Выбор электрических аппаратов главной схемы электрических соединений

Электростанций.

Электрические аппараты главной схемы соединений (выключатели, разъединители, отделители, предохранители, измерительные трансформаторы тока и напряжения, реакторы, опорные и проходные изоляторы, ограничители перенапряжений и др.) выбираются по расчетным условиям продолжительного режима с последующей проверкой их работоспособности в аварийных режимах. При этом расчетные величины должны быть меньше или равны номинальным параметрам выбранного аппарата [1,3].

Под расчетными условиями продолжительного режима понимают ремонтный или послеаварийный период работы установки, при котором рабочий ток цепи, в которой выбирают аппараты превышает ток ее нормального режима.

Для выбора электрических аппаратов и токоведущих частей в цепях главной схемы намечаются точки КЗ в соответствующих местах и рассчитывают токи КЗ подобно рассмотренному в примерах 6 и 7.

Для цепи генераторов этот ток определяется с учетом понижения напряжения на 5% (I_фор.г= 1,05 I_ном.г); для присоединения РУ 330-750 кВ из условия, что при ремонте выключателей через другие выключатели может протекать ток от двух блоков генератор-трансформатор ( I_{фор 330-750 кВ} = 2 I_{ном блока}); для РУ 35-220 кВ расчетный ток продолжительного режима определяется из условия, что при