Выбор и проверка высоковольтного оборудования

 

Электрическое оборудование, аппараты, изоляторы и токоведущие части электроустановок работают в условиях эксплуатации в трех основных режимах: нормальном, перегрузки и в режиме короткого замыкания.

В нормальном режиме надежная работа аппаратов и токоведущих частей обеспечивается правильным выбором их по номинальному напряжению и номинальному току.

В режиме перегрузки надежная работа аппаратов и токоведущих частей электрических установок обеспечивается ограничением величины и длительности повышения напряжения или тока в таких пределах, при которых еще гарантируется нормальная работа электрических установок за счет запаса прочности.

В режиме короткого замыкания надежная работа аппаратов и токоведущих частей обеспечивается соответствующим выбором параметров устройств по условиям термической и электродинамической стойкости.

Электрические аппараты (выключатели, разъединители, предохранители, измерительные трансформаторы), токоведущие части (шины, кабели) должны выбираться в соответствии с вычисленными максимальными расчетными величинами (токами, напряжениями, мощностями отключения) для нормального режима и короткого замыкания. Для их выбора сравнивают указанные расчетные величины с допускаемыми значениями для токоведущих частей и высоковольтного оборудования.

В установках выше 1 кВ по режиму КЗ следует проверять: электрические аппараты, токопроводы и другие проводники, опорные и несущие конструкции для них.

Аппараты (выключатели, разъединители, трансформаторы тока), сборные шины распределительных устройств и кабели проверяются на термическую стойкость по условию, что при прохождении через них тока КЗ их кратковременная температура нагрева не превысит допустимых значений. Завод-изготовитель для каждого вида аппаратов указывает значение тока термической стойкости I _т.у, которую аппарат может выдержать без повреждения в течение всего процесса КЗ.

Условие термической стойкости определяется выражением

 

(2.33)

 

где В_к – расчетный импульс квадратичного тока короткого замыкания, кА^2.с;

I_т – ток термической стойкости выключателя, кА;

t_т – длительность протекания тока термической стойкости, с

При удаленном коротком замыкании значение теплового импульса тока короткого замыкания В_к может быть определено по формуле

 

(2.34)

где - расчетное время отключения выключателя, с;

Т_а – постоянная затухания апериодической составляющей;

t_{с.з. min} – минимальное время срабатывания релейной защиты. Для первой ступени защиты t_{с.з. min} принимается 0,01 с и 0,01+Dt_с – для последующих ступеней. Значение ступеней селективности Dt_с можно принимать равным 0,3…0,5 с;

t_{с.в.откл} – собственное время отключения выключателя, с. Значение t_{с.в.откл} для масляных выключателей на 10 кВ типа ВНП составляет 0,12 с.

Проверку аппаратов на термическую стойкость при КЗ удобно производить, составляя таблицу сравнения указанных расчетных и допустимых величин. При этом для обеспечения надежной безаварийной работы расчетные величины должны быть меньше допустимых. Выбор высоковольтных аппаратов: разъединителей и выключателей необходимо свести в таблицу 2.7.

 

Таблица 2.7 Выбор высоковольтных аппаратов

 

Расчетные данные	Каталожные данные
Выключатель	Разъединитель
U уст, кВ I max, A I п, кА i у, кА	U ном, кВ I ном, A I откл.ном, кА im. дин, кА	U ном, кВ I ном, A ¾ im .макс, кА

 

Токоведущие части (шины, кабели), изоляторы и аппараты всех видов (выключатели, разъединители, предохранители, измерительные трансформаторы тока) должны проверяться на соответствие номинальных параметров расчётным в нормальном режиме и при коротких замыканиях. Шины выбирают по току, напряжению, условиям окружающей среды и проверяют на термическую и динамическую устойчивость. Кабели выбирают по току, напряжению, способу прокладки, в зависимости от окружающей среды и проверяют на термическую устойчивость при коротком замыкании. Для кабелей с медными жилами С = 141, с алюминиевыми С = 85. Разъединители выбираются и проверяются так же, как и выключатели, за исключением проверки по отключающей способности. Выключатели нагрузки выбирают по номинальному току и напряжению и проверяют по термической и динамической устойчивости и отключающей способности в нормальном рабочем режиме.