Расчет и выбор высоковольтных аппаратов

     FV1 – выбираем ОПН-35 УХЛ1, т.к ограничители перенапряжения более современны чем РВС-35 (разрядник вентильный, стационарный на U=35 кВ)

     

     FV3, FV5 – выбираем ОПН-6 УХЛ1 либо РТВ-6 (разрядник трубчатый винилопластиковый на  U=6 кВ)  

     

 

     

7. Выбор электрооборудования  низкого напряжения распределительного устройства

 

1. Выбор выключателей вводного, секционного и линейного  наиболее загруженной линии

 

1. Выбор трансформаторного  выключателя с низкой стороны – 6 кВ (Q3) по следующим условиям:

     - по номинальному напряжению –  U_уст ≤ U_ном принимаем U_ном = 6 кВ;

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

           Определяем: 
 

     с учётом 30 % перегрузки силового трансформатора.

           Предварительно намечаем к установке в РУ вакуумных  выключателей отечественного производства типа ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3, у этого выключателя I_ном = 630 А; 

     I_утяж≤I_ном 

     500 < 630 (А).

           Привод электромагнитный, собственное время отключения выключателя t_с.в =0,018 с;

     расчётное время  τ  = t_{з. min}+ t_с.в= 0,01+0,018=0,028 с.

           Расчётное значение периодической составляющей тока КЗ:

     I_п,τ= I_п,0 = 2,5 (кА)

           Апериодическая составляющая тока КЗ: 
 

     Где Т_а = 0,01, е = 2,7 - натуральное число

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

      , 

     Где  = 0,48, для τ = 0,028 с.

     Проверяем выключатель на электродинамическую  стойкость: 

           Тепловой импульс, выделяемый током КЗ: 
 

     Здесь  t_отк = t_р.з + t_С.В= 0.1 + 0,35 = 0,45 с

     t_С.В= 0,35 с полное время отключения ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3 (выключатель вакуумный трёхполюсный с электромагнитным приводом) 

Все расчётные  и каталожные данные сводим в таблицу 5.

     Таблица 5.

     

     

           Как видно из таблицы 5. все каталожные данные больше или равны расчетным параметрам. Следовательно, вакуумный выключатель в цепи трансформатора 4 т.кВА  ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3 выбран правильно. 

 

     

2. Выбор секционного  выключателя QB1 по следующим показателям:

     - по номинальному напряжению –  U_уст ≤ U_ном принимаем U_ном = 6 кВ;

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

     Определяем  ток при подключении секции к  трансформатору, мощность подключаемая к секционному выключателю будет  равна загрузке Т1 (Т2) в рабочем режиме, т.е. 0,6 S_{н тр-ра}, поэтому: 
 

     Предварительно  намечаем к установке в РУ-10 вакуумный  выключатель ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3, у этого выключателя I_ном = 630 А,

     I_утяж≤I_ном

     231 < 630 А.

           Привод электромагнитный, собственное время отключения выключателя  t_с.в = 0,018 с

     расчётное время τ = t_з.min+ t_с.в = 0.5 + 0.018 = 0.518 c

     t_з.min = 0,5 с (для секционного выключателя).

           Расчётное значение периодической составляющей тока КЗ:

     I_п,τ= I_п,0 = 2,5 (кА)

     Апериодическая  составляющая тока КЗ: 
 

     Где Т_а = 0,05 с., е=2,7- натуральное число

     Завод-изготовитель гарантирует выключателю апериодическую составляющую в отключаемом токе для времени τ. При τ ≥ 70 мс, β = 0:

     .

     Проверяем выключатель на электродинамическую  стойкость: 

     Тепловой  импульс, выделяемый током КЗ: 

     Здесь  t_отк = t_р.з + t_С,В = 0,5 + 0,35 = 0,85 с

     t_С.В = 0,35 с полное время отключения ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3.

     Вакуумные выключатели типа ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3 предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в промышленных и сетевых установках, в сетях трехфазного переменного тока с изолированной или заземленной через дугогасительный реактор нейтралью частоты 50 и (60 Гц), на номинальное напряжение до 12 кВ. Вакуумный выключатель устанавливаются в КРУ (типа КРУЭ-10, КРУЭП-10, ПП-10-6/630 ХЛ1) экскаваторов, нефтебуровых установок, передвижных электростанций и переключательных пунктов. 

     Все расчётные и каталожные данные сводим в таблицу 6.

     Таблица 6.

     

     

     Секционный  выключатель выбран правильно, расчётные  параметры соответствуют каталожным данным.

 

     

3. Выбор линейного  выключателя наиболее загруженной  линии (Q7) по следующим показателям:

     - по номинальному напряжению –  U_уст ≤ U_ном принимаем U_ном = 6 кВ;

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

     Определяем:

      , 

     Где – задано в варианте курсовой работы. = 4 мВА.

           Предварительно намечаем к установке в РУ-6кВ для наиболее загруженной линии вакуумный выключатель ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3,

     I_утяж≤I_ном

     385 А < 630 А.

           Привод электромагнитный, собственное время отключения выключателя  t_с.в =0,018 с;

     расчётное время τ  = t_{з. min}+ t_с.в= 0,01+0,018=0,028 с,

     t_з.min=0,01 с (так как на кабельных и воздушных линиях устанавливается токовая отсечка).

           Расчётное значение периодической составляющей тока КЗ:

     I_п,τ= I_п,0 = 2,5 (кА)

           Апериодическая составляющая тока КЗ:  
 

           Где Т_а = 0,05 с., е=2,7- натуральное число

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

     , 

     Где  =0,48 для τ = 0,028 с.

          Проверка по отключающей способности производится по полному току КЗ: 

     Проверяем это неравенство: 

     3,74 кА < 26,2 кА  -  условие соблюдается.

     Проверяем выключатель на электродинамическую  стойкость: 
 

     Тепловой  импульс, выделяемый током КЗ: 
 

     Здесь  t_отк = t_р.з + t_С.В= 0,1 + 0,04 = 0,14 с

     t_С.В  = 0,04 с собственное время отключения ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3. 

     Все расчётные и каталожные данные сводим в таблицу 7.

     Таблица 7

     

     

           Из таблицы 7. следует, что линейный выключатель для наиболее загруженной линии выбран правильно, все расчётные данные соответствуют каталожным данным выключателя ВВТЭ-М-6-12,5/630 У3.

           Распределительное устройство принимается из шкафов КРУ  серии К-XII. Разъединители в КРУ встроенные, втычного типа. Завод-изготовитель гарантирует им необходимые параметры для работы с ВВТЭ. Проверка их не производится.

 

     

2. Выбор кабеля для наиболее загруженной линии

 

          Силовые кабели высокого напряжения выбираются:

     - по номинальному напряжению –  U_уст ≤ U_ном .

           Сечение кабеля выбирается из условия экономической плотности  тока, числа кабелей в одном  потоке, траншее, эстакаде и времени  использования максимальной нагрузки Т_max в году по формуле:

     (мм²), где