По конструкции различают рубящие, поворотные, качающиеся, катящиеся разъединители. Важным элементом электроустановки ВН является заземляющие разъединители. При напряжении до 500 кВ – заземляющие разъединители монтируются на общей раме с основным разъединителем и блокируется с ним механически.

Блокировка разрешает включение заземляющего разъединителя только при отключенном основном и наоборот. Разъединители могут выполняться с одним или 2я заземляющими ножами (число заземляющих ножей обозначается цифрой 1 или 2 после первой черточки: РНДЗ-1-200У/2000 или РЛНД-2-220/1000). В эл. установках со сборными шинами в качестве линейных – с двумя заземляющими ножами. При напряжении 750 кВ и выше целесообразна раздельная установка основного и заземляющего разъединителя. Специального типа разъединители – короткозамыкатели и отделители, применяемые на подстанциях, выполненных по упрощенной схеме.

Короткозамыкатели создают искусственное ККЗ на стороне ВН трансформатора п/станции с целью повышения чувствительности РЗА линии.

Отделители предназначены для автоматического отделения поврежденного участка цепи в бестоковую паузу АПВ. Отделители допускается отключать те же токи, что и разъединителю.

Воздушные короткозамыкатели и отделители выпускаются на напряжение 35…220 кВ. Серьезным недостатком их является относительно большое время действия и затрудненность действия в условиях низких температур и гололеда. Разработаны конструкции элегазовых отделителей и короткозамыкателей.

Выключатели нагрузки используются для отключения рабочего тока цепи. Для отключения токов КЗ выключатели нагрузки не предназначены, но включающая их способность должна быть достаточной для включения их на не устраненное КЗ.

В ряде случаев к выключателям нагрузки не напряжение 6…10 кВ пристраивают кварцевые предохранители типа ВСНГ для цепей генераторов мощных блоков, допускающая синхронизацию. На напряжение 110 и 220 кВ в схема подстанций для автоматического секционирования сети разрабатываются выключатели нагрузки, вакуумные или элегазовые, на одно, два и три направления. Разъединители, отделители и выключатели нагрузки выбираются по номинальному напряжение (U_НОМ), номинальному длительному току I_НОМ, а в режиме КЗ проверяют термическую и электродинамическую стойкость.

Для короткозамыкателей выбор по номинальному току не требуется.

Выключатели нагрузки проверяют дополнительно по току отключения:

I_{РАБ.УТЖ}I_ОТКЛ.

Расчетные величины для выбора перечисленных аппаратов те же, что и для выключателей. Для правильного выбора аппаратов необходимо учитывать их перегрузочную способность и температуру окружающей среды. Нормированная температура окружающей среды для аппаратов + 35⁰С, но лн более + 60⁰С и при условии снижения нагрузки, характеризуемого следующими коэффициентами:

При температуре ниже + 35⁰С, допустимый ток может быть увеличен на 20%:

Условия выбора аппаратов сводятся в таблицу.

Выбор токоограничивающих реакторов

Служат для ограничения токов КЗ в мощных электроустановках, что позволяет применять более легкие и дешевые выключатели и уменьшать площади сечения кабелей, а следовательно удешевлять РУ и распределительные сети.

Основная область применения реакторов – электрические сети напряжением 6…10 кВ. Иногда токоограничивающие реакторы используют в электроустановках напряжением 35 кВ, а также при напряжении ниже 1000 В.

Для ограничения тока КЗ в РУ применяют секционные и линейные реакторы. В нормальном режиме подстанции через секционные реакторы проходят небольшие токи и потери напряжения в них малы. При нарушении нормального режима работы, например отключении трансформатора, ВЛ через реактор проходят значительные рабочие токи и потери напряжения в них достигают 4…6% U_НОМ.

Секционные реакторы ограничивают ток КЗ в зоне сборных шин, присоединения генераторов, трансформаторов и сопротивления реакторов должно быть достаточным для того, чтобы ограничивать ток КЗ до значений соответствующих параметрам намечаемых к установке выключателей. Номинальный ток секционного реактора должен соответствовать мощности, передаваемой от секции к секции при нарушении нормального режима.

Обычно принимают

I_Р.НОМ.(0,6…0,7)I_R._НОМ.;

Х_Р = 0,2…0,35 Ом.

Задав сопротивление реактора, рассчитывают ток КЗ на шинах установки. Если ток остается больше ожидаемого, следует изменить сопротивление реактора и повторить расчет.

Линейные реакторы включают последовательно в цепь отходящей линии, они хорошо ограничивают ток КЗ в распределительной сети и поддерживают остаточное напряжение U_ОСТ. на шинах установки при КЗ на одной из линий. Последнее благоприятно сказывается на потребителях электроэнергии, и по условиям самозапуска электродвигателей нагрузки U_ОСТ. должно составлять не менее (60…70)% от U_Н.

Для ограничения тока КЗ целесообразно иметь, возможно, большее индуктивное сопротивление реактора. Однако значение Х_Р должно быть ограничено допустимым ограничением потери напряжения в реакторе при нормальном режиме работы установки (1,5…2% номинального).

