ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Цель занятия:

Научить учащихся выбирать высоковольтное оборудование

Теоретический материал по теме занятия:

Основные аппараты принятых к установке комплектных устройства ( Практическое занятие №7) проверяют на соответствие требованиям ПУЭ. путем сопоставления расчетных эксплуатационных параметров с номинальными параметрами электрооборудования сравнивают следующие величины:

1) напряжение;

2) ток;

3) экономическую плотность тока;

4) электродинамическую устойчивость;

5) электротермическую устойчивость;

6) нагрузку вторичных цепей;

7) коммутационную способность;

8) характеристику токоограничений;

9) потери напряжения в нормальном режиме.

В табл. 11.1 приводятся параметры проверки для всех видов электрооборудования.

В комплектных устройствах при выборе электрооборудования не допускается заменять электрические аппараты одного типа на другие. Если аппараты не подходят, то полностью заменяются комплектные устройства

Таблица 8.1 - Требования к выбору электрооборудования

№ п/п	Виды выбираемого оборудования	Номер параметра, учитываемый при выборе электрооборудования
№ п/п	Виды выбираемого оборудования	1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	КРУ	+	+	-	+	+	-	+	+	-
2	Кабельные линии	+	+	(+)	(+)	(+)	-	-	-	+
3	Шины и тоководы	+	+	(+)	+	+	-	-	-	-
4	Выключатели	+	+	-	+	+	-	+	-	-
5	Разъединители	+	+	-	+	+	-	(+)	-	-
6	Короткозамыкатели	+	-	-	+	+	-	-	-	-
7	Отделители	+	+	-	+	+	-	(+)	-	-
8	Предохранители	+	+	-	-	-	-	+	-	-
9	Выключатели нагрузки	+	+	-	+	+	-	+	-	-
10	Разрядники	+	-	-	-	-	-	+	-	-
11	Трансформаторы тока	+	+	-	+	+	+	-	-	-
12	Трансформаторы напряжения	+	-	-	-	-	+	-	-	-
13	Изоляторы: опорные проходные	+ +	- +	- -	+ +	+ +	- -	- -	- -	- -
14	Реакторы	+	+	+	-	-	+	-	-	+
15	Автоматы	+	+	-	(+)	(+)	-	+	+	-
16	Контакторы	+	+	-	-	-	-	+	+	-
17	Магнитные пускатели	+	+	-	-	-	-	+	-	-
18	Рубильники	+	+	-	+	+	-	+	-	-

Всё выбранное электрооборудование наносят на принципиальную схему электроснабжения. Над шинами РУ 6(10) кВ понизительных подстанций изображают таблицы, содержащие номер ячейки на плане помещения РУ, номер схемы первичных соединений по каталогу, наименования шкафов, перечень основного электрооборудования реле защиты и их уставки срабатывания.

Электрические аппараты работают во время эксплуатации в трех основных режимах: в длительном номинальном режиме, в режиме перегрузки и в режиме короткого замыкания.

Надежная работа аппаратов и других электрических устройств обеспечивается:

В длительном режиме: правильным выбором их по номинальным параметрам (току, А, и напряжению, кВ):

В режиме перегрузки ограничением величины и длительности повышения тока в таких пределах, при которых еще гарантируется нормальная работа электрических установок за счет запаса прочности.

В режиме короткого замыкания: соответствием выбранных параметров по условиям и стойкости:

термической

где t_п – приведенное время КЗ, с; t_ном.т.у – время, к которому отнесен номинальный ток термической устойчивости, с;

электродинамической

где i_{ном.дин} – номинальный динамический ток КЗ.

Выбору подлежат:

- выключатели;

- разъединители;

- трансформаторы тока;

- трансформаторы напряжения;

- предохранители;

- разрядники.

Результаты выбора приводятся в таблицах.

Выбор и проверка выключателей напряжением выше 1000 В производится в соответствии с формулами, приведенными в табл.11.2.

Таблица 8.2 - Результаты выбора

Выбираемая и проверяемая величина	Формула для выбора и проверки
Номинальное напряжение, кВ	U_ном.а.≥ U_ном.у
Номинальный длительный ток ,А	I_{ном. а}≥ I_расч.у
Номинальный ток отключения	I_{ном.. отк}≥ I_t
Номинальная мощность отключения, МВА	S_ном≥ S_t
Наибольшее действующее значение тока КЗ, кА	I_ном..≥ I_у
Наибольший динамический ( допустимый ударный ток), кА	i_ном.эф.≥ i_у
Ток термической устойчивости за время t_ном.т.у	I_ном._t_.у≥ I_t_=∞√ (t_п/ t_ном.т.у)

Примечание. U_ном.а, I_{ном. а}- номинальные напряжения и ток выключателя ( принимается по каталогу); U_ном.у, I_{расч. у}-номинальное напряжение и расчетный длительный ток установки; I_t –расчетное значение тока трехфазного КЗ в момент времени t ( для небыстродействующих выключателей 0,15- 0,2 с, для быстродействующих 0,1с ); S_t мощность КЗ, соответствующая току I_t; i_у- расчетный ударный ток КЗ; I_t_=∞-расчетный установившийся ток КЗ; t_ном.т.у- время к которому отнесен ток термической устойчивости I_ном._t_.у ( у выключателей отечественного производства t_ном.т.принимается 5 или 10 с); t_п –приведенное время КЗ, определяемое по формулам 1-3.

