Пояснительная записка_Белов А.Н. (1232533), страница 2
Текст из файла (страница 2)
- термическая стойкость.
Только при соблюдении всех требований, при выборе выключателя, можно обеспечить его безопасную дальнейшую работу.
И не смотря на большой список требований для выбора силового выключателя, следует так же придерживаться экономии занимаемой площади на подстанции.
Исходя из всех этих критериев, хорошо подходит выключатель ВГТ-УЭТМ-1А1-220, произведенный на предприятие «Энергомаш (Екатеринбург) – Уралэлектротяжмаш».
Из достоинств выключателя в первую очередь стоит отметить следующие: естественный уровень утечки элегаза не более полу процента в год, применение современных технологических и конструкционных решений, с использованием надежных комплектующих, низкий уровень шума; высокий коммутационный ресурс, для каждого полюса. Выключатель изготовлен в трёхполюсном исполнение, при этом является новым поколением в своем классе.
Перед проверкой силового выключателя на термическую и динамическую стойкость, следует отобразить его основные технические характеристики.
Таблица 3.1 – Основные технические данные выключателя ВГТ-220
| Наименование параметра | Значение параметра |
| Номинальное напряжение, кВ | 220 |
| Наибольшее рабочее напряжение, кВ | 252 |
| Номинальный ток, А | 3150 |
| Номинальный ток отключения, кА | 40 |
| Параметры сквозного тока короткого замыкания, кА: | |
| Наибольший пик | 102 |
| Начальное действующие значение периодической составляющей | 40 |
| Ток термической стойкости | 40 |
| Время протекания тока термической стойкости, с | 3 |
| Параметры тока включения, кА | |
| Наибольший пик | 102 |
| Начальное действующие значение периодической составляющей | 40 |
Выбор секционного выключателя по напряжению.
Условие выбора выключателя по напряжению определяет возможность изоляции выдержать номинальные значения напряжения, а так же допустимые повышения напряжения.
Условие заключается в следующем: номинальное напряжение должно быть больше, либо равно, напряжению рабочему.
, (3.1.1)
где 
– номинальное напряжение, кВ; 
– рабочее напряжение распределительной сети, кВ.
Рабочее напряжение распределительной сети равно 220 кВ, а номинальное напряжение секционного выключателя равно так же 220 кВ, следовательно, проверяя условие:
(3.1.2)
Условие выполнено.
Выбор секционного выключателя по длительному допустимому току.
Условие выбора выключателя по длительному допустимому току определяет возможность, токоведущих частей оборудования, выдержать номинальные значения токов, а так же допустимые повышения тока.
Значения номинальных токов будет определять площадь сечения токоведущих частей, чем больше ток, тем больше должна быть площадь сечения.
Условие выбора выключателя по длительному допустимому току заключается в следующем: номинальный ток выключателя должен быть численно больше значения максимального рабочего тока присоединения, где будет установлен выключатель.
, (3.1.3)
где 
– номинальный ток выключателя, А; 
– максимальный рабочий ток присоединения, А.
Номинальный ток выключателя, равен 3150 А. Максимальный рабочий ток присоединения определяется следующей формулой [1]:
, (3.1.4)
где 
– коэффициент перегрузки трансформатора, принимаем равным 1,5; 
– коэффициент распределения нагрузки по сборным шинам, принимаем равным 0,6; 
– номинальная мощность трансформатора, равна 40000 кВА; 
– номинальное напряжение, равно 220 кВ.
Вследствие чего найдем значение максимального рабочего тока присоединения:
.
Далее сравним токи:
Условие выполнено.
Проверка секционного выключателя по отключающей способности.
Условие выбора выключателя по отключающей способности, показывает, какое предельное значение тока короткого замыкания способен отключить выключатель, с сохранением своих функций.
Во время короткого замыкания происходит обильное выделение тепла, вследствие чего может произойти повреждение токоведущих частей выключателя, а так же его выход из работоспособного состояния.
Условие выбора выключателя по отключающей способности заключается в следующем: номинальный ток отключения выключателя должен быть численно больше или равен максимальному току короткого замыкания.
, (3.1.5)
где 
– номинальный ток отключения, кА; 
– максимальный ток короткого замыкания, кА.
Номинальный ток отключения выключателя задается производителем, в нашем случае он равен 40 кА. Для определения максимального тока короткого замыкания необходимо обратиться к исходным данным проекта. Согласно им, максимальный трехфазный ток короткого замыкания со стороны высшего напряжения 220 кВ, равен 4,543 кА.
