Выбор основного высоковольтного электрооборудования

Расшифровка обозначений:

U_уст - напряжение электрической установки, кВ;

U_н - номинальное напряжение выбранного аппарата, кВ;

U_ср - среднее номинальное напряжение ступени КЗ, кВ;

U_доп - наибольшее допустимое напряжение на ОПН (действующее значение), кВ;

Ι _норм - наибольший расчётный ток нормального режима электроустановки, А;

Ι _макс - наибольший расчётный ток ремонтного или послеаварийного режима, А;

Ι _н - номинальный ток выбранного аппарата, А;

Ι _п.о - начальное значение периодической составляющей тока трёхфазного КЗ, кА;

Ι _отк - предельно отключаемый ток, кА;

Ι _отк.н - отключаемый номинальный ток, кА;

S_отк.н - номинальная мощность отключения выключателя, МВА;

І_пр.с, i_дин - амплитудное значение предельного сквозного тока КЗ (ток электродинамической стойкости) по каталогу, кА;

i_у - ударный ток КЗ по расчёту, кА;

i_пр.с, i_дин - амплитудное значение предельного сквозного тока КЗ (ток электродинамической стойкости) по каталогу, кА;

I_пр.с, I_дин - действующее значение предельного сквозного тока КЗ (ток электродинамической стойкости) по каталогу, кА;

К_эд - кратность электродинамической стойкости, кА;

Ι _тер - предельный ток термической стойкости, кА;

t_тер - длительность протекания предельного тока термической стойкости по каталогу, с;

В_к - импульс квадратичного тока КЗ (тепловой импульс) по расчёту, кА².с;

t_омк - время отключения выключателя (время действия тока КЗ), с;

t_отк = t_р.з + t_отк.в,

где t_р.з - время действия основной релейной защиты данной цепи с учётом действия АПВ, с;

t_отк.в - полное время отключения выключателя (интервал времени от подачи команды на отключении до момента погасания дуги во всех полюсах), с;

Т_а - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ рассматриваемой цепи, с;

Т_а = = = ,

где Х_рез, R_рез - результирующее индуктивное и активное сопротивление цепи КЗ, Ом;

Ι _п.τ - периодическая составляющая тока КЗ в момент времени ч, кА;

τ - наименьшее время от начала КЗ до момента расхождения дугогасительных контактов выключателя (расчётное время, для которого требуется определить токи КЗ), с;

τ = t_з.мин + t_с.в.отк,

где t_з.мин - минимальное время действия защиты (t_з.мин = 0, 01с);

t_с.в.отк - собственное время отключения выключателя, с (интервал времени от момента подачи команды на отключение до момента прекращения соприкосновения дугогосительных контактов; для современных выключателей оно не превышает 0, 2 с);

i_а.τ - апериодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов τ, кА;

i_а.н - номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в отключаемой токе для времени τ, кА;

β _н - нормированное значение содержания апериодической составляющей в отключаемом токе, % (определяется по каталогу или по кривой В_н = f(τ); если τ > 0, 09 с, то принимают β _н = 0);

Ι _1н - номинальный первичный ток (ТТ), А;

S₂ - вторичная нагрузка трансформатора тока (ТТ), ВА;

S_2н - нагрузка измерительной обмотки ТТ, ВА;

S_2Σ - нагрузка всех измерительных приборов и реле, присоединённых к трансформатору напряжение, ВА

Расчётные и каталожные данные выбранного электрооборудования приведены в таблицах.

Таблица 4 Выбор ограничителей перенапряжения на 35 кВ в цепи ОРУ-35 кВ

Расшифровка условного обозначения:

ОПН - ограничитель перенапряжения нелинейный;

Т - тип ограничителя;

ТЕL - наименование серии;

35 - напряжение сети, кВ

38, 5 - длительно допустимое рабочее напряжение, кВ;

УХЛ1- климатическое исполнение и категория размещения.

Таблица 5 Выбор ограничителей перенапряжения на 6 кВ в цепи трансформатора напряжения и ТСН

Расшифровка:

ОПН - ограничитель перенапряжения нелинейный;

Т - тип ограничителя;

ТЕL - наименование серии;

10 - напряжение сети, кВ;

10, 5 - длительно допустимое рабочее напряжение, кВ;

УХЛ1 - климатическое исполнение и категория размещения.

