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

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

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

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

Выбор выключателей в цепях отходящих линий, а также секционных