Проверка электрических аппаратов на электродинамическую стойкость при коротких замыканиях

Электродинамическая стойкость электрических аппаратов в зависимости от типа и конструкции характеризуется их предельными сквозными токами i _пр.скв и I _пр.скв и номинальными токами электродинамической стойкости i _дин и I _дин или кратностью тока электродинамической стойкости .

Электродинамическая стойкость электрического аппарата обеспечена, если выполняются условия:

(7.54) или , где I _п0 - начальное значение периодической составляющей расчетного тока КЗ;

i _уд - ударный ток КЗ.

21. Проверка оборудования подстанций и кабелей на термическую стойкость к токам короткого замыкания.

Для проверки проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость при КЗ предварительно должны быть выбраны не только исходная расчетная схема и расчетная точка КЗ, но и расчетный вид КЗ и расчетная продолжительность КЗ.

Расчетным видом КЗ при проверке проводников и электрических аппаратов электроустановок напряжением 110 кВ и выше является трех- или однофазное КЗ, в электроустановках свыше 1 кВ вплоть до 35 кВ - трехфазное КЗ, а в электроустановках генераторного напряжения электростанций – трехфазное или двухфазное КЗ, в зависимости от того, какое из них приводит к большему термическому воздействию.

Расчетную продолжительность КЗ при проверке проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость при КЗ следует определять сложением времени действия основной релейной защиты, в зону действия которой входят проверяемые проводники и аппараты, и полного времени отключения ближайшего к месту КЗ выключателя, а при проверке кабелей на невозгораемость - сложением времени действия резервной релейной защиты и полного времени отключения соответствующего выключателя.

При наличии устройства автоматического повторного включения (АПВ) следует учитывать суммарное термическое действие тока КЗ.

Проверка проводников на термическую стойкость при КЗ заключается в определении их температуры нагрева к моменту отключения КЗ и сравнении этой температуры с предельно допустимой температурой нагрева при КЗ. Проводник удовлетворяет условию термической стойкости, если температура нагрева проводника к моменту отключения КЗ J_к не превышает предельно допустимую температуру нагрева соответствующего проводника при КЗ J_к.доп, т.е. если выполняется условие: J_к £ J_к.доп. (8.17)

Допускается проверку проводников на термическую стойкость при КЗ производить также путем сравнения термически эквивалентной плотности тока КЗ J _тер.эк с допустимой в течение расчетной продолжительности КЗ плотностью тока J _{тер.доп}. Проводник удовлетворяет условию термической стой-кости при КЗ, если выполняется соотношение J _тер.эк £ J _{тер.доп}. (8.18)

Определение температуры нагрева проводников к моменту отключения КЗ следует производить с использованием кривых зависимости температуры нагрева проводников J от величины А _J, являющейся функцией удельной теплоемкости материала проводника, его удельного сопротивления и температуры нагрева. Такие кривые для жестких шин, кабелей и проводов некоторых марок приведены в справочниках.

Если при выборе сечения проводника определяющим условием является его термическая стойкость при КЗ, то следует выбрать минимальное сечение проводника, при котором его температура нагрева к моменту отключения КЗ оказывается меньше предельно допустимой температуры или равной ей. С этой целью необходимо, исходя из расчетных условий КЗ, определить значение интеграла Джоуля, а исходя из материала проводника, выбрать необходимую кривую и по ней найти значения величины А _J, соответствующие начальной и предельно допустимой температурам, т.е. А _Jн и А _Jк.доп. Искомое минимально возможное сечение проводника

(8.20)

Используя затем шкалу стандартных сечений проводов шин или жил кабелей, следует выбрать сечение проводника, удовлетворяющее условию

S ³ S _{тер min}.

В тех случаях, когда нагрузка проводника до КЗ близка к продолжительно допустимой, минимальное сечение проводника, отвечающее условию терми-ческой стойкости при КЗ, следует определять по формуле

, (8.21)

где ; - значение функции А _J при продолжительно допустимой температуре проводника J_ном.

Значения параметра С _т приведены в справочной литературе.

Если проверка проводника на термическую стойкость при КЗ производится путем сравнения термически эквивалентной плотности тока J _тер.эк с допустимой в течение расчетного времени КЗ плотностью тока J _{тер.доп}, то следует предварительно определить значения этих величин, используя формулы

; (8.22)

, (8.23)

где S - площадь поперечного сечения проводника; I _{тер.доп1} - односекундный ток термической стойкости (допустимый односекундный ток К3), указывае-мый в нормативных документах.

Термическая стойкость проводника при КЗ обеспечивается, если выполняется условие (8.18).

В тех случаях, когда нагрузка проводника до КЗ близка к продолжительно допустимой, проверку этого проводника на термическую стойкость при КЗ допускается производить, используя соотношение:

. (8.24)