Расчетные условия для выбора и проверки коммутационных аппаратов и токоведущих частей

Продолжительный режим работы электротехнического устройства – это режим, продолжающийся не менее, чем необходимо для достижения установившейся температуры его частей при неизменной температуре окружающей среды. Продолжительный режим работы электротехнического устройства имеет место, когда энергосистема или электроустановка находится в одном из следующих режимов: нормальном, ремонтном, послеаварийном.

Нормальный режим – это такой режим работы электротехнического устройства, при котором значения его параметров не выходят за пределы, допустимые при заданных условиях эксплуатации.Ток нагрузки в этом режиме может меняться в зависимости от графика нагрузки. Для выбора аппаратов и токоведущих частей следует принимать наибольший ток нормального режима.

Ремонтный режим – это режим плановых профилактических и капитальных ремонтов. В ремонтном режиме часть элементов электроустановки отключена, поэтому на оставшиеся в работе элементы ложится повышенная нагрузка.

При выборе аппаратов и токоведущих частей необходимо учитывать это повышение нагрузки до I_рем.max.

 

Послеаварийный режим – это режим, в котором часть элементов электроустановки вышла из строя или выведена в ремонт вследствие аварийного (непланового) отключения.

В этом режиме возможна перегрузка оставшихся в работе элементов электроустановки током I _пав.max.

Из двух последних режимов выбирают наиболее тяжелый, когда в рассматриваемом элементе проходит наибольший ток I_max.

 

Таким образом, расчетными токами продолжительного режима являются:

I_норм – наибольший ток нормального режима;

I_max – наибольший ток ремонтного или послеаварийного режима.

Цепь генератора:

Наибольший ток нормального режима принимается при загрузке генератора до номинальной мощности Р_н, при U_н. и .

(8.1)

 

Наибольший ток послеаварийного или ремонтного режима определяется при напряжении генератора U_г = 0,95U_н.

(8.2)

Цепь блочного трансформатора:

Наибольший ток нормального режима

(8.3)

Наибольший ток послеаварийного или ремонтного режима

(8.4)

 

Цепь автотрансформатора связи РУВН и РУСН:

Наибольший ток нормального режима принимается равным номинальному току трансформатора.

(8.5)

 

Наибольший ток ремонтного и послеаварийного режима определяется с учетом допустимой перегрузки АТ

(8.6)

 

Цепь линии:

Если линия одиночная, радиальная, то I_норм = I_max определяется по наибольшей нагрузке линии. Для двух параллельно работающих линий

; (8.7)

– наибольшая мощность потребителей, присоединенных к линиям;

- количество линий.

 

Цепь секционных, шиносоединительных выключателей, сборные шины:

Ток нормального режима определяется с учетом токораспределения по шинам при наиболее неблагоприятном эксплуатационном режиме.

 

Такими режимами являются:

- отключение части генераторов;

- перевод отходящих линий на одну систему шин; а источников на другую;

- отключение выключателя ОРУ для ревизии или ремонта.

-

Обычно ток, проходящий по сборным шинам, секционному и шиносоединительному выключателям не превышает I_maxсамого мощного генератора или трансформатора, присоединенного к этим шинам.

Особое внимание при выборе и проверке коммутационных аппаратов и токоведущих частей уделяется их проверке на действие токов короткого замыкания.

Выбор выключателей

Для надежного электроснабжения потребителей токоведущие части (шины, провода, кабели), изоляторы распределительных устройств и высоковольтная аппаратура должны выбираться так, чтобы обладать следующими свойствами:

Электрическая прочность – способность длительно выдерживать максимальное рабочее напряжение и противостоять кратковременным перенапряжениям; для всех указанных выше элементов должно выполняться условиеU_ном U_раб.

Соответствующая нагрузочная способность, благодаря которой протекание длительных (номинальных, ремонтного или послеаварийного режимов) токов нагрузки не вызывает их повреждения, ускоренного износа изоляции, снижения механической прочности жестких токоведущих частей, недопустимого нагрева.

Термическая стойкость – способность кратковременно противостоять термическому действию токов КЗ, не перегреваясь сверх допустимых пределов.

Термическая стойкость аппаратов и токоведущих частей характеризуется допустимым тепловым импульсом тока КЗ, поэтому для проверки аппаратов и токоведущих частей на термическую стойкость следует определять полный импульс квадратичного тока КЗ по выражению:

где:

· I_по – начальное значение периодической составляющей тока КЗ, суммарное от всех источников;

· τ_отк. – полное время отключения выключателя (с учетом его собственного времени срабатывания);

· Т_а – постоянная времени цепи КЗ.

Динамическая стойкость, заключающаяся в наличии таких запасов механической прочности, при которых динамические усилия, возникающие между токоведущими частями при протекании по ним ударных токов КЗ, не приводят к их повреждению, самоотключению контактов аппаратов и т. д.

Для электрических аппаратов завод-изготовитель указывает гарантийный ток КЗ, при котором обеспечивается электродинамическая стойкость. Чаще всего в каталогах на оборудование задается мгновенное значение тока электродинамической стойкости i_дин.. При выборе аппаратов гарантированный заводом изготовителем ток сравнивается с расчетным ударным током КЗ. Должно быть выполнено условие:

i_дин. i_{уд.расч.}.

 

Электродинамическая стойкость жестких шин определяется расчетом механических напряжений в материале проводника при КЗ.

Отключающая способность (для выключателей высокого напряжения). Проверка выключателей по отключающей способности производится в следующей последовательности:

- проверка на симметричный периодический ток отключения по условию

I_п.τ I_{отк.ном.};

- проверка возможности отключения апериодической составляющей тока КЗ:

i_a.τ i_а.ном. = · β_н · I_{отк.ном .}/100,

где:

- i_а.ном. – номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в отключаемом токе КЗ для времени τ.

- β_н – нормированное значение содержания апериодической составляющей в отключаемом токе КЗ, %;

- i_a.τ – апериодическая составляющая тока КЗ в момент τ расхождения контактов;

- τ – наименьшее время от начала КЗ до момента расхождения дугогасительных контактов.

Включающая способность (для выключателей высокого напряжения), которая характеризуется способностью выключателя включиться повторно на короткозамкнутую цепь без разрушения и деформации токоведущих его частей.

Проверяется по условиям:

i_ур. i_вкл.; I_по I_вкл.,

где:

- i_ур. – ударный расчетныйток КЗ в цепи выключателя;

- i_вкл. – наибольшый допустимый ток включения (по каталогу);

- I_по – начальное значение периодической составляющей тока КЗ в цепи выключателя;

- I_вкл – допустимое действующее значение периодической составляющей тока КЗ для выключателя.

Выбор выключателей для РУВН

Для РУВН были выбраны выключатели типа ВНВ-750Б-63-3150У1.

- Проверяем по нагрузочной способности:

- Проверяем по отключающей способности:

- Проверка на симметричный ток отключения;

 

- Проверяем по включающей способности:

- Проверяем на электродинамическую стойкость:

- Проверяем на термическую стойкость:

Выбранный тип выключателей удовлетворяет всем условиям.

 

Выбор выключателей для РУСН

Для РУВН были выбраны выключатели типа ВНВ-330-Б-40-4000У1.

- Проверяем по нагрузочной способности:

 

- Проверяем по отключающей способности:

- проверка на симметричный ток отключения;

 

- Проверяем по включающей способности:

- Проверяем на электродинамическую стойкость:

- Проверяем на термическую стойкость:

Выбранный тип выключателей удовлетворяет всем условиям, следовательно на ОРУ 330 кВ секционирование можно не делать.