Выбор и проверка выключателей нагрузки напряжением выше 1000 В производится в соответствии с формулами, приведенными в табл.8.3

Таблица 8.3 - Выбор и проверка выключателей нагрузки

Выбираемая и проверяемая величина	Формула для выбора и проверки
Номинальное напряжение, кВ	U_ном.в.≥ U_ном.у
Номинальный ток неавтоматического отключающего устройства ,А	I_{ном. вн}≥ I_расч.у
Допустимый ударный ток КЗ,кА	I_дин.вн.≥ i_у
Допустимая величина наибольшего действующего значения полного тока КЗ, кА	I_у.доп≥ I_у
Ток термической устойчивости за время t_ном.т.у при работе без предохранителей	I_ном._t_.у≥ I_t_=∞√ (t_п/ t_ном.т.у)
Номинальный отключаемый ток предохранителя, кА	I_{ном.отк}≥ I_t=0
Номинальная отключаемая мощность предохранителя, кВА	S_ном≥ S_t=0

Выбор предохранителей в цепях напряжения выше 1000В производятся по формулам приведенным в табл.8.4.

Таблица 8.4 - Выбор предохранителей

Выбираемая и проверяемая величина	Формула для выбора и проверки
Номинальное напряжение, кВ	U_ном.а.≥ U_ном.у
Номинальный ток ,А	I_{ном. а}≥ I_расч.у
Номинальный отключаемый ток ,кА	I_{ном. откл}≥ I_t=0
Номинальная мощность отключения, МВА	S_ном≥ S_t=0

Примечание.I_t₌₀ и S_t₌₀ – начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ и соответствующая данному току мощность; U_ном.у- номинальное напряжение в месте КЗ, кВ; I_расч.у – расчетный ток установки, кА.

Формулы для выбора и проверки измерительных трансформаторов приведены в табл.8.5

Таблица 8.5 - Выбор и проверка измерительных трансформаторов

Выбираемая и проверяемая величина	Формула для выбора и проверки
Номинальное напряжение, кВ	U _{ном .а.}≥ U _{ном .у}
Номинальный ток ,А	I_{ном. а}≥ I _{расч .у}
Нагрузка вторичной обмотки, ВА	S _ном_.2≥ S _расч или Z _тр≥ Z _нагр
Кратность допускаемого тока электродинамической устойчивости	K _д≥ i_у/ √ (2 I_{ном. а})
Кратность односекундного тока термической устойчивости	K_т.у≥I_t₌₀√t_п/( I _{ном. а}√t _н.т.у.)

Примечание. i_у - ударный ток КЗ, кА; I_t₌₀ –установившийся ток КЗ, кА; t_п- приведенное время КЗ, с; I _{ном. а} – номинальный ток трансформатора в первичной цепи, с.

Пример выбора высоковольтного выключателя приводится в табл. 8.6

Таблица 8.6 - Выбор высоковольтного выключателя

Выбираемая и проверяемая величина	Обозна- чение	Формула для выбора	Технические данные	Расчетное значение
Номинальное напряжение, кВ	U_ном	U_ном ≥ U_ном.у	10	6
Номинальный длительный ток, А	I_ном	I_ном ≥ I_расч.у	630	28,4
Номинальный ток отключения, кА	I_{ном.откл}	I_{ном.откл} ≥ I_{расч.откл}	20	3,362
Наибольшее действующее значение тока КЗ, кА	I_{ном.откл}	I_{ном.откл.}≥ I_у	20	4,75
Номинальная мощность отключения, кВА	S_{ном.откл}	S_{ном.откл} ≥ S_{расч.откл}	350	36,154
Допустимый ударный ток короткого замыкания, кА	i_{ном.дин}	i_{ном.дин}≥ i_у.расч	51	9,88
Ток термической устойчивости, кА	I_ном.т.у		20	3,3

Практическое занятие № 9

РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАШИТЫ

Цель занятия:

Научить учащихся производить расчет релейной защиты

Теоретический материал по теме занятия:

На подстанциях должны быть установлены следующие виды релейных защит:

- максимально-токовая защита с выдержкой времени около 1 с;

- токовая отсечка;

- от однофазных замыканий на землю с выдержкой времени.

Расчет токовой защиты

Расчет максимально- токовой защиты. Максимальный ток нагрузки

I_{н∑ =} I_{ном.дв1 +}I_ном.дв2 _,

где I_ном.дв1- номинальный ток двигателя 1; I_ном.тр – номинальный ток двигателя 2.

Максимальный рабочий ток

I_р.мах =К_сз I_{н∑ ,}

где К_сз = (2 - 3) – коэффициент самозапуска [1]; I_н∑- максимальный ток нагрузки.

Ток срабатывания защиты

I_сз = I_р.мах,

где К_н = 1,2 – коэффициент надежности; К_в = 0,85 - коэффициент возврата.

Ток срабатывания реле:

I_ср = I_сз,

где I_pmax –ток срабатывания защиты;

К_сх = 1 коэффициент схемы ( табл.П.6.1);

К_тт – коэффициент трансформации.

Принимаем реле, у которого имеется возможность установить ток срабатывания с округлением в ближайшую ( большую) сторону.

I_ср ≈ I_у.

Определяем ток срабатывания защ

иты фактический

Определяем чувствительность защиты

где - минимальный ток КЗ в зоне действия МТЗ (для сетей с изолированной нейтралью - это действующее значение установившегося тока двухфазного КЗ в конце защищаемого участка