Расчет и выбор высоковольтных аппаратов

     Ударный ток:

     в точке К-1: 

     в точке К-2: 

     в точке К-3: 
 

     Значения  токов КЗ и ударных токов сводим в таблицу 1.

     Таблица 1.

       

 

     

     5. Общие вопросы выбора электрических аппаратов и проводников 

     Все электрические аппараты, токоведущие  части и изоляторы должны быть выбраны по условиям длительной работы и проверены по условиям короткого  замыкания (КЗ) в соответствии с указаниями «Правил устройства электроустановок» [1] и Руководящих указаний по расчёту  коротких замыканий, выбору и проверке аппаратов и проводников по условиям короткого замыкания [2].

     Выбор аппаратов и проводников проектируемой  установки начинают с определения  по заданной электрической схеме  расчётных условий, а именно: расчётных  рабочих токов присоединений, расчётных  токов короткого замыкания и  т. д.

     Расчётные величины сопоставляют с соответствующими номинальными параметрами аппаратов  и проводников, выбираемых по каталогам  и справочникам.

     При выборе аппаратов необходимо учитывать  род установки (наружная или внутренняя), температуру окружающего воздуха, влажность, загрязнённость помещения, а также габариты, вес, стоимость  аппарата, удобство его размещения в распределительном устройстве.

     Различают следующие напряжения электрических  сетей и присоединённых к ним  источников и приёмников электрической  энергии в установках выше 1000 В:

     номинальное междуфазное напряжение U_ном;

     наибольшее  рабочее напряжение U_max;

     среднее рабочее напряжение U_ср.

     Значение  напряжений выражено в кВ:

     Таблица 2

       

     Изоляция  электрических аппаратов и кабелей  должна соответствовать номинальному напряжению установки U_у, для чего должно быть выполнено условие U_у ≤ U_ном , где

     U_ном – номинальное напряжение аппарата или кабеля. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Выбор электрооборудования  высшего напряжения

 

     6.1. Выбор выключателя 

Выбор выключателя Q2 в цепи силового трансформатора Т1 мощностью           4 мВА с учётом 30 % перегрузки.

     В нормальном рабочем режиме через  выключатель протекает ток 
 

     Определяем  расчётный ток утяжелённого режима: 
 
 

     Расчётным током КЗ является ток на шинах  высшего напряжения в точке  К-1.

     Выключатели распределительных устройств напряжением 35 кВ и выше выбираются обычно однотипными  для всех цепей данного распределительного устройства и проверяются по наиболее тяжёлым условиям КЗ. К установке  принимаем выключатель маломасляный трёхполюсный типа ВМ-35-12,5/630 с собственным временем отключения  t_св = 0,05 с. Привод к выключателю пружинный типа ППК-2300. Расчётное значение периодической составляющей тока КЗ:

     I_пt = I_п0 = 0,72 кА (удалённое КЗ).

     Расчётное время:

     τ = t_з,min+ t_св = 0,01+0,05=0,06 с.

     Апериодическая  составляющая тока КЗ для ветви от энергосистемы:

      ,

     ,

     Где Т_а = 0,02, е = 2,7 - натуральное число.

     Завод-изготовитель гарантирует выключателю апериодическую составляющую в отключаемом токе для времени τ

     , 

     Где = 0,1  для τ = 0,06 с.

     Тепловой  импульс, выделяемый током КЗ:

      ,

     ,

     Где t_отк = t_р.з + t_с.в = 0.1 + 0,08 = 0,18 с ;

     T_а = 0,02 (табл. 2 методические указания);

     t_р.з – время действия основной защиты трансформатора равное 0,1 с;

     t_с.в – полное время отключения ВМ-35-12,5/630, равное 0,08 с. 

     Все расчётные и каталожные данные сводим в таблицу 3.

      Выбираем  по каталогу или справочнику разъединитель типа РНДЗ-2-35/630. 

     Таблица 3.

       

     Как видно из таблицы 3. все каталожные данные больше или равны расчетным параметрам. Следовательно, выключатель ВМ-35-12,5/630 в цепи силового трансформатора выбран правильно. 

 

     

     6.2. Выбор разъединителя 

           Выбор разъединителя  QS4 в цепи трансформатора собственных нужд мощностью S_н = 25 кВА.

           Разъединитель выбирается:

     - по номинальному напряжению –  U_уст ≤ U_ном ;

     - по номинальному длительному  току – I_{раб.утяж}  ≤ I_ном

      ; 

     - по конструкции. Разъединитель QS4 должен быть наружной установки. 

     Предварительно  выбираем РЛНД-1-10/200. Это разъединитель линейный, наружной установки, двухколонковый, с одним заземляющим ножом, на U_н = 10 кВ, I_ном = 200 А (с медными ножами).

           Проверяем по электродинамической  стойкости или по предельному  сквозному току: 

     2,5 кА < 20 кА

      = 2,5 кА

     = 20 кА

     Таким образом, выбранный разъединитель  РЛНД-1-10/200 удовлетворяет расчётным и каталожным данным и принимается к установке. 

     

 

     

     6.3. Выбор трансформатора тока  

     Выбор трансформатора тока ТА1, он устанавливается в ОРУ-35 кВ в цепи силового трансформатора и предназначен для устройств релейной защиты, измерений электрических величин (тока, активной и реактивной мощности, для измерения активной и реактивной энергии).

     Поэтому предусматривается трансформатор  тока на номинальное напряжение 35 кВ в открытых распределительных устройствах (наружной установки) типа ТФМ- 35-II-У1 (трансформатор тока, с фарфоровой покрышкой, для защит). 

     Сравнение расчётных и каталожных данных заносим в таблицу 4.

     Таблица 4.

       

     Таким образом выбираем трансформатор тока в цепи силового трансформатора с высокой стороны ТФМ-35-II-У1 (однофазный масляный трансформатор тока серии ТФМ наружной установки предназначен для питания электрических измерительных приборов и защитных устройств в электросетях переменного тока 35 и 110 кВ, для использования в системах защиты электрооборудования классов напряжения до 500 кВ и выше)

      Проверка трансформатора тока на вторичную  нагрузку S₂≤ S_ном в курсовой работе не производится. 

 

     

     6.4. Выбор трансформатора напряжения TV1 

           Трансформатор напряжения TV1 устанавливается в открытом распределительном устройстве ОРУ-35 кВ, следовательно, TV1 должен быть для наружной установки. Выбираем TV1:

     - по номинальному напряжению –  U_уст ≤ U_ном принимаем U_ном = 35 кВ;

     - по конструкции (наружной установки)  и схеме соединения обмоток.  Принимаем три однофазных трансформатора напряжения типа ЗНОМ-35-65У1, соединённых с первичной стороны в звезду с заземлённой нейтралью;

     - по классу точности кл. 0,5;

     - по вторичной нагрузке - не проверяем, так как в ОРУ-35 кВ первой и второй секциях шин 35 кВ только лишь по одному присоединению (Т1 и Т2).

           Таким образом принимаем к установке TV1 и TV2 трансформаторы напряжения типа ЗНОМ-35-65У1

      = 150 ВА (для класса точности 0,5);

      = 250 ВА (для класса точности 1,0). 

     

     Трансформатор напряжения ЗНОМ-35-65У1 удовлетворяет  условиям выбора и принимается к  установке. 
 
 
 
 

     6.5. Выбор разрядников (ограничителей перенапряжения) 

           Высоковольтные разрядники (ограничители перенапряжения) выбираются:

     - по номинальному напряжению –  U_уст ≤ U_ном ;

     - по конструктивному исполнению (для  закрытых или открытых установок).