Перевірка електрообладнання на дію струмів к.з

2.6 Перевірка електрообладнання на дію струмів к.з

 

При протіканні струмів к.з. по струмопровідних частинах і ел. апаратах виникає ел. динамічна і термічна дія струмів к.з. Внаслідок цього струмопровідні частини перегріваються або механічно руйнуються. Тому після вибору апаратів і струмопровідних частин по розрахункових параметрах їх необхідно перевіряти на ел. динамічну і термічну дію струмів к.з. Для забезпечення надійної безаварійної роботи необхідно, щоб розрахункові величини були менші за допустимі, які вказуються в довідниках і гарантуються підприємствами, що виготовляють дані апарати.

Вибір високовольтних запобіжників.

Запобіжники вибираються по: U_ном, І_ном по конструктивному виконанню і перевіряються по граничному вимикаючому струму і потужності (І_вим; S_вим). Умова стійкості до струмів к.з. виконується, якщо:

І_вим ≥ І_к.з S_вим ≥ S_к.з

Вибір високовольтних вимикачів.

Вимикачі вибираються по: U_ном, І_ном, за конструктивним виконанням, місцем встановлення, вимикаючому струму і потужності (І_вим, S_вим).

Умова стійкості до струмів к.з. виконується, якщо:

І_вим > І_к.з. S_вим > S_к.з.

Вимикачі перевіряються на термічну стійкість. При цьому повинна виконуватись умова:

І_t – струм термічної стійкості, що допускається заводом – виробником протягом t, с – вказується в довідниках.

t_пр – приведений час протікання струму к.з.

Вимикачі також перевіряються на ел. динамічну стійкість. При цьому повинна виконуватись умова:

Я_у < Я_max

де Я _тах = Я _дин – вказується в довідниках.

Вибір роз’єднувачів і відділювачів.

Роз'єднувачі і відділювачі вибирають за U_ном, І_ном і перевіряють електродинамічну і термічну стійкість аналогічно вимикачам.

Роз'єднувачі і відділювачі не призначені для вимикання струмів к.з., тому на вимикаючу здібність не перевіряються.

Вибір короткозамикачів.

Короткозамикачі вибираються за U_ном і перевіряються на електродинамічну і термічну стійкість аналогічно вимикачем.

Вибір вимірювальних трансформаторів струму.

Трансформатори струму вибираються за U_ном, І_ном, навантаженням первинної і вторинної котушок, класу точності і допустимій похибці і перевіряють на термічну і динамічну стійкість до струмів к.з., яка враховується динамічним k_дин термічним k_t коефіцієнтами, що вказуються в довідниках:

Вибір вимірювальних трансформаторів напруги.

Трансформатори напруги вибирають за їх номінальними параметрами (U_ном, I_ном), конструктивному виконанню, класу точності, а також потужності вторинної обмотки:

Де РS = S_пр · сов j – сумарна активна потужність, що споживається котушками приладів, Вт

QS = Р_пр · t_g ц – реактивна потужність, вар

S_ном – номінальна потужність трансформатора напруги.

Вибір і перевірка збірних шин

Поперечний переріз збірних шин вибирається в довідниках по величині розрахункового струму. Вибрані шини перевіряються на ел. динамічну і термічну дію струмів к.з.

де у – вказується в довідниках для даного матеріалу.

S_роз – вибирається в довідниках.

Вибір і перевірка кабельних ліній

Кабелі як і шини вибирають за U_ном і І_ном і перевіряють на термічну стійкість при струмах к.з.

S _min – мінімальний переріз провідника за умовою термічної стійкості.

Вибір ізоляторів для шин.

Ізолятори вибираються за U_ном, I_ном і перевіряється на 60% механічне навантаження дії струму к.з. При цьому повинна виконуватись умова:

Напруга мережі 10 кВ.

Визначаю розрахунковий номінальний струм:

Вибираю високовольтний вимикач типу ВМП‑10–250–20У3 з приводом ППВ‑10У3 [5] с. 170 т. 2–65:

Табл. 7

Розрахункові дані	Допустимі дані	Умови вибору
Up=10 кВ	Uн=10 кВ	Up≤Uн
Ip=14.4 А	Ін=250 А	Ір≤Ін
Яу=13,2 А	Яmax=52 кА	Яу≤Іmax
Ік.з=5,2 кА	Іот=20 кА	Ік.з≤Іот
		Sк.з≤ Sот

Вибираю роз’єднувач типу РВ‑10/250 з приводом ПР‑10 [21] с. 223 т. 2–61:

Табл. 8

Розрахункові дані	Допустимі дані	Умови вибору
Up=10 кВ	Uн=10 кВ	Up≤Uн
Ip=14.4 А	Ін=250 А	Ір≤Ін
Яу=13,2 кА	Яmax.=60 кА	Яу≤Іmax

Вибираю трансформатори струму типу ТЛМ‑10 з числом вторинних обмоток-2 [5] с. 182 т. 2–79:

Табл. 9

Розрахункові дані	Допустимі дані	Умови вибору
Up=10 кВ	Uн=10 кВ	Up≤Uн
Ip=14.4 А	Ін=100 А	Ір≤Ін
Яу=13,2 кА		Яу≤Іmax

Вибираю трансформатори напруги типу НОМ‑10У4 [5] с. 190 т. 2–85:

Розрахункові дані	Допустимі дані	Умови вибору
Up=10 кВ	Uн=10 кВ	Up≤Uн

Вибираю і перевіряю шини на електродинамічну стійкість до струмів к.з.

При розрахунковому струмі навантаження I_роз=14.4 А, та при ударному струмі 6.04 кА вибираю алюмінієві шини розміром 50Ч5 мм з допустимим струмовим навантаженням 250 А. Шини встановлюють на ізолятори плашмя, відстань між ізоляторами в прольоті l=1300 мм, відстань між фазами а=450 мм з перерізом однієї полоси 250 мм². [2] с. 360. Визначаємо момент опору поперечного перерізу шин, при розташуванні шин плашмя:

Визначаємо розрахункову напругу в металі шин і перевіряємо шини на електродинамічну стійкість:

Оскільки для алюмінієвих шин у_доп=80 мПа, то шини з у_роз=11.59 мПа динамічно стійкі.

Перевіримо шини на термічну стійкість для чого визначимо S_min, користуючись формулою:

[2] с. 245;

t_пр – час вимикання вимикача, що був вибраний;

С = 88 для алюмінієвих шин.

Вибрані шини з поперечним перерізом 250 мм² задовольняють умову термічної стійкості, оскільки:

Виходячи з U_ном=10кВ та І_ном=14.4 А вибираю опорні ізолятори типу ИОР‑10–375 УХЛ‑2 на U_ном=10кВ та І_ном=1000 А з F_руй=3750 Н.

Розрахункове навантаження на опорні ізолятори:

Вибрані ізолятори перевіряємо на 60% механічне навантаження дії струму к.з.

Оскільки F_розр =885,9 Н < 60% F_руй=2250 Н, то вибраний тип ізолятора витримує механічне навантаження дії струму к.з.

Перевіряю вибраний кабель марки АСБ‑10/3/25 на термічну стійкість до струмів к.з. по розрахунковому струму І_р = 14.4 А.

Визначаю мінімальний переріз кабеля:

Де С=85 для алюмінієвих жил

Кабель марки АСБ‑10/3/25 з перерізом 25 мм² задовольняє умову термічної стійкості, оскільки:

S_mіn< S_роз

Кабель термічно стійкий.