Выключатель для выбора режим работы

Выбор выключателей при проектировании. Новые тенденции применения выключателей

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.

Решения по выбору типа выключателя при новом строительстве, техническом перевооружении, реконструкции и ремонте ПС:

— элегазовые выключатели 110-750 кВ колонковые и баковые (со
встроенными трансформаторами тока) преимущественно с пружинными приводами, с устройством синхронной коммутации для аппаратов в цепи ШР и конденсаторной батареи;

— вакуумные выключатели (в отдельных случаях — элегазовые) — в
распределительных устройствах 6-35 кВ.

При проведении комплексной реконструкции, расширении и новом строительстве не рекомендуется:

— устанавливать на подстанциях 110-750 кВ воздушные или масляные
выключатели;

— использовать для высоковольтных выключателей пневматические и электромагнитные привода;

Выключатели выбирают по номинальному напряжению U_ном., длительному току I_раб.max, отключающей способности, проверяют на термическую стойкость и динамическую устойчивость.

Выбор по условиям длительного режима

По условию длительного нагрева аппараты и проводники должны удовлетворять форсированному режиму, который возникает:

— для параллельных линий при отключений одной из цепей

где – номинальный ток линии при работе обеих цепей;

— для цепей трансформаторов при аварийной перегрузке

,

где – номинальная мощность трансформатора.

Выбор по отключающей способности

Отключающую способность выключателя характеризуют: номинальный симметричный ток отключения I_откл.н и номинальное содержание апериодической слагающей b_н (определяется по кривой b_н = f(t) для времени t). Для проверки на отключающую способность используют симметричный ток отключения I_откл.н , асимметричный и полный ток.

Проверка на электродинамическую устойчивость

Выключатель устойчив к динамическому действию тока к.з., если i_пр.ск. – мгновенное значение предельного сквозного тока больше ударного тока к.з.

Проверка на термическую устойчивость

Аппарат будет устойчив тепловому действию тока к.з. если каталожное значение теплового импульса, равное (t_T – длительность протекания тока термической устойчивости I_Т), больше расчетного теплового импульса В_к.

Для удаленного к.з. значение теплового импульса подсчитывается по формуле

где – длительность к.з., ; t_а.в. – время отключения выключателя; t_р.з. – время действия основных релейных защит.

Выключатели должны выбираться по условиям:

Проверку выключателей следует производить по условиям:

,

_.

В тех случаях, когда

Проверяются параметры восстанавливающегося напряжения:

скорость восстановления напряжения

1. Конструкции приводов коммутационных аппаратов (1 час).

1. Рожкова Л.Д. Электрооборудование электрических станций и подстанций: учебник для сред. проф. образования / Л.Д. Рожкова, Л.К. Корнеева, Т.В. Чиркова. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 448 с.

2. Васильев А.А. Электрическая часть станций и подстанций / А.А. Васильев, И.П. Крючков, Е.Ф. Наяшкова и др.; ред. А.А. Васильева. — М: Энергоатомиздат, 1990. – 576 с.

Выключатели высокого напряжения — Выбор выключателей

Содержание материала

11. ВЫБОР ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

При выборе выключателя его номинальные параметры сравниваются с параметрами сети в месте его установки. Выключатель выбирается по наиболее тяжелому режиму работы, который возможен в эксплуатации.
Номинальное напряжение выключателя должно быть равно или больше номинального напряжения защищаемой сети.
Номинальный длительный ток выключателя должен быть больше номинального тока установки.
Номинальный ток отключения выключателя должен быть больше максимального расчетного тока короткого замыкания к моменту расхождения контактов.
При определении необходимо рассмотреть все возможные варианты КЗ и выбрать наиболее тяжелый вероятный режим. Как правило, наиболее тяжелые режимы создаются при отключении трех- и однофазного КЗ на землю. Расчет апериодической слагающей ведется из условия, что КЗ произошло в момент, когда напряжение в одной из фаз равно нулю. Ток /вкл.ном должен быть не менее ударного тока КЗ, протекающего через выключатель.
При выборе выключателя следует иметь в виду, что в момент размыкания контактов выключателя апериодическая составляющая тока КЗ не должна превышать апериодический ток, гарантированный заводом-изготовителем. Обычно этот ток выражается в процентах номинального тока отключения.
Расчетное время размыкания берется равным минимально возможному.
Наряду с номинальным током отключения необходимо учитывать циклы (последовательность включений и отключений— ВО), при которых выключатель работает. Номинальный ток отключения выключателей без АПВ гарантируется при цикле О—180—ВО—380—ВО. Для выключателей, работающих в циклах многократного быстродействующего АПВ, возможно уменьшение номинального тока отключения, особенно при втором или третьем АПВ.
Термическая стойкость проверяется из условия протекания через выключатель тока КЗ в течение максимального времени, обусловленного срабатыванием защиты.
Номинальный ток электродинамической стойкости выключателя должен превышать максимально возможное значение ударного тока КЗ, которое может быть в установке. Обычно сравнивают мгновенные значения пика тока.
Выпускаемые промышленностью выключатели испытываются при скоростях восстановления напряжения, которые являются типовыми. Однако в некоторых случаях необходимо проводить расчет скорости восстановления напряжения в проектируемых сетях и сравнивать с условиями, которые имели место при испытаниях аппарата. Особенно тяжелые условия с этой точки зрения имеют место при КЗ на зажимах мощных генераторов, трансформаторов и неудаленных КЗ. Иногда требуется установка специальных шунтирующих резисторов для снижения скорости восстановления напряжения. Для мощных системных выключателей, от работы которых зависит устойчивость параллельно работающих сетей, важным параметром является время отключения и время повторного включения. Иногда эти параметры диктуют выбор типа выключателя и его привода.
При выборе типа выключателя следует учитывать следующие обстоятельства:
1. При номинальном напряжении 6—10 кВ и редких коммутациях целесообразно применение маломасляных выключателей. При частых коммутациях рекомендуется применять вакуумные и элегазовые, обладающие большим сроком службы.
2. При номинальном напряжении 35—110 кВ и номинальных токах отключения до 20 кА целесообразно применять маломасляные выключатели. При больших номинальных напряжениях и больших номинальных токах отключения применяются воздушные и элегазовые выключатели.
При экономической оценке выбираемого типа выключателей следует учесть, что, несмотря на то, что вакуумные выключатели имеют большую стоимость, применение их более оправдано ввиду малых расходов на техническое обслуживание и большого срока службы ДУ (до 25 лет).

Выбор генераторных выключателей

Таблица 5. Выбор генераторных выключателей ВГМ-20-90/11200У3 – [1, стр.230]

Рабочий ток, протекающий через выключатель в нормальном режиме, вычислим через полную мощность генератора:

S_г = Р_г/сosφ = 300/0,85 = 353 МВА – полная мощность генератора.

I_раб = = = 10,2 кА,

При коротком замыкании через генераторный выключатель течет либо ток КЗ от системы, либо ток КЗ от генератора. Ток КЗ от системы больше, чем от генератора. Поэтому при выборе генераторного выключателя в качестве параметра сети принимается не суммарный ток КЗ, а составляющая тока КЗ от системы.

Выбор выключателей РУ высокого напряжения

Таблица 6. Выбор выключателей 220 кВ ВВБ-220Б-31,5/2000У1 – [1, стр.238]

Рабочий ток I_раб, протекающий через выключатель 220 кВ в максимальном режиме, может быть вычислен по полной мощности генератора:

I_раб = = = 0,93 кА

В отличие от генераторного выключателя, через выключатели РУ-ВН при коротком замыкании течет суммарный ток от системы и генераторов. Поэтому при выборе данных выключателей в качестве параметра сети принимается суммарный ток КЗ.

Таблица 7. Выбор выключателей 500 кВ ВВБ-500А-40/3150У1 – [1, стр.238]

Рабочий ток I_раб, протекающий через выключатель 500 кВ в максимальном режиме, вычисляется по полной мощности генератора:

I_раб = = = 0,41 кА

Выбор разъединителей РУ высокого напряжения

При выборе разъединителей используются те же, токи, что и при выборе выключателей соответствующего напряжения.

Таблица 8. Выбор разъединителей 220 кВ РНД-220/1000 У1 – [1, стр.274]

Таблица 9. Выбор разъединителей 500 кВ РНД-500/3200 У1 – [1, стр.276]

Дата добавления: 2018-06-01 ; просмотров: 732 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Выбор выключателей и разъединителей

Выключатели являются основным коммутационным аппаратом и служат для отключения и включения цепей в различных режимах работы. Наиболее ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на существующее КЗ.

При выборе выключателей необходимо учитывать основные требования, предъявляемые к ним. Выключатели должны надежно отключать любые токи: нормального режима и КЗ, а также малые индуктивные и емкостные токи без появления при этом опасных коммутационных перенапряжений. Для сохранения устойчивой работы системы отключение КЗ должно производиться как можно быстрее; выключатель в цепи линии должен быть приспособлен для быстродействующего АПВ. Конструкция выключателя должна быть простой, удобной для эксплуатации и транспортировки, выключатель должен обладать высокой ремонтопригодностью, взрыво- и пожаробезопасностью.

В настоящее время существуют различные виды выключателей, которые отличаются по способу гашения дуги и конструкции. В общем случае выбор того или иного типа выключателя должен обосновываться после проведения технико-экономического сравнения вариантов. Однако в учебном проектировании выбор в пользу того или иного выключателя сделаем на основании сопоставления их достоинств и недостатков. Рассмотрим основные типы высоковольтных выключателей, доступных на рынке в настоящее время [31, 32].

Приблизительный перечень условий выбора и проверки выключателей выглядит следующим образом:

1. ;

2. ;

3. ; .

В случае, если , то отключающая способность проверяется по полному току, и условие записывается иначе:

;

4. ; ;

5. .

Определим максимальный рабочий ток наиболее мощного присоединения.

В цепи автотрансформаторов АT1 или АT2 в случае перегрузки:

,

где — наибольшая мощность, текущая через обмотку ВН автотрансформатора (см. расчёты ранее).

В цепи блока G1-Т1(при выходе из строя реактора собственных нужд):

В цепи линии связи с системой:

,

где — кол-во, отходящих линий к системе; — учитываем отключение одной линии.

Следует отметить, что при выборе выключателей необходимо учитывать удобства эксплуатации, создаваемые наличием однотипных выключателей (наличие запчастей, навыки в ремонте и обслуживании). Поэтому при проектировании, модернизации, расширении электрических станций и подстанций необходимо учитывать при заказе выключателей однотипность приобретаемого оборудования. Поскольку стоимость выключателей одной марки мало зависит от величины номинального тока и тока отключения, то для упрощения во всех присоединениях выбираем однотипные выключатели по току наиболее мощного присоединения .

Учитывая приведённые выше описания выключателей различных типов, остановим свой выбор на элегазовых выключателях как на наиболее перспективных и широко применяемых в настоящее время при сооружении РУ.

Принимаем к установке выключатели ВГТ-220-40/2500У1. Проверку выключателей оформим в виде таблицы.

Таблица 12. Выбор выключателей на ОРУ 220 кВ

Условия проверки	Расчетные данные	Данные по выключателю ВГТ-220-40/2500У1
;	;	;

Таким образом, выбранные выключатели удовлетворяют всем условиям проверки и пригодны к установке на ОРУ 220 кВ.

Принимаем к установке разъединители РПД-220/2500УХЛ1. Результаты его проверки сведём в таблице.

Таблица 13. Выбор разъединителей на ОРУ 220 кВ

Условия проверки	Расчетные данные	Данные по разъединителю РПД-220/2500УХЛ1

Таким образом, выбранные разъединители удовлетворяют всем условиям проверки и пригодны к установке на ОРУ 220 кВ.