне 35 кВ.

Расчетные параметры сети	Каталожные данные выключателя	Условия выбора
Uуст=35 кВ	Uном=40,5 кВ	Uуст<Uном
Iраб=0,412 кА	Iном=2000 А	Iраб<Iном
Ino=4,3 кА	Iоткл=40 кА	Ino<Iоткл
iу=10,913 кА	Iдин=102 кА	iу<Iдин
b=13,534	bном=30	b £ bном
b=2,219	bK=4800 кА2	b £ bK
Выбран выключатель типа ВВУ-35А-40/2000-У1 (на схеме Q11)

Таблица 5.8  Результаты выбора разъединителя на выключателе Q11.

Расчетные параметры сети	Каталожные данные разъединителя	Условия выбора
Uуст=35 кВ	Uном=40,5 кВ	Uуст<Uном
Iраб=0,825 кА	Iном=1000 А	Iраб<Iном
Ino=4,3 кА	IТ=25 кА	Ino<IТ
iу=10,913 кА	Iмах=63 кА	iу<Iмах
Выбираем разъединитель типа: РНД-35/1000 У1

Таблица 5.9 Выбор выключателей на отходящих линиях Q12 – Q14 35 кВ.

Расчетные параметры сети	Каталожные данные выключателя	Условия выбора
Uуст=35 кВ	Uном=40,5 кВ	Uуст<Uном
Iраб=0,275 кА	Iном=2000 А	Iраб<Iном
Ino=4,3 кА	Iоткл=40 кА	Ino<Iоткл
iу=10,913 кА	Iдин=102 кА	iу<Iдин
b=13,534	bном=30	b £ bном
b=2,219	bK=4800 кА2	b £ bK
Выбран выключатель типа ВВУ-35А-40/2000-У1 (на схеме Q11)

Таблица 5.10  Результаты выбора разъединителей на отходящих линиях.

Расчетные параметры сети	Каталожные данные разъединителя	Условия выбора
Uуст=35 кВ	Uном=40,5 кВ	Uуст<Uном
Iраб=0,275 кА	Iном=1000 А	Iраб<Iном
Ino=4,3 кА	IТ=25 кА	Ino<IТ
iу=10,913 кА	Iмах=63 кА	iу<Iмах
Выбираем разъединитель типа: РНД-35/1000 У1

5.1.3. Выбор выключателей и разъединителей

на стороне 10 кВ

Таблица 5.11. Выбор вводных выключателей на стороне 10 кВ

Расчетные параметры сети	Каталожные данные выключателя	Условия выбора
Uуст=10 кВ	Uном=12 кВ	Uуст<Uном
Iраб=0,924 кА	Iном=1000 А	Iраб<Iном
Ino=11,6 кА	Iоткл=20 кА	Ino<Iоткл
iу=29,441 кА	Iдин=52 кА	iу<Iдин
b=13,534	bном=…	b £ bном
b=16,147	bK=3200 кА2	b £ bK
Выбран выключатель типа ВМПЭ-10-1000-20/У3 (на схеме Q15 ,Q16)

Таблица 5.12. Результаты выбора разъединителей на вводных выключателях Q15,Q16

Расчетные параметры сети	Каталожные данные разъединителя	Условия выбора
Uуст=10 кВ	Uном=12 кВ	Uуст<Uном
Iраб=0,924 кА	Iном=1000 А	Iраб<Iном
Ino=11,6 кА	IТ=31,5 кА	Ino<IТ
iу=29,441 кА	Iмах=81 кА	iу<Iмах
Выбираем разъединитель типа: РВ3-10/1000 1У3

Таблица 5.13. Выбор секционного выключателя на стороне 10 кВ (Q17)

Расчетные параметры сети	Каталожные данные выключателя	Условия выбора
Uуст=10 кВ	Uном=12 кВ	Uуст<Uном
Iраб=0,462 кА	Iном=630 А	Iраб<Iном
Ino=11,6 кА	Iоткл=20 кА	Ino<Iоткл
iу=29,441 кА	Iдин=52 кА	iу<Iдин
b=13,534	bном=…	b £ bном
b=16,147	bK=3200 кА2	b £ bK
Выбран выключатель типа ВМПЭ-10-630-20/У3 (на схеме