ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

1.3.3 ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Трансформаторные подстанции подключаются к сборным шинам 10 кВ РП с вакуумными выключателями, установленными в ячейках серии КРУ.

Все апараты выбираются по следующим условиям:

·  по напряжению – U_ном. ³ U_сети.

·  по номинальному току – I_ном. > I_расч.;

Где U_сети = 10 кВ.

S_р.

I_р. = —————

√ 3 * U_сети.

Выбираем оборудование РП 10 кВ.

Выбираем к установке вакуумные выключатели. Основные достоинства вакуумных выключателей, определяющие их широкое применение:

 1 Высокая износостойкость при коммутации номинальных токов и номинальных токов отключения. Число отключений номинальных токов вакуумным выключателем (ВВ) без замены ВДК составляет 10-20 тыс., число отключений номинального тока отключения – 20-200, что в 10-20 раз превышает соответствующие параметры маломасляных выключателей.

2 Резкое снижение эксплуатационных затрат по сравнению с маломасляными выключателями. Обслуживание ВВ сводится к смазке механизма привода, проверке износа контактов по меткам один раз в пять лет или через 5-10 тысяч циклов «включений – отключений».

3 Полная взрыво- и пожаробезопасность и возможность работать в агрессивных средах.

4 Широкий диапазон температур окружающей среды, в котором возможна работа ВДК.

5 Повышенная устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам в следствие малой массы и компактной конструкцией аппарата.

6 Произвольное рабочее положение и малые габариты, что позволяет создавать различные компоновки распределительных устройств, в том числе и шкафы с несколькими выключателями при двух-трехярусном их расположении.

7 Бесшумность, чистота, удобство обслуживания, обусловленные малым выделением энергии в дуге и отсутствием выброса масла, газов при отключении токов КЗ.

9 Отсутствие загрязнения окружающей среды.

10 Высокая надежность и безопасность эксплуатации, сокращение времени на монтаж.

К недостаткам ВВ следует отнести повышенный уровень коммутационных перенапряжений, что в ряде случаев вызывает необходимость принятия специальных мер по защите оборудования [ 10 ].

Основные технические характеристики ваккуумных выключателей сводим в таблицу 1.12.

Таблица 1.12.

Выбор ваккуумных выключателей

Выбираем оборудование трансформаторных подстанций ТП 10/0,4 кВ на стороне высокого напряжения.

·   Выбор выключателей нагрузки.(QW)

Выключатель нагрузки является промежуточным аппаратом между выключателем и разъеденителем. Он не расчитан на отключение тока КЗ, но может включать и отключать рабочие токи линий, трансформаторов и других электроприёмников. Основные технические характеристики сводим в таблицу 1.13.

Таблица 1.13.

Выбор выключателей нагрузки. (QW)

·  Выбирам разъеденители (QS):

В данной схеме разъеденители используются для переключений присоединений РУ с одной системы сборных шин на другую без перерыва тока и для отключения и включения ненагруженных трансформаторов. Разъеденители выбирают по мощности ТП; данные сводим в таблицу 1.9.

Таблица 1.14.

Выбор разъеденителей (QS)

·  Предохранители:

Плавкий предохранитель представляет собой однополюсный коммутационный аппарат, предназначенный для защиты электрических цепей от сверхтоков; действие его основанно на плавлении током металлической вставки небольшого сечения и гашении образовавшейся дуги. Ценными свойствами плавких предохранителей являются:

1.  простота устройства и, следовательно, низкая себестоимость;

2.  исключительно быстрое отключение цепи при К.З.;

3.  способность предохранителей некоторых типов ограничивать ток К.З. [9 ].

Предохранители ПК, заполненные чистым кварцевым паском, применяются на закрытых подстанциях напряжением 6 – 10 кВ малой и средней мощностей и на маломощных ответвлениях на крупных подстанциях. Предохранители ПК являются токоограничивающими, так как при больших токах КЗ отключаются до достижения амплитудного значения тока К.З. [10].

Основные технические характеристики предохранителей сводим в таблицу 1.15.