В итоге имея численные значения, проверим условие:
(3.1.6)
Условие выполнено.
Проверка секционного выключателя по электродинамической стойкости.
Условие выбора выключателя по электродинамической стойкости определяет возможность выключателя выдержать ударный ток. Ударный ток возникает в момент появления тока короткого замыкания. Но в отличии от термического воздействия тока короткого замыкания, он действует механически, и следовательно может привести к механическим повреждениям частей выключателей.
Для проверки выключателя по электродинамической стойкости необходимо знать численное значение ударного тока, которое определяется по формуле [1]:
(3.1.7)
где 
– трехфазный ток короткого замыкания, кА, согласно исходным данным равен 4,543 кА; 
– ударный коэффициент.
В тех случаях, когда 
[1], ударный коэффициент допускается рассчитывать по формуле:
(3.1.8)
где 
– постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, равна 0,05.
Производим расчет:
.
Зная ударный коэффициент и ток короткого замыкания можно найти значение ударного тока:
.
После нахождения ударного тока, можно перейти к условию проверки выключателя по электродинамической стойкости. Условие заключается в следующем: амплитудное значение предельного сквозного тока короткого замыкания, должно быть численно больше, либо равно, значению ударного тока.
, (3.1.9)
где 
– ударный ток, кА; 
– амплитудное значение предельного сквозного тока короткого замыкания.
Амплитудное значение предельного сквозного тока короткого замыкания числено равно 102 кА, значение берется из таблицы № 3.1.
Переходим к проверке условия:
Условие выполнено.
Проверка секционного выключателя по термической стойкости.
Условие выбора выключателя по термической стойкости определяет возможность включателя выдержать тепловой импульс, в течение трех секунд. Под тепловым импульсом понимается количества тепла, который выделится в выключателе за время действия тока короткого замыкания.
Тепловой импульс тока короткого замыкания определим по формуле [1]:
(3.1.10)
где 
– периодическая составляющая трёхфазного тока КЗ; 
– время протекания тока короткого замыкания, которое определяется временем срабатывания основной защиты, равным четырем секундам, а так же полным временем отключением выключателя, равным 55 миллисекунд; – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, равная 0,05 с.
Следовательно, тепловой импульс тока:
.
Определив значение теплового импульса тока, перейдем к проверке по условию термической стойкости:
, (3.1.11)
где 
– предельный ток термической стойкости, равный 40 кА; 
– время прохождения тока термической стойкости, равное 3 с; 
– тепловой импульс тока короткого замыкания, равный 
.
Зная все необходимые числовые значение, проведем проверку условия:
Условие выполнено.
Проведя проверку данного выключателя на термическую и динамическую стойкость, мы убедились, что он соответствует всем требованиям и подходит для установки в нашем распределительном устройстве 220 кВ.
3.2. Выбор и проверка разъединителей
Разъединителем называется коммутационный аппарат, предназначающийся для коммутации электрической цепи без тока или с незначительным током, который для обеспечения безопасности имеет в отключённом положении изоляционный промежуток [2].
Разъединитель выберем от того же производителя «Энергомаш (Екатеринбург) – Уралэлектротяжмаш», следующего типа РПД-УЭТМ-220.
Ниже приведен список основных технических данных.
Таблица №3.2 Основные технические данные разъединителя РПД-220
| Наименование параметра | Значение параметра |
| Номинальное напряжение, кВ | 220 |
| Наибольшее рабочее напряжение, кВ | 252 |
| Номинальный ток, А, не менее | 1250 |
| Ток термической стойкости, кА | 25 |
| Наибольший пик сквозного тока, кА | 64 |
| Время протекания тока термической стойкости, с | 3 |
Выбор и проверка разъединителей производится аналогично выбору и проверки выключателей, но без проверки по отключающей способности. Так как разъединитель не предназначен для коммутации токов имеющих высокие значения.
Выбор разъединителей по напряжению.
Условие выбора разъединителя по напряжению определяет возможность изоляции выдержать номинальные значения напряжения, а так же допустимые повышения напряжения. Но в отличии от выключателя, в роли диэлектрической среды выступает воздушный промежуток.
Условие заключается в следующем: номинальное напряжение должно быть больше, либо равно, напряжению рабочему.
, (3.2.1)
где – номинальное напряжение, кВ; – рабочее напряжение распределительной сети, кВ.
Рабочее напряжение распределительной сети равно 220 кВ, а номинальное напряжение разъединителя равно так же 220 кВ, следовательно, проверяем условие:
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