Таблица 6 Выбор разъединителей на 35 кВ в цепи ОРУ-35 кВ

Условия для выбора	Расчётные величины	Тип и каталожные данные аппарата
тип: РДЗ-2(1)/35-1000 УХЛ1
По напряжению: Uуст ≤ Uн	Uуст = 35 кВ	Uн = 35 кВ
По току: Ι норм ≤ Ι н Ι норм ≤ Ι н	Ι норм = 104, 05 А Ι макс = 132, 1 А	Ι н = 1000 А
По электродинамической стойкости: iу ≤ iпр.с Ι п.о ≤ Ι пр.с	iмакс = iу = 6, 1 кА = Ι п.о = 3, 1 кА	iпр.с = 63 кА
По термической стойкости: Вк ≤ ·tтер	tотк = tр.з + tотк.в, с tотк = 2 + 0, 065 = 2, 065 с Та = , с Та = = 0, 01 с Вк = (tотк + Та), кА2 · с Вк = 3, 12(2, 065 + 0, 01) = = 19, 9 кА2.с ·tтер =252 · 4=2500 кА2∙ с	Ι тер = 25 кА tтер = 4 с
По конструкции, роду установки. Привод		ПР-2УХЛ1

Расшифровка:

Р - разъединитель;

Д – двухколонковый;

З - с заземляющим ножом;

2(1) - количество заземляющих ножей;

35 - номинальное напряжение, кВ;

1000 - номинальный ток, А;

УХЛ1 - климатическое исполнение и категория размещения.

Таблица 7 Выбор предохранителей на 6 кВ в цепи ТСН и ТН

Условия для выбора	Расчётные величины	Тип и каталожные данные аппарата
тип: ПКТ 101-10-6-12, 5УЗ
По напряжению: Uуст ≤ Uн	Uуст = 6 кВ	Uн = 10 кВ
По току: Ι норм ≤ Ι н	Ι норм = 5, 8	Ι н = Ι п.в = 6 А
По отключающей способности: Ι п.о ≤ Ι отк	Ι п.о = = 3, 282 кА	Ι отк = 12, 5 А
По условию защиты и селективности	Номинальный ток плавкой вставки предохранителя выбирается по условиям защиты, а также по условиям селективности

Расшифровка:

П - предохранитель;

К - с кварцевым наполнителем;

Т - для трансформаторов;

1 - однополюсный;

01 - конструктивное исполнение контакта;

6 - номинальный ток плавкой вставки, А;

12, 5 - номинальный ток отключения, кА;

УЗ - климатическое исполнение и категория размещения.

Таблица 8 Выбор трансформатора тока (ТТ) в цепи КРУН-6 кВ

Условия для выбора	Расчётные величины	Тип и каталожные данные аппарата
тип: ТЛМ-10УЗ
По напряжению: Uуст ≤ Uн	Uуст = 6 кВ	Uн = 10 кВ
По току: Ι норм ≤ Ι 1м Ι мак ≤ Ι 1м	Ι норм = 364, 2 А Ι мак = 462, 4 А	Ι 1н = 600 А
По электродинамической стойкости: iу ≤ iдин	iу = iук2макс = 8, 1 кА	iдин = 100 кА
По термической стойкости: Вк ≤ · tтер	tотк = tр.з + tотк.в, с tотк = 1, 5 + 0, 025 = 1, 525 с Та = , с Та = = 0, 037 с Вк = (tотк + Tа), кА2∙ с Вк = 3, 22(1, 525 + 0, 037) = = 16 кА2 ∙ с · tтер = 232 · 3 = 1587 кА2 ∙ с	Ι тер = 23 кА tтер = 3 с
По вторичной нагрузке: S2 ≤ S2н	S2 = 5 ВА	S2н = 10 ВА
По конструкции и классу точности		0, 5/10 Р

Расшифровка:

Т - трансформатор тока;

Л - с литой изоляцией;

М - модернизированный;

10 - номинальное напряжение;

УЗ - климатическое исполнение и категория размещения;

0, 5 - класс точности (ТТ) к которому присоединён счётчик коммерческого

учёта;

10Р - класс точности для релейной защиты.

Таблица 9 Выбор трансформатора напряжения на 6 кВ в цепи КРУН-6 кВ

где S_н - номинальная мощность в выбранном классе точности. При этом следует иметь в виду, что для однофазных трансформаторов, соединённых в звезду следует взять суммарную мощность всех трёх фаз, а для соединённых по схеме открытого треугольника - удвоенную мощность одного трансформатора;

S_2Σ - нагрузка всех измерительных приборов и реле, присоединённых к трансформатору напряжения, ВА.

Для упрощения расчётов нагрузку приборов можно не разделять по фазам, тогда:

S_2Σ = .

ТН, к которым присоединяются счётчики коммерческого учёта должны иметь класс точности 0, 5.

Если вторичная нагрузка превышает номинальную мощность в выбранном

классе точности, то устанавливают второй трансформатор напряжения и часть

приборов присоединяют к нему.

