Выбор защитно-коммутационного аппарата

 

Цель работы

 

Научиться выбирать выключатель высокого напряжения.

 

Краткие теоретические сведения

 

Выключатели высоковольтные включают и выключают электрические цепи высокого напряжения под нагрузкой при коротком замыкании.

Выбираемый выключатель должен, прежде всего, безотказно работать в наиболее тяжелом по условиям эксплуатации режиме работы сети в течение всего срока службы, на который он рассчитан. Поэтому выбор высоковольтного выключателя рекомендуется проводить в два этапа.

На первом этапе следует выбрать конкретный тип выключателя исходя из условий наиболее тяжелого режима работы сети и эксплуатации выключателя (его отключающей способности, требуемой частоты включений и отключений, коммутационных перенапряжений, необходимости иметь (или не иметь) его полную взрыво- и пожаробезопасность и т.п.). На этом этапе при выборе типа выключателя в первую очередь учитывается следующее:

- при напряжении 6-10 кВ и сравнительно редких коммутациях для малоответственных потребителей целесообразно применять масляные выключатели, а при частых коммутациях - более надежные вакуумные и элегазовые, обладающие большим сроком службы;

- при больших номинальных токах отключения (так же, как и при больших номинальных напряжениях) рекомендуется применять воздушные и элегазовые выключатели, которые хотя и стоят дороже, но ввиду малых расходов на их техническое обслуживание и намного большего срока службы дугогасящих устройств по сравнению с масляными выключателями их применение более оправдано.

На втором этапе следует провести детальное сравнение номинальных параметров выбранного на первом этапе типа выключателя с параметрами электрической сети в месте его установки. При этом обязательно должны выполняться следующие требования: номинальное напряжение выключателя должно быть равно или больше номинального напряжения защищаемой сети; его номинальный длительный ток должен превышать номинальный ток электроустановки; номинальный ток отключения выключателя должен быть больше максимального расчетного тока короткого замыкания к моменту расхождения контактов.

 

Задание

 

Выбрать выключатель высокого напряжения.

Проанализировать проделанную работу.

Необходимые данные для расчёта берутся из предыдущих практических работ №1, №2 и №3. Выбор высоковольтного выключателя осуществлять для воздушной линии при коротком замыкании на шинах тяговой подстанции ТП2 в точке К2.

 

Порядок выполнения расчёта

 

Высоковольтные аппараты выбирают из условия длительного режима работы и проверяют по условиям коротких замыканий.

Высоковольтный выключатель выбирают из условий

 

(13)

 

(14)

 

(15)

 

где U_нв, U_н - номинальные значения напряжения выключателя и сети, кВ;

I_нв, I_н - номинальные значения токов выключатели и сети, А;

S_отк.в, S_кз - мощности отключения выключателя и короткого замыкания, МВА.

Мощность отключения выключателя S_отк.в, МВА, определяется по формуле

 

(16)

 

где I_н.отк.в - номинальный ток отключения выключателя, кА.

Мощность короткого замыкания S_кз, МВА, определяется по формуле

 

(17)

 

где I_кз⁽³⁾ - ток трёхфазного короткого замыкания, кА, по формуле (11).

Технические характеристики высоковольтных выключателей представлены в таблице 11.

 

Таблица 11 – Технические характеристики высоковольтных выключателей

Марка высоковольтного выключателя	Номинальное напряжение, кВ	Номинальный ток, А	Номинальный ток отключения, кА	Предельный сквозной ток, кА	Предельный ток термической стойкости/ время действия, кА/с	Время отключения, с	Тип привода
амплитудное значение	действующее значение
Масляные выключатели
ВМП-10-630-20						20/8	0,12	ПЭ-11
ВМП-10-1000-20
ВМП-10-1250-20
ВМПЭ-10-630-31,5			31,5		31,5	31,5/4	0,12	ПЭВ-11А
ВМПЭ-10-1000-31,5
ВМПЭ-10-1600-31,5
ВМПЭ-10-3200-31,5
Вакуумные выключатели
ВВ-6-8/800						8/3	0,025
ВВ-10-20/630						20/3	0,07	ПП
ВВ-10-20/1000
ВВ-10-20/1250
ВВ-10-20/1600
Электромагнитные выключатели
ВЭС-6-40/1600						40/4	0,075	ПП
ВЭС-6-40/2000
ВЭС-6-40/3200
ВЭ-10-20/1250						20/4	0,075	ППВ
ВЭ-10-20/1600
ВЭ-10-20/2500
ВЭ-10-20/3600
Элегазовые выключатели
ВГБЭ-10-630-12,5			12,5		12,5		0,04

 

Пример выполнения расчёта

 

Необходимые данные для расчёта берутся из предыдущих практических работ №1, №2 и №3.

Выбор высоковольтного выключателя осуществлять для воздушной линии при коротком замыкании на шинах тяговой подстанции ТП2 в точке К2.

Технические характеристики высоковольтных выключателей представлены в таблице 11.

Предварительно согласно первым двум условиям (13) и (14) выбираем масляный высоковольтный выключатель ВМП-10-630-20 с электромагнитным приводом ПЭ-11, со следующими техническими характеристиками:

- номинальное напряжение выключателя

- номинальный ток выключателя

- номинальный ток отключения выключателя

- номинальное амплитудное значение тока выключателя

- номинальный ток термической стойкости выключателя

- время действия номинального тока термической стойкости выключателя

- время отключения выключателя

Мощность отключения выключателя

 

 

Для воздушной линии выбран провод АС-35, I_доп = 175 А, R₀ = 0,85 Ом/км, Х₀ = 0,403 Ом/км.

Полное сопротивление линии

 

 

Трёхфазный ток короткого замыкания

 

 

Мощность короткого замыкания

 

 

 

Выключатель выполняет требования по отключающей способности.

По результатам расчёта практической работы выбираем для воздушной кабельной линии выключатель высокого напряжения ВМП-10-630-20 с электромагнитным приводом ПЭ-11.

 

Контрольные вопросы

 

1. Какое назначение высоковольтного выключателя в электрических сетях?

2. Каким требованиям должен удовлетворять высоковольтный выключатель?

3. Как осуществляется выбор высоковольтного выключателя?

Практическая работа №6