Выбор средств ограничения токов короткого замыкания и коммутационных аппаратов

6 Выбор средств ограничения токов

короткого замыкания и коммутационных аппаратов

6.1 Выбор средств ограничения токов КЗ

Ограничивать токи КЗ необходимо, если их величина превышает значения, допустимые для аппаратуры и токоведущих частей. Ограничение токов КЗ предусматривается также при проектировании новых установок с целью применения более лёгкой аппаратуры. Ограничение токов КЗ не является самоцелью и в каждом случае должно быть тщательно обосновано, так как обычно требует больших дополнительных затрат.

В настоящее время наиболее распостранёнными и действенными способами ограничения токов КЗ являются: секционирование электрических сетей; установка токоограничивающих реакторов, а также использование трансформаторов с ращеплённой обмоткой низшего напряжения.

Реакторы служат для ограничения токов КЗ в мощных электроустановках, а также позволяют поддерживать на шинах определённый уровень напряжения при повреждениях за реактором. Основная область применения реакторов – электрические сети напряжением 6–10 кВ.

Реакторы выбираются по номинальному току,  номинальному напряжению и относительному индуктивному сопротивлению.

Так как, в нашем случае ток короткого замыкания на шинах низкого напряжения 6 кВ невелик ( I_Кнн= 9,4 кА < 20 кА ), то нет необходимости в выборе средств ограничения токов короткого замыкания.

6.2 Выбор коммутационных аппаратов

К коммутационным аппаратам относят выключатели, разъединители, отделители, короткозамыкатели, выключатели нагрузки.

Выключатели выбираются по следующим условиям:

1. По напряжению установки:

U_уст≤U_{ном ,}                                                                                  (6.1)

где U_уст – напряжение установки, кВ;

U_ном – номинальное напряжение аппарата, кВ.

2. По рабочему утяжеленному току:

I_раб.ут≤I_ном,                                                                                  (6.2)

где  I_раб.ут – рабочий утяжеленный ток, А;

I_ном – номинальный ток аппарата, А.

3. По отключающей способности:

I_кз≤ I_{ном.откл ,}                                                                                                                                     (6.3)

где  I_кз – сверхпереходной ток короткого замыкания;

I_{ном.откл} – номинальный ток отключения выключателя.       

4. Выбранный выключатель проверяем:

1)На электродинамическую стойкость:

i_уд≤i_{.дин ,}                                                                                                                                                (6.4)

I_кз≤ I_дин ,                                                                                      (6.5)

где  i_уд – ударный ток КЗ, кА;

i_дин ,I_дин – ток электродинамической стойкости: действующее и       номинальное значение, кА.

2) На термическую стойкость к токам КЗ:

В_к≤I_т²·t_т ,                                                                                   (6.6)

где  В_к – тепловой импульс тока КЗ, определяется по формуле:

В_к=I_кз²·(t_откл+T_a),                                                                        (6.7)

где I_кз – ток КЗ, кА;

t_откл – время отключения тока КЗ, с;

T_a – постоянная времени, с .

I_т  - предельный ток термической стойкости, кА.

t_т – время протекания предельного тока термической   стойкости, с.

Разъединители и выключатели нагрузки выбирают по номинальному напряжению U_ном, номинальному длительному току I_ном, а в режиме К3 проверяют на термическую и электродинамическую стойкость.

Выключатели нагрузки проверяют дополнительно по току отключения:

I_раб.ут≤I_откл                                                                                                                  (6.8)

Выбор выключателей и разъединителей на стороне 110 кВ

Определяем максимальный рабочий ток:

 кА.

Определяем ударный ток:

 кА.

Термический импульс короткого замыкания:

 кА^2·с;

Результаты расчета по выбору выключателя приведены в таблице 6.1, по выбору разъединителей в таблице 6.2.

Таблица 6.1   Выбор выключателей на стороне 110 кВ

Выбираем элегазовый выключатель типа ВГП-110Л-2000-У4 (U_Н=110 кВ, I_Н=2000 А, ток отключения 40 кА, для умеренного климата открытой установки).

Таблица 6.2   Выбор разъединителей на стороне 110 кВ

Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора
Проверка на динамическую стойкость
Проверка на термическую стойкость
кА2с

Выбираем разъединитель типа РДЗ-110/1000 У1.

Выбор выключателей и разъединителей на стороне 35 кВ

Выбираем вводой выключателей и разъединители в его цепи.

Определяем максимальный рабочий ток:

 кА.

Определяем ударный ток:

 кА.

Термический импульс короткого замыкания:

 кА^2·с;

Результаты расчета по выбору выключателя приведены в таблице 6.3, по выбору разъединителей в таблице 6.4.

Таблица 6.3   Выбор выключателей на стороне 35 кВ

Выбираем элегазовый выключатель типа ВГП-35Л-630-У4 (U_Н=35 кВ, I_Н=630 А, ток отключения 12,5 кА, для умеренного климата открытой установки).

Таблица 6.4   Выбор разъединителей на стороне 35 кВ

Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора
Проверка на динамическую стойкость
Проверка на термическую стойкость
кА2с

Выбираем разъединитель типа РД-35/400 У1.

Выбор выключателей и разъединителей на стороне 6 кВ

Выбираем вводой выключателей и разъединители в его цепи.

Определяем максимальный рабочий ток:

 кА.

Определяем ударный ток:

 кА.

Термический импульс короткого замыкания:

 кА^2·с;

Результаты расчета по выбору выключателя приведены в таблице 6.5, по выбору разъединителей в таблице 6.6.

Таблица 6.5   Выбор выключателей на стороне 6 кВ

Выбираем вакуумный выключатель типа ВБКЭ-10Л-1600-У4 (U_Н=10 кВ, I_Н=1600А, ток отключения 20 кА).

Таблица 6.6   Выбор разъединителей на стороне 6 кВ

Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора
Проверка на динамическую стойкость
Проверка на термическую стойкость
кА2с

Выбираем разъединитель типа РВР-III-10/2000 УЗ.

Выбор выключателей в цепях отходящих линий, а также секционных