Выбор и проверка выключателей

Произведен расчет наибольших рабочих токов для выключателей исходной расчетной схемы представленной на рисунке 1.1. Результаты вычислений занесены в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 - Наибольшие рабочие токи для выключателей

Q5 – выключатель ячейки асинхронного двигателя.

Q6 – выключатель ячейки синхронного двигателя.

Q7 – выключатель ячейки кабельной линии.

I_{РАБ,НАИБ} - наибольший рабочий ток в режиме максимальной нагрузки, А.

Условия выбора выключателя [4], [15, c. 27], [17, c. 111]:

U_HOM ≥ U_{СЕТИ,НОМ};

I_HOM ≥ I_{ПРОД,РАСЧ} = I_{РАБ,НАИБ};

На основании найденных значений I_{РАБ,НАИБ} выберем выключатели:

Q1, Q2 – элегазовый баковый выключатель 110 кВ серии ВЭБ – 110 – 2500 УХЛ1.

Для выключателей Q3.1, Q3.2, Q4.1, Q4.2 - вакуумный выключатель ВВУ-СЭЩ-П-10-31,5/1600.

Для выключателей электродвигателей (Q5, Q6), кабельных линий (Q7) и межсекционных выключателей (QK1, QK2) выбираем - вакуумный выключатель ВВУ-СЭЩ-П-10-20/1000.

Приведем условия проверки выключателей:

I_{ВКЛ,НОРМ} ≥ I_П0;

i _{ВКЛ,НОРМ} ≥ i _УД;

I_ПР,СКВ ≥ I_П0;

i _ПР,СКВ = i _ДИН ≥ i _УД;

при t _К = t _ОТКЛ ≥ t _{ТЕР,НОРМ};

при t_K < t_{ТЕР,НОРМ};

I_ОТКЛ,HOM ≥ I_{П t};

Для установки, у которой допускается выполнение условия

(5.12)

u _В,НОРМ ≥ u _B,

где U_HOM - номинальное напряжение аппарата, кВ;

U_{СЕТИ,НОМ} - номинальное напряжение сети, кВ;

I_HOM - номинальный ток аппарата, А;

I_{ПРОД,РАСЧ} - расчетный ток продолжительного режима, равный большему из расчетных токов, нормального, послеаварийного или ремонтного режимов;

I_{РАБ,НАИБ} - наибольший рабочий ток цепи, равный расчетному току продолжительного режима, А;

I_ПГ,ДОП - допустимый ток перегрузки аппарата, А;

I_{ПГ,РАСЧ} - расчетный ток перегрузки аппарата, А;

I_{ВКЛ,НОРМ} - нормированное действующее значение периодической составляющей тока включения выключателя, кА;

I_П0 - начальное значение периодической составляющей тока КЗ, кА;

i _{ВКЛ,НОРМ} - нормированное мгновенное значение полного тока включения выключателя, кА;

i _УД - ударный ток КЗ, кА;

I_ПР,СКВ - действующее значение периодической составляющей предельного сквозного тока аппарата, допустимого при КЗ, кА;

i _ПР,СКВ - предельный сквозной ток аппарата, допустимый при КЗ, кА;

i _ДИН - нормированный ток электродинамической стойкости аппарата, кА;

I_{ТЕР,НОРМ} - нормированный ток термической стойкости аппарата, А;

t _{ТЕР,НОРМ} - нормированное допустимое время протекания I_{ТЕР,НОРМ}, с;

B_K - интеграл Джоуля для условий КЗ (тепловой импульс тока КЗ), А²×с;

t _К - время КЗ, с;

t _ОТКЛ - время отключения КЗ в цепи, с;

B_TEP - нормированное значение теплового импульса, А²×с;

I_ОТКЛ,HOM - номинальный ток отключения выключателя (действующее значение периодической составляющей тока), кА;

I_{П t} - действующее значение периодической составляющей тока КЗ в цепи в момент t начала расхождения дугогасительных контактов выключателя, кА;

i _a,норм - нормированное значение апериодической составляющей тока отключения, кА;

b_НОРМ - нормированное содержание апериодической составляющей в токе отключения (определяется по рисунку 5.1), %;

i _a,t - расчетное значение апериодической составляющей тока КЗ в цепи в момент t, кА;

i _к,t - расчетное мгновенное значение тока КЗ в момент начала расхождения дугогасительных контактов выключателя t, кА;

u _В,НОРМ - нормированное значение собственного восстанавливающегося напряжения на контактах выключателя при отключении КЗ в цепи, кВ;

u _B - собственное восстанавливающееся напряжение на контактах выключателя при отключении расчетного КЗ в цепи, кВ.

t _ОТКЛ = t_РЗ,ОСН + t_В,ОТКЛ;

t = t_РЗ,ОСН + t_{СВ,ОТКЛ},

где t_РЗ,ОСН - время действия основной защиты, с;

t_В,ОТКЛ - полное время отключения выключателя, с;

t_{СВ,ОТКЛ} - собственное время включения выключателя, с.

Проверим выполнение приведенных выше условий для выключателей Q1, Q2 (ВЭБ – 110 – 2500-УХЛ1). Параметры сравнения занесем в таблицу 5.2.

Таблица 5.2 – проверка выключателя ВЭБ – 110 – 2500-УХЛ1

Условие выбора	Параметры выключателя	Расчетные параметры
IВКЛ,НОРМ ≥ IП0	40 кА	1,238 кА
i ВКЛ,НОРМ ≥ i УД	102 кА	2,09 кА
IПР,СКВ ≥ IП0	40 кА	1,238 кА
i ПР,СКВ = i ДИН ≥ i УД	102 кА	2,09 кА
при
IОТКЛ,HOM ≥ IПt	40 кА	1,177 кА
	22,627 кА	0,185 кА

В учебных расчетах тепловой импульс тока КЗ рекомендуется определить упрощенно по формуле удаленного КЗ.

где

Все условия проверки выключателя выполняются.

Проверим выполнение приведенных выше условий для выключателей Q3.1, Q3.2, Q4.1, Q4.2 (ВВУ-СЭЩ-П-10-20/1600). Параметры сравнения занесем в таблицу 5.1.1.

Таблица 5.3 – проверка выключателя ВВУ-СЭЩ-П-10-20/1600

Условие выбора	Параметры выключателя	Расчетные параметры
IВКЛ,НОРМ ≥ IП0	20 кА	3,46 кА
i ВКЛ,НОРМ ≥ i УД	50 кА	7,57 кА
IПР,СКВ ≥ IП0	20 кА	3,46 кА
i ПР,СКВ = i ДИН ≥ i УД	50 кА	7,57 кА
при
IОТКЛ,HOM ≥ IПt	20 кА	3,46 кА
	11,3 кА	0,033 кА

В учебных расчетах тепловой импульс тока КЗ рекомендуется определить упрощенно по формуле удаленного КЗ.

где

Все условия проверки выключателя выполняются.

Проверим выполнение приведенных выше условий для выключателей Q5, Q6, Q7, QK1, QK2, (ВВУ-СЭЩ-П-10-20/1000). Параметры сравнения занесем в таблицу 5.1.1.

Таблица 5.4 – проверка выключателя ВВУ-СЭЩ-П-10-20/1000

Условие выбора	Параметры выключателя	Расчетные параметры
IВКЛ,НОРМ ≥ IП0	20 кА	3,46 кА
i ВКЛ,НОРМ ≥ i УД	50 кА	7,57 кА
IПР,СКВ ≥ IП0	20 кА	3,46 кА
i ПР,СКВ = i ДИН ≥ i УД	50 кА	7,57 кА
при
IОТКЛ,HOM ≥ IПt	20 кА	3,46 кА
	11,3 кА	0,033 кА

В учебных расчетах тепловой импульс тока КЗ рекомендуется определить упрощенно по формуле удаленного КЗ.

где

Все условия проверки выключателя выполняются.