Основные параметры реакторов следующие:

• U_{НОМИНАЛЬНОЕ};

• I_{НОМИНЛЬНЫЙ};

• Х_Р – индуктивное сопротивление;

• I_mДИН – ток динамической стойкости, (амплитудное значение).

• I_Т – ток термической стойкости;

• t_Т – допустимое время действия тока термической стойкости.

При большом числе линий применяют групповые реакторы, то есть один реактор на несколько линий. Затраты, связанные с установкой реактора, в этом случае уменьшаются, однако и уменьшаются токоограничивающие свойства реактора с большим номинальным током при заданном значении потери напряжения. Сдвоенные реакторы лишены недостатков групповых реакторов. К среднему выводу реактора присоединены источники питания, а потребители подключаются к крайним выводам. Сдвоенные реакторы характеризуются номинальным напряжением, номинальным током ветви и сопротивлением одной ветви Х_Р= Х_В=L при отсутствии тока в другой. При эксплуатации стремится к равномерной загрузке ветвей (I₁=I₂=I)/

В нормальном режиме работы установки потеря напряжения в ветви реактора с учетом взаимной индукции ветвей определится как:

,

где R_C=M/L – коэффициент ветвей реактора. Если Х_В=L, то индуктивное сопротивления ветви с учетом взаимной индукции

Обычно коэффициент связи R_C близок к 0,5, тогда Х’_B=0,5Х_В, то есть потеря напряжения в сдвоенном реакторе вдвое меньше по сравнению с обычным реактором. При КЗ одной из ветвей, ток в ней значительно превышает ток в неповрежденной ветви. Влияние взаимной индукции мало, и Х_Р=Х_В, то есть сопротивление реактора при КЗ вдвое больше, чем в нормальном режиме. Рассмотрим порядок выбора линейных реакторов. Реакторы выбираются по номинальному напряжению и номинальному току:

Индуктивное сопротивление реактора выбирается исходя из условий ограничения тока КЗ до заданного уровня, определяемого коммутационной способностью выключателей, которые устанавливаются в данной сети.

Например, на линиях часто устанавливаются выключатели ВМ-10К с током отключения I_ОТК=20 кА.

Первоначально известно значение периодической составляющей тока КЗ I_П0, которое с помощью реактора необходимо уменьшить. Результирующее сопротивление цепи КЗ до места присоединения реакторов можно определить по выражению.

Начальное значение периодической составляющей тока за реактором должно быть равно току отключения выключатели: I_П0К2=I_ОТКЛ

Сопротивление цепи КЗ до точки К2 за реактором:

Рис. 8.6 Схема замещения для определения сопротивления реактора.

Разность полученных сопротивлений дает необходимое сопротивление реактора:

Х_Р=Х_{РЕЗ К2}-Х_РЕЗК1.

По каталогу выбирают тип реактора с ближайшим большим значение Х_Р и рассчитывают действительное значение периодической составляющей тока КЗ за реактором. Выбранный реактор необходимо проверить на электродинамическую стойкость:

i_У I_MДИН,

где i_{У –} ударный ток 3х фазного КЗ за реактором:

Проверка на термическую стойкость проводится по условию:

где В_К – расчетный импульс квадратичного тока при КЗ за реактором.

КЗ за реактором можно считать удаленным, поэтому

При этом в значение t_ОТКЛ входит время действия РЗА отходящих линий, составляющее 1…2 секунды.

Необходимо также определить потерю напряжения в реакторе и остаточное напряжение на шинах установки (в %):

И сравнить полученные значения с допустимыми.

Выбор трансформаторов тока

Измерительные ТТ предназначены для уменьшения первичных токов до значений, наиболее удобных для подключения измерительных приборов, реле защиты, устройств автоматики.

ТТ характеризуются номинальным первичным током I_1НОМ (стандартная шкала номинальных первичных токов содержит значения от 1 до 40000 А) и номинальным вторичным током I_2НОМ, который принят равным 5 или 1 А.

Отношение I_1НОМ к I_2НОМ – представляет собой коэффициент трансформации К= I_1НОМ/ I_2НОМ.

ТТ характеризуются токовой погрешностью и угловой погрешностью в минутах.

В зависимости от токовой погрешности измерительные ТТ разбиты на 5 классов точности: 0,2; 0,5; 1; 3; 10. Наименование класса точности соответствует предельной токовой погрешности ТТ при I₁ равном 1…1,2 номинального. Для лабораторных измерений класс точности –0,2; для подсоединения электросчетчиков класс 0,5; для подсоединения щитовых измерительных приборов класс точности – 1…3.

Нагрузка ТТ – это полное сопротивление внешней цепи Z₂ выраженное в Омах. Сопротивления r₂ и x₂ представляют собой сопротивление приборов, проводов и контактов.

Нагрузка ТТ может также характеризовать полная (кажущаяся мощность)

.

Под номинальной нагрузкой ТТ Z_2НОМ понимают нагрузку, при которой погрешности не выходят за пределы, установленные для ТТ данного класса точности. Значение Z_2НОМ дается в каталогах.

Электродинамическая прочность ТТ характеризует номинальный током динамической стойкости I_{М ДИН} или отношением