Выбор коммутационных аппаратов.

На рис. приведена конструктивная схема открытой подстанции напряжением 110/6 кВ без выключателей с применением короткозамыкателей и отделителей

Общий вид однотрансформаторной подстанции типа 1КТП 110/6 (10) кВ с короткозамыкателем и отделителем: 1 — ограждение; 2— разъединитель; 3 — отделитель; 4— разрядник; 5— молние отвод; 6 — трансформаторный кронштейн; 7 — силовой трансформатор; 8 заземляющий разъединитель: 9 — шкафы КРУН

Аппараты и проводники первичных цепей должны удовлетворять следующим требованиям:

- соответствовать окружающей среде и виду установки;

- иметь необходимую прочность изоляции для надежной работы в длительном режиме и при кратковременных перенапряжениях;

- не вызывать нагрев токоведущих и изоляционных частей в длительном режиме до сверхдопустимой температуры;

- быть устойчивыми к токам короткого замыкания;

- иметь достаточную механическую стойкость;

- обеспечивать безопасную эксплуатацию и ремонт;

- обеспечивать технико-экономическую целесообразность;

- не допускать сверхдопустимых потерь напряжения и мощности в нормальном и послеаварийном режимах.

Соответствие аппаратов окружающей среде и виду установки определяется их изоляцией. Изоляция может быть нормальной и облегченной.

Для выбора вида изоляции учитывают вид установки (на открытом воздухе, в помещении), температуру и влажность окружающей среды, высоту над уровнем моря. При выборе аппарата достаточно соблюсти условие

где U ном. а – номинальное напряжение аппарата, U ном – номинальное напряжение установки, в которой используется аппарат.

При установке аппарата на высоте до 1 000 м допускается максимальное рабочее напряжение (1,15 U ном), при больших высотах напряжение не должно превышать номинального значения.

В ОРУ на ГПП в качестве коммутационных аппаратов применяют выключатели и разъединители. Часто выключатели заменяются короткозамыкателями и отделителями.

Выключатель – это коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения цепи под нагрузкой, в том числе при коротких замыканиях. Выключатели характеризуются номинальным током отключения I отк. ном, и номинальным током включения I вкл.

Номинальный ток отключения – это наибольшее действующее значение тока короткого замыкания, который способен отключить выключатель при напряжении, равном наибольшему рабочему напряжению сети.

Отключающая способность выключателя гарантируется при стандартных циклах:

где О – операция отключения; ВО – операция включения и немедленного отключения (при КЗ); 180 – выдержка времени в секундах; t бт – гарантируемая для выключателей минимальная бестоковая пауза при АПВ.

Номинальный ток включения – ток КЗ, который выключатель способен включить без приваривания контактов или других повреждений при номинальном напряжении.

Для выключателей должно соблюдаться условие:

Выключатели должны быть устойчивыми к сквозным токам короткого замыкания. Их устойчивость характеризуется термической стойкостью Iтс ≥ Iкз и электродинамической стойкостью

то есть ток термической стойкости выключателя должен быть больше действующего тока КЗ, а ток динамической стойкости должен быть больше ударного значения тока КЗ.

Разъединители применяются для включения и отключения цепей без тока и для создания видимого разрыва цепи. Если разъединители применяются совместно с выключателями, то между ними должна предусматриваться механическая и электромагнитная блокировка, не допускающая отключение разъединителя при включенном выключателе. Разъединители также могут применяться для заземления и разземления нейтралей силовых трансформаторов и заземляющих дугогасящих реакторов, включения и отключения трансформаторов на холостом ходу. Разъединители выпускаются одно- и трехполюсными, могут иметь один или два заземляющих ножа.

Короткозамыкатели и отделители – коммутационные аппараты, снабженные приводами, действующими автоматически. С помощью короткозамыкателей создается случайное и преднамеренное короткое замыкание на землю, которое отключается выключателем на головном распределительном пункте. Отделители отключаются в бестоковую паузу, которая возникает при отключении выключателя на головном распределительном пункте до АПВ выключателя.

Разъединители, короткозамыкатели, отделители выбирают по номинальному напряжению Uном, номинальному длительному току Iном, а в режиме короткого замыкания проверяют термическую и электродинамическую стойкость. Для короткозамыкателей выбор по номинальному току не требуется.

Условия выбора:

где В – тепловой импульс; Im – ток термической стойкости в течение времени tm; Ik – ток короткого замыкания; tk – время действия тока КЗ.

При выборе коммутационных аппаратов должны учитываться условия эксплуатации и конструктивное исполнение.

На подстанциях с напряжением 6 – 10 кВ применяются выключатели нагрузки – разъединители, снабженные дугогасительными камерами (ВНП). Для защиты от токов КЗ выключатели нагрузки комплектуются кварцевыми предохранителями ПК. Предохранителями могут комплектоваться и разъединители. В защищаемых цепях выключатели нагрузки устанавливаются после предохранителей, а разъединители перед предохранителями. Это объясняется тем, что при отключении линии выключателем нагрузки возможно перекрытие электрической дугой между полюсами.

Предохранители в этом случае мгновенно отключат линию и ограничат возможную аварию.

В ОРУ до 110 кВ для защиты трансформаторов мощностью до 4000 –6 300 кВА применяются стреляющие предохранители. В закрытых помещениях их установка не допускается.

Выбор выключателей нагрузки производится по тем же условиям, что и разъединителей. Кроме того, при выборе плавкой вставки предохранителя следует учитывать, что ток плавкой вставки выбирается в 1,6 – 2,5 раза больше номинального тока в защищаемой цепи. Это необходимо для того, чтобы исключить ложные срабатывания плавких вставок от случайных толчков тока при включении трансформаторов с небольшой нагрузкой.

В ЗРУ применяются выключатели, встраиваемые в ячейки РУ. В РУ используются комплектные ячейки КСО и КРУ. В РУ применяются маломасляные, электромагнитные, вакуумные, элегазовые выключатели.

В ячейках КСО применяются выключатели стационарного исполнения, в

ячейках КРУ – выключатели на выкатных тележках.

Выбор выключателей в ЗРУ проводится по тем же параметрам, что и выключателей в ОРУ.