Проектирование электрических сетей (стр. 7 из 19)
Действующее значение номинального тока включения 1нв 35 кА
Ток термической стойкости Imc40 кА
Время термической стойкости tmc3 с
Время отключения tвo0,07 с
Собственное время отключения tсв 0,05 с
Проверка выключателя по режиму КЗ.
Проверка выключателя на отключающую способность. В качестве расчётного для этой проверки примем ток трёхфазного КЗ, т.к. он самый большой. Для этого вида КЗ необходимо знать периодическую Inτиапериодическую iaτсоставляющие тока КЗ в момент τ расхождения контактов выключателя:
τ = tрз min + tсв 0,01 + 0,05 = 0,06 c;
Inτ = 4,764; iaτ = 0,02538.
Сравним эти токи с соответствующими параметрами выключателя:
2 · Iно · (1 + βн% /100) > 2 · Inτ + iaτ; (2.12)2 · 31,5 · (1 + 32 /100) > 2 · 4,764+ 0,02538;
58,8 кА > 6,7627,
т.е. выполняется условие проверки по полному току КЗ.
Проверка выключателя на термическую стойкость. В качестве расчетного для этой проверки принимают трехфазное КЗ. Необходимопроверить выполнение следующего условия:
Вк доп ≥ Вкрасч. (2.13)
Допустимый тепловой импульс, определяемый по параметрам выключателя, Вк доп = 402 · 3 = 4800 кА2 · с.
Тепловой импульс периодической составляющей тока КЗ:
Bкп =[( I'' + Inτ)/2]2 · τ + [( Inτ + In.отк )/2]2 · ( tотк – τ ), (2.14)
Вкп= [(4,764+4,764)/2]2·0,06+[(4,764+4,764)/2]2·(0,17-0,06) = 3,858 кА2·с.
tотк =tРЗ тах + teo = 0,1 + 0,07 = 0,17 с,
где tРЗ max= 0,1 с – время действия резервных релейных защит.
Тепловой импульс апериодической составляющей тока КЗ равен:
Вка = (I'')2·Tаэ(2.15)
Вка = 4,7642 0,01075 = 0,244кА2 с,
где Tаэ – эквивалентная апериодическая составляющая всех ветвей, питающих точку КЗ.
(2.16)Учитывая, что Вкрасч= Вкп + Вкавыполним проверку на термическую стойкость:
Вк доп= 4800 > Вк расч = 3,858 + 0,244 = 4,102кА2 · с,
то условие проверки на термическую стойкость выполнено.
Проверка выключателя на динамическую стойкость. Расчет производится при трехфазном КЗ:
inc = 102кА > iy = 9,3949 кА;
Iпс = 40 кА > I'' = 4,764 кА,
т.е. условия проверки выполнены.
Проверка на включающую способность. Расчет производится по трёхфазному КЗ, т.к. ток при нем больше:
iнв = 90 кА > iy = 9,3949 кА.
Iнв = 35 кА > I'' = 4,764 кА;
Проверка выключателя по скорости восстанавливающегося напряжения (СВН):
СВНдоп ≥ СВНрасч;
СВНрасч = к · Inτ2/ (nocm · Iно ) = к · Inτ2/[(nл - 1) · Iно ] (2.17)
СВНрасч = 0,2 · 4,7642 / (1 · 31,5) = 0,144кВ/мкс;
где пост = пл - 1 , если пл ≤ 3 ,
пост - пл - 2 , если пл ≥ 4 ,
пл – число линий, подключенных к сборным шинам данного напряжения;
СВНдоп = 1,2 кВ/мкс > СВНрасч = 0,144 кВ/мкс.
Параметры выключателя и соответствующие расчетные величины сведем в табл.2.1.
Таблица 2.1 - Параметры и расчетные величины выключателя.
| Параметры выключателя | Соотношение | Расчетные величины для выбора выключателя |
| Uн = 110 кВ | = | UнРУ = 110 кВ |
| Iн = 2000 А | > | Iраб. форс = 501 А |
| Iно = 31,5 кА | > | Inτ = 4,764 кА |
| 2 Iно (1 + βн) = 58,8 кА | > | 2 Inτ + iaτ = 6,7627 кА |
| Imc2 · tmc = 4800 кА2·с | > | Bк расч = 4,102 кА2·с |
| Inc = 40 кА | > | I'' = 4,764 кА |
| inc = 102 кА | > | iу = 9,3949 кА |
| Iнв = 35кА | > | I'' = 4,764 кА |
| iнв = 90 кА | > | iу = 9,3949 кА |
| СВНдоп = 1,2 кВ/мкс | > | СВНрасч = 0,144 кВ/мкс |
2.3.2 Выбор разъединителей
Разъединитель выбирают по номинальному току, номинальному напряжению, конструкции, по роду установки, а проверяют на термическую и динамическую стойкость в режиме КЗ. Так как разъединитель в цепи генератора стоит в одной цепи с выключателем, то расчетные величины для него такие же, как и для выключателя.
Выбираем разъединитель наружной установки типа РНДЗ-1-110/630 Т1. Его номинальные параметры, расчетные величины в его цепи и соотношения между ними приведены в таблице 2.2,
Таблица 2.2 - Параметры и расчетные величины разъединителя.
| Параметры разъединителя | Соотношение | Расчетные величины для выбора разъединителя |
| Uном = 110 кВ | ≥ | UнРУ= 110 кВ |
| Iном = 630 А | > | Iраб.форс= 501 А |
| Imc2·tmc=31,52·4 = 3969 кА2·с | > | Bк расч = 4,102 кА2·с |
| inc = 80 кА | > | iу = 9,3949 кА |
Соотношения табличных и расчетных параметров показывают, что выбранный разъединитель удовлетворяет всем условиям выбора и проверки в данной цепи.
2.3.3 Выбор трансформаторов тока
Трансформаторы тока выбирают по номинальному напряжению, току и классу точности. В режиме КЗ они проверяются на электродинамическую и термическую стойкость. Так как трансформатор устанавливается в одной цепи с Q, то соответствующие расчетные величины для него такие же, как и для Q. Примем к установке трансформатор тока (ТТ) типа ТФЗМ110Б-1У1 с первичным номинальным током I1н = 600 А, вторичным номинальным током I2н = 5 А,с классом точности вторичных обмоток 05/10Р/10Р, с номинальной вторичной нагрузкой в классе 0,5 z2н = 1,2 Ом.
Номинальные параметры трансформатора, расчетные величины в его цепи и соотношения между ними сведем в табл.2.3.
Таблица 2.3 - Параметры и расчетные величины трансформатора тока
| Параметры ТТ | Соотношение | Расчетные величины для выбора ТТ |
| Uн = 110 кB | = | UнРУ = 110 кВ |
| Iн = 600А | > | Iраб.форс=501 A |
| z2н=1,2 Ом | > | z2pacч = 1,08 Ом |
| iдин = 100 кА | > | iy = 9,3949 кА |
| Вк доп =252·3=1875кА2·с | > | Вк расч =4,102 кА2·с |
Таким образом, выбранный трансформатор удовлетворяет условиям выбора и проверки в данной цепи.
Рассмотрим подробнее выбор трансформатора по классу точности: z2н ≥z2pacч .Выполнение этого условия сводится к выбору сечения контрольного кабеля, соединяющего трансформатор с подключенными к нему приборами.
Допустимое сечение кабеля определим по следующей формуле:
qк доп ≥ ρ · lpacч / ( z2н + rnp – rк ) , (2.18)
где z2н- номинальная вторичная нагрузка (1,2 Ом);
rnp = Snp / I2н2– сопротивление приборов, подключенных к трансформатору;
Snp – мощность всех приборов в наиболее нагруженной фазе;
rк – сопротивление контактных соединений (при числе приборов более трех rк = 0,1 Ом);
lpacч – расчетная длина контрольного кабеля, зависящая не только от реальной его длины, но и от схемы соединения трансформаторов тока [4, с.374-375];
ρ – удельное сопротивление жил контрольного кабеля (для алюминия ρ= 0,0283 Ом·мм2/м).
Результаты сведем в табл.2.4, а на ее основе определим
rnp= 5 / 52 = 0,2Ом,
qк доп =0,0283 100 / ( 1,2 – 0,2 – 0,1 ) = 3,14 мм2 .
Если сечение qк допполучается очень большим и не позволяет выбрать приемлемое сечение контрольного кабеля, то необходимо выбрать трансформатор тока с номинальным вторичным током I2н = 1 А.
Таблица 2.4 - Вторичная нагрузка трансформатора тока
| № | Прибор | Тип прибора | Нагрузка фазы, В·А | ||
| А | В | С | |||
| 1 | Амперметр | Э-335 | 0,5 | – | – |
| 2 | Ваттметр | Д-335 | 0,5 | – | 0,5 |
| 3 | Варметр | Д-335 | 0,5 | – | 0,5 |
| 4 | Счетчик активной энергии | САЗ-4681 | 2,5 | 2,5 | – |
| 5 | Счетчик реактивной энергии | СР4–4676 | – | 2,5 | 2,5 |
| Snp ,В·А | 4 | 5 | 3,5 | ||
Примем к установке кабель АКВВГ с алюминиевыми жилами сечением 4 мм2 . Определим сопротивление выбранного кабеля: