Реконструкция ОРУ 220 кВ ПС 220 кВ Белогорск ПЗ(Колмаков) (Реконструкция ОРУ 220 кВ ПС 220 кВ Белогорск), страница 4

;

кА.

Результаты расчетов сведены в таблицу 4.3.

Таблица 4.3 – Результаты расчетов токов к.з.

Точка короткого замыкания	Максимальный режим
	Iп0, кА	ia0, кА	iуд, кА
К1	4,538	4,601	11,025

5 ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ОРУ 220 кВ ПС «БЕЛОГОРСК»

5.1 Определение максимальных рабочих токов

Максимальный рабочий ток РУ 220кВ, А:

,

(5.1)

где – суммарная мощность силовых трансформаторов, кВАр; k_пер =1,4 – коэффициент допустимой перегрузки трансформаторов; – класс напряжения распределительного устройства, кВ;

А.

5.2 Расчет теплового импульса

Для проверки электрических аппаратов и токоведущих элементов по термической устойчивости в режиме короткого замыкания необходимо определить величину теплового импульса, кА²×с из [4] по формуле:

, (5.2)

где – начальное значение периодической составляющей трехфазного тока короткого замыкания, кА; – время отключения выключателя, с; Т_а – постоянная времени затухания апериодической составляющей, с.

Время отключения выключателя, с:

,

(5.3)

где – время срабатывания защиты, с ( ); – собственное время срабатывания защиты, с ( ); – собственное время отключения выключателя, с ( );

с.

Подставив данные в формулу 5.2 получим:

кА²×с.

Подстанция размещена в районе с нормальными атмосферными условиями. Внешняя изоляция оборудования и ошиновка ОРУ принимается нормального исполнения для I степени загрязнения атмосферы, с удельной эффективной длиной пути утечки 1,6 см/кВ, согласно с [1].

Сейсмичность района площади ПС составляет 6 балов. Средний из абсолютных минимумов температуры в районе подстанции равен минус 37°С. В связи с этим открыто устанавливаемое оборудование принимается исполнения У1 по [2].

5.3 Выбор выключателей

Выключатели выбирают в зависимости от места установки (внутренняя или наружная) и условий их работы. При выборе выключателей его паспортные параметры сравнивают с расчетными условиями работы. Выбор выключателей произведен по методике изложенной в [4], согласно следующих условий:

1. По номинальному напряжению:

, (5.4)

где U_н –напряжение выключателя, кВ; U_р – рабочее напряжение РУ, кВ.

1. По номинальному длительному току:

, (5.5)

где – номинальный ток выключателя, А; – максимальный рабочий ток присоединения, где устанавливают выключатель, А.

1. По отключающей способности:

- по номинальному периодическому тока отключения

, (5.6)

где – номинальный ток отключения выключателя, кА; – расчетное (действующее) значение периодической составляющей тока короткого замыкания, который предстоит отключать выключателю, кА.

- по апериодической составляющей тока отключения

(5.7)

где – апериодическая составляющая тока короткого замыкания в момент размыкания контактов выключателя, кА; – расчетное (действующее) значение периодической составляющей тока, кА; – номинальное нормированное значение относительного содержания апериодической составляющей в отключаемом токе в зависимости от наименьшего времени от начала короткого замыкания до расхождения дугогасительных контактов τ, которое находится по формуле:

(5.8)

где – собственное время отключения выключателя, с.

. (5.9)

- эквивалентная проверка отключения полного тока короткого замыкания производится по условию

. (5.10)

1. По термической стойкости:

, (5.11)

где – полный ток термической стойкости, кА; – время протекания тока термической стойкости, с.

1. По электродинамической стойкости:

, (5.12)

где – амплитудное значение предельного сквозного тока короткого замыкания, кА; – ударный расчетный ток, кА.

По условиям работы для ОРУ-220 кВ ПС «Белогорск» выбираем элегазовый высоковольтный колонковый выключатель HPL 245B1 с дугогасительным устройством компрессионного типа с использованием механической энергии привода как для перемещения контактов, так и для создания потока элегаза для охлаждения и прерывания дуги. Длина пути утечки 25 мм/кВ, (большая длина – по запросу заказчика) Температурный диапазон минус 30 до 40 °C (возможна эксплуатация при температурах до -55 °C или до +70 °C, по требованию). Расчетная высота установки 1000 м над уровнем моря (другая высота установки – по запросу). Отсутствие конденсаторов выравнивания напряжения делает их более надежными и менее требовательными к техобслуживанию. Для эксплуатации в экстремальных внешних условиях выключатели серии HPL могут поставляться с защитными лакокрасочными покрытиями. Механическая стойкость выключателя обеспечивает достаточный запас прочности при нормальных ветровых нагрузках, статических и динамических нагрузках со стороны проводов.

Элегазовый выключатель HPL рассчитан на срок эксплуатации более 30 лет или 10 000 коммутаций без нагрузки, число механических операций под нагрузкой до срока проведения обслуживания определяется величиной отключаемого тока. Выключатель HPL 245B1 управляется механизмом управления с моторно-пружинным приводом типа BLG, установленным в компактном брызгозащищенном и коррозионностойком корпусе, прикрепленном к опорной конструкции. Все выключатели серии HPL оборудованы одним указателем плотности элегаза на каждый полюс. Система герметизации элегаза (SF6) содержит двойные уплотнительные кольца круглого сечения из нитрильного каучука во всех неподвижных уплотнениях и двойные X-образные (по форме сечения) кольца на всех динамических уплотнениях.

Таблица 5.1 – Технические характеристики выключателя HPL 245B1

Наименование параметра	Норма
Номинальное напряжение, кВ	220
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	252
Номинальный ток, А	2000
Номинальный ток отключения, кА	40
Ток термической стойкости (3 с), кА	40
Параметры сквозного тока КЗ, кА: -начальный пик -начальное действующее значение периодической составляющей	100 40
Нормированное испытательное напряжение, кВ - грозового импульса, 1.2/50мкс относительно земли на отключенном выключателе - промышленной частоты 50 гц, 1 мин относительно земли на отключенном выключателе - коммутационного импульса относительно земли на отключенном выключателе	900 1050 440 440 - -
Собственное время отключения, мс	19 ± 3
Полное время отключения, мс, не более	40
Собственное время включения, мс, не более	65
Минимальная бестоковая пауза при АПВ, с	0,3
Максимальное рабочее давление смеси элегаза при 200С МПа (кгс/см2) абсолютное	0,8 (8,0)
Давление газа в МПа (кгс/см2) при 200С при котором - срабатывает предупредительная сигнализация - блокируется работа выключателя	0,62 (6,2) 0,6 (6,0)
Масса выключателя полная, кг	5530
Масса элегаза (SF6), кг	39

Произведем проверку данного выключателя.

1. По номинальному напряжению, кВ:

.

1. По номинальному длительному току, А:

.

1. По отключающей способности:

- по номинальному периодическому току отключения, кА:

.

- по апериодической составляющей тока отключения:

Собственное время отключения выключателя t_св = 0,02 с, тогда: