Выбор выключателей. Факторы, выключателей, учитываемые при выборе (тема 8)

1.

Презентации подготовил: Литвинов И.И., к.т.н., старший преподаватель
кафедры электрических станций НГТУ, г. Новосибирск.
[email protected]

2.

Выбор выключателей
Факторы,
выключателей:
учитываемые
при
выборе

3.

Уровень изоляции
где Uном Q – номинальное напряжение
выбираемого выключателя;
Uном с – номинальное напряжение сети
или установки.

4.

Нагрев продолжительными токами
Различают
электроустановок:
работы
Продолжительные
режимы
Кратковременный
режим

5.

Нагрев продолжительными токами
В
электроустановка функционирует в
соответствии с запроектированными
параметрами, в соответствии с
графиком нагрузки,
и когда в электроустановке
нет вынужденно отключенных по той
или иной причине элементов.

6.

Нагрев продолжительными токами
это режим
плановых профилактических и капитальных
ремонтов,
которые,
как
правило,
проводятся в период снижения нагрузки, а
также при других благоприятных факторах.
В этом режиме
резервирующих ремонтируемые элементы.

7.

Нагрев продолжительными токами
это
режим замены или внеочередного
ремонта отказавшего при аварийном
режиме оборудования.
В
этом
режиме
резервирующих отказавшие элементы.

8.

Нагрев продолжительными токами
это режим,
вызванный внезапным нарушением
нормального режима вследствие КЗ,
обрывов фаз, асинхронном ходе и т.п.
Электрические
аппараты
и
проводники
должны
быть

9.

Нагрев продолжительными токами
В общем случае при выборе аппаратов и
проводников должны соблюдаться условия:
I ном I норм ;
K п I ном max( I пав , I рем ) I раб max ,
где Iном – номинальный ток выбираемого
аппарата (проводника);
Iнорм – ток, проходящий по аппарату (проводнику)
в
Iпав – ток, проходящий по аппарату (проводнику)
в наиболее тяжёлом

10.

Нагрев продолжительными токами
В общем случае при выборе аппаратов и
проводников должны соблюдаться условия:
I ном I норм ;
K п I ном max( I пав , I рем ) I раб max ,
Iрем – ток, проходящий по аппарату (проводнику)
в наиболее тяжёлом
Kп – нормированный коэффициент возможной
длительной перегрузки аппарата (проводника);
Iраб max – максимальный рабочий ток (ток
форсированного/утяжелённого режима).

11.

Нагрев продолжительными токами
Обычно для выключателей Kп=1, и тогда
условие выбора номинального тока приобретает вид:
I ном max( I норм , I пав , I рем ) I раб max .
Далее приведены формулы для расчёта
максимальных рабочих токов (токов утяжелённого
режима) различных электроустановок.
Iут реж г = 1.05 I г ном
Iут реж тр =
Sг ном
3U ср ном

12.

Нагрев продолжительными токами
I ут реж тс
Sпереток max
3U cp ном
,
где Sпереток max – максимальный переток
мощности через один (авто)трансформатор
связи, рассчитанный на этапе выбора
номинальной мощности (авто)трансформаторов
связи.

13.

Нагрев продолжительными токами
I ут реж ЛЭП
Sпотр max
(n 1) 3U cp ном
,
где Sпотр max – максимальная мощность
потребителей или максимальная избыточная
мощность, выдаваемая в РУ ВН;
n – число линий связи с потребителем или
энергосистемой на РУ ВН.

14.

Нагрев продолжительными токами
Поскольку в РУ 35 кВ и выше все
аппараты принимаются однотипными,
номинальный ток выключателя в
таком РУ, независимо от его места
установки (в цепи ЛЭП, АТС и т.п.),
должен быть не меньше

15.

Нагрев продолжительными токами
Следует учесть, что заводамиизготовителями значение Iном для того
или
иного
электроаппарата
или
проводника
указывается
эту температуру
называют номинальной Θном.
Значение Θном для аппаратов
составляет 35°С.

16.

Нагрев продолжительными токами
Если действительная температура
воздуха Θокр, окружающего электроаппарат, существенно отличается от
Θном, то номинальный ток аппарата
должен
быть
пересчитан
по
выражению:
I I ном
доп окр
доп ном
,

17.

Нагрев продолжительными токами
где IΘ – значение номинального тока,
соответствующее действительной температуре
окружающей среды;
Θдоп – наименьшая допустимая температура
отдельных частей аппарата. В учебных целях эту
величину можно принять равной 70°С.
При снижении температуры окружающего
воздуха значение IΘ становится больше Iном, при
этом рассчитанное для этих условий значение IΘ
для аппаратов не должно превышать Iном более
чем на 20%, то есть должно соблюдаться условие:
IΘ ≤ 1,2Iном.

18.

Коммутационная способность
выключателя
называется
его
способность производить включение и
отключение цепи в требуемых условиях,
после чего выключатель остается в
исправном состоянии.

19.

Коммутационная способность
состоит
в
проверке
выключателя отключать
возможности
в
дугогасительных
момент расхождения
контактов.
Поскольку
обе
составляющие
аварийного тока затухают с течением
времени, расчётное время τ с момента
начала аварии принимают

20.

Коммутационная способность
Расчётное время τ складывается из
фиксирующей
режим КЗ и формирующей команду на
отключение
выключателя,
и
= tРЗ min + tо,c min

21.

Коммутационная способность
тока
КЗ в момент расхождения контактов
выключателя iа,τ находится по формуле:
iа , 2 I п , 0 e
Ta
Значение Та определяется как:
X 1
Tа
R1
X 1 X 2 X 0
Tа
( R1 R2 R0 )

22.

Коммутационная способность
тока
КЗ в момент расхождения контактов
выключателя
Iп,τ
определяется
по
формуле:
I п , I п , 0 .
Величина
γ
зависит
от
1) от отношения тока
аварийного режима, протекающего по цепи
генератора, к номинальному току этого
генератора и 2) от времени.

23.

Коммутационная способность
Iп,0,с
Iп,0,г1
Iп,0,г2

24.

Коммутационная способность
Аналитические расчеты тока КЗ от синхронной
машины в произвольный момент времени при
рекомендуется выполнять с
использованием метода типовых кривых. При этом
расчеты целесообразно вести в следующем порядке:
1) по исходной расчетной схеме составить
эквивалентные схемы замещения прямой, обратной
и нулевой последовательностей;
2) с помощью преобразований привести схемы
к простейшему виду и определить параметр ΔX(n);
3)
определить
начальное
действующее
значение

25.

Коммутационная способность
E*
I1,п,0*
,
(n)
X 1 * X *
4) определить значение величины
I1,п,0/I’ном, характеризующей электрическую
удаленность расчетной точки КЗ от
синхронной машины;
5)
выбрать необходимую типовую
кривую и для заданного момента времени
определить коэффициент γ;

26.

Коммутационная способность
6) определить искомое значение
периодической составляющей несимметричного тока КЗ от генератора в
нужный момент времени:
I n, * m I1n,0* .
(n)

27.

Коммутационная способность
Выключатель подходит по
если выполняются условия:
I откл, ном I п, ;
норм
iоткл ,ном 2 I откл ,ном
ia , ,
100
а для установок, где
допускается
выполнение условия отключения суммарного тока:
норм
iоткл ,ном 2 I откл ,ном 1
2 I п , ia , .
100

28.

Коммутационная способность
Для
выключателей
нормированное
(в
процентах)
содержание
апериодической
составляющей
в
отключаемом
токе
βнорм
устанавливается
п.6.6.
норм 100 e
0 , 045
Для значений τ≥80 мс
принимается
βнорм= 0 %

29.

Коммутационная способность
состоит
в
проверке
возможности
выключателя выдерживать
I вкл, ном I п,0 ;
iвкл ,ном iуд 2 I п , 0 1 e
0 , 01
Ta
,

30.

Коммутационная способность
В соответствии с
генераторные
выключатели,
установленные на стороне генераторного
напряжения, должны проверяться на
включающую
способность
при
В рамках курсовой работы этим
режимом допустимо пренебречь.

31.

Электродинамическая стойкость
к сквозным токам КЗ:
iпр ,скв iуд 2 I п , 0 1 e
0 , 01
Ta
.

32.

Термическая стойкость
к
сквозным токам КЗ:
Bк I
2
п,0
t
откл
Ta I
2
терм терм
t
Если определённое таким образом
значение
Вк
несколько
превышает
допустимую
термическую
стойкость
выключателя (правую часть неравенства),
целесообразно провести уточнённый расчёт
значения Вк, учитывая затухание во времени
периодической оставляющей тока КЗ.

33.

Термическая стойкость
складывается
из
электроустановки (основной защитой называется
защита, предназначенная для действия при всех
или части повреждений защищаемой установки с
временем, меньшим, чем у других защит данной
установки) и
соответствующей
цепи
(ближайшего к месту КЗ):
tоткл = tРЗ осн + tо,п