Сечение проводов в цепях трансформаторов напряжения определяется по

допустимой потере напряжения. Согласно ПУЭ потеря от трансформаторов

напряжения до расчётных счётчиков должны быть не более 0, 5%, а до щитовых измерительных приборов - не более 1, 5% при нормальной нагрузке.

Для упрощения расчётов можно принимать сечения проводов по условию механической прочности 1, 5 мм² для медных жил и 2, 5 мм² для алюминиевых жил.

Расшифровка:

Н - трансформатор напряжения;

А - антирезонансный;

М - масляный;

И - измерительный;

10 - номинальное напряжение, кВ;

95 - год разработки;

УХЛ2 - климатическое исполнение и категория размещения.

Таблица 10 Выбор трансформаторов напряжения (ТН) на 35 кВ в цепи ОРУ

Расшифровка:

3 - количество ТН;

Н - трансформатор напряжения;

О - однофазный;

М - масляный;

35 - номинальное напряжение, кВ;

66 - год разработки;

У1 - климатическое исполнение и категория размещения.

Таблица 11 Выбор выключателей на 6 кВ в цепи КРУН-6 кВ

Условия для выбора	Расчётные вычисления	Тип и каталожные данные аппарата
тип: ВВ/ТЕL-10-12, 5/630У2
По напряжению: Uуст ≤ Uн	Uуст = 6 кВ	Uн = 10 кВ
По длительному току: Ι норм ≤ Ι н Ι макс ≤ Ι н	Ι норм = 364, 2 А Ι мак = 464, 4 А	Ι н = 630 А
По отключающей способности: Ι п.τ ≤ Ι отк.н	Ι п.о = = 3, 2 кА β н = f(τ) = 40 %	Ι отк.н = 12, 5 β н = 40 %
По включающей способности: iу ≤ iвкл Ι п.о≤ Ι вкл	iу = iук2мак = 8, 1 кА Ι п.о = = 3, 2 кА	iвкл = 32 кА Ι вкл = 16 кА
По электродинамической стойкости: Ι п.о ≤ Ι дин iу ≤ iдин	Ι п.о = = 3, 2 кА iу = iук2макс = 8, 1 кА	Ι дин = 16 кА iдин = 32 кА

Продолжение таблицы 11

По термической стойкости: Bк ≤ · tтер

tотк = tр.з + tотк.в, tотк = 1, 5 + 0, 025 = 1, 525 Tа = , с Та = = 0, 037 с Вк = · (tотк + Tа), кА2 ∙ с Вк = 3, 22(1, 525 + 0, 037) = = 16 кА2 ∙ с · tтер = 202 · 3 = 1200 кА2 ∙ с

Ι тер = 20 кА tтер = 3 с tотк.в = 0, 025 с

Расшифровка:

ВВ- выключатель вакуумный;

ТЕL- наименование серии;

10- номинальное напряжение, кВ;

12, 5- номинальный ток отключения, кА;

630- номинальный ток, А;

У2- климатическое исполнение и категория размещения.

Таблица 12 Выбор выключателей на 35 кВ в цепи ОРУ

Продолжение таблицы 12

По отключающей способности: Ι п.τ ≤ Ι отк.н	Ι п.τ = Ι п.о = =3, 1 кА	Ι отк.н = 12, 5 кА
По включающей пособности: iу ≤ iвкл Ι п.о ≤ Ι вкл	iу = iук1мак = 6, 1 кА Ι п.о = =3, 1 кА	iвкл = 35 кА Ι вкл = 12, 5 кА
По электродинамической стойкости: Ι п.о ≤ Ι дин iу ≤ iдин	Ι п.о = =3, 1 кА iу = iук1мак = 6, 1 кА	Ι дин = 12, 5 кА iдин = 35 кА
По термической стойкости: Bк ≤ Ι тер2 · tтер	tотк = tр.з+ tотк.в, с tотк = 2 + 0, 065 = 2, 065 с Tа = , с Та = = 0, 01 с Вк = (tотк+Tа), кА2 ∙ с Вк = 3, 12(2, 065 + 0, 01) = =19, 9 кА2 ∙ с · tтер = 12, 52 ·3 = 469 кА2 ∙ с	Ι тер = 12, 5 кА tтер = 3 с tотк.в = 0, 065 с

Расшифровка:

В - выключатель;

Г - элегазовый;

Б – баковый

Э - условное обозначение типа привода;

35 - номинальное напряжение, кВ;

12, 5 - номинальный ток отключения, кА;

630 - номинальный ток, А;

УХЛ1 - климатическое исполнение и категория размещения.