Таблица 1.15.

Выбор предохранителей (FU)

1.4 ПРОВЕРКА ОБОРУДОВАНИЯ НА ДЕЙСТВИЕ ТОКОВ К.З.

В качестве исходной информации задано установившееся значение 3-х фазного К.З. на шинах 10,5 кВ РП.

I_к.з. = 10 кА.

В рассматриваемой схеме на действие токов К.З. должны быть проверены :

·  вакуумные выключатели, выключатели нагрузки, разъеденители;

·  кабель (на термическое действие).

1. Условием проверки аппаратов на электродинамическую устойчивость токам К.З. является:

i_уд. £ i_дин. = I_скв.

I_уд. = √2 * К_у. * I_к.з. (1.14.)

где: i_уд. – ударный ток К.З.;

К_у. – ударный коэффициент. К_у. =1,8;

2. Условием проверки на термическую стойкость токам К.З. является :

где: t_{тер. стой.} – время термической стойкости по справочнику, кА²*с.

I_{тер. стой.} – ток термической стойкости по справочнику, А,

I_к.з. – ток короткого замыкания, I_к.з. = 10 кА,

t_пр - приведённое время действия 3-х фазного К.З., оно определяется временем срабатывания защиты и собственным временем отключения аппарата. t_пр. = t_с.з. + t_откл.,

где: t_с.з. – время действия основной защиты от К.З. (0,02…..0,05 с.)

t_откл. – время отключения выключателя (интервал времени от момента подачи релейной защитой импульса на катушку отключения до полного расхождения контактов), равно = 0,055 с.

t_пр. = 0,02 + 0,055 = 0,075 с

Проверка вакуумных выключателей.

Проверка вакуумных выключателей на электродинамическую устойчивость токам К.З.

I_к.з. = 6 кА

i_уд. = √2 * 1,8 * 10 = 25,45кА

Ток динамической стойкости равен 52 кА для выключателя (амплитудное значение предельного сквозного тока). Следовательно, выбранные ваккумные выключатели обладают динамической стойкостью.

Проверка вакуумных выключателей на термическую устойчивость токам К.З.

I_к.з.² * t_пр. = 102 * 0,075 = 7,5кА

Заводом изготовителем на данный выключатель задан предельный ток термической стойкости 20 кА и допустимое время его действия 3 с.

I_{терм. стой.}² * t_{терм. стой.} = 202 * 3 = 1200 кА

7,5< 1200

Следовательно, выключатель обладает термической стойкостью.

Проверка выбранных аппаратов на подстанциях.

Проверку выбрaнных аппаратов на трансформаторных подстанциях будем производить на примере ТП – 1. Проверка аппаратов на других подстанциях аналогична, результаты проверок занесём в таблицу 1.16. Переходными сопротивлениями контактов аппаратов пренебрегаем, а сопротивление системы и сопротивления кабелей учитываем.

Находим сопротивление системы (X_с).

U_c.

X_с. =  (1.16.)

 √ 3 * I_к.з.

10

 X_с. = = 1,73Ом.

√ 3 * 10

Определим активное и индуктивное сопротивление кабеля линии 1.1.

R_каб. = R_{уд. к.} * L_каб. (1.17.)

R_каб. = 0,329* 0,3 = 0,0987Ом

X_каб. = X_{уд. к.} * L_каб. (1.18.)

X_каб. = 0,083* 0,3 = 0,0249 Ом

Определяем полное сопротивление участка сети.

X_уч. = X_с. + X_каб. (1.19.)

X_уч. = 1,73+ 0,0249 = 1,7549 Ом

Z_уч. = √ R_уч.² + X_уч.² (1.20.)

Z_уч. = √ 0,0987² + 1,7549 ² = 1,7576Ом

Определяем ток К.З. на подстанции № 1.

U_с.

I_{к.з.П/С №1.} =  (1.21.)

√ 3 * Z

10

I_{к.з.П/С №1.} = = 3,28кА

√ 3 * 1,7576

Проверяем на электродинамическую устойчивость, определяем ударный ток на подстанции №1.

i_уд. = √2 * 1,8* 3,28= 8,35кА

У всех выбранных aппаратов на ТП – 1 ток динамической стойкости выше расчетного тока, значит все аппараты удовлетворяют требованиям проверки на электродинамическую устойчивость.

Проверяем аппараты ТП - 1 на термическую устойчивость токам К.З.

I_к.з.² * t_пр. = 3,28² * 0,075 = 3,28кА

Заводом изготовителем на выключатель нагрузки задан предельный ток термической стойкости 10 кА и допустимое время его действия 1 с.

I_{терм. стой.}² * t_{терм. стой.} = 10² * 1 = 100 кА

3,28< 100

Следовательно, выключатель нагрузки обладает термической стойкостью.

Заводом изготовителем на разъеденитель задан предельный ток термической стойкости 16 кА и допустимое время его действия 4 с.

I_{терм. стой.}² * t_{терм. стой.} = 10² * 4 = 400 кА

3,28 < 400

Следовательно, разъеденитель обладает термической стойкостью.

Таблица 1.16.

Проверка аппаратов на действие токов К.З.

Проверка кабеля на термическую стойкость.

Проверку кабелей на термическую стойкость будем производить на примере линии 1.2., остальные расчеты аналогичны. Результаты проверки занесём в таблицу 1.17.

Для проверки кабеля рассчитывается термически стойкое сечение,

S_{т. стой.}, мм²

S_{т. стой.} = α * I_к.з. * √ t_пр. (1.22.)

Где: α – расчетный коэффициент, определяемый ограничением допустимой температуры нагрева жилы кабеля: α = 7 для медных жил, α = 12 для алюминиевых жил;

I_к.з. – установивщийся ток К.З. на ТП-1;

t_пр. – приведённое время срабатывания защиты, t_пр. = 0,075 с.

S_{т. стой.} = 12 * 3,28* √ 0,075 = 10,78мм²

Сечение выбранного кабеля проходит по уcловию термической стойкости, принимаем к прокладке выбранный кабель ААБ (3 * 16).

S_каб. = 16 мм² > S_{т. стой.} = 10,78 мм²

Таблица 1.17.

Проверка кабеля на действие токов к.з.

Похожие работы

Разработка системы электроснабжения механического цеха

Скачать

124039

16

9

... , то установка на подстанции компенсирующих устройств экономически оправдана. 3.9 Основные технико-экономические показатели системы электроснабжения механического цеха Основные технико-экономические показатели системы электроснабжения цеха приводятся в таблице 3.8. Таблица 3.8 – Основные технико-экономические показатели Показатель Количественное значение Численность промышленно- ...

Проектирование 9-этажного дома

Скачать

167805

28

9

... с учетом существующего рельефа местности, что обеспечивает отвод поверхностных вод от проектируемого жилого дома и соседних с ним по лоткам автодорог. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ Расчет и конструирование многопустотной панели перекрытия Исходные данные на проектирования Требуется рассчитать и законструировать сборную железобетонную конструкцию междуэтажного перекрытия жилого здания ...

Приёмники электрической энергии промышленных предприятий

Скачать

69501

3

0

... потерь, например при передаче электроэнергии; -  реконструкция устаревшего оборудования; -  повышение уровня использования вторичных ресурсов; -  улучшение структуры производства. Приёмники электрической энергии промышленных предприятий получают питание от системы электроснабжения, которая является составной частью энергетической системы. На ГПП (главной понизительной подстанции) напряжение ...

Совершенствование систем электроснабжения подземных потребителей шахт. Расчет схемы электроснабжения ЦПП до участка и выбор фазокомпенсирующих устройств

Скачать

179075

32

127

... (от передвижения источников загрязнения) 1180,48 Всего за год: 211845,25 10. Совершенствование системы электроснабжения подземных потребителей шахты Расчет схемы электроснабжения ЦПП до участка и выбор фазокомпенсирующих устройств Основными задачами эксплуатации современных систем электроснабжения горных предприятий являются правильное определение электриче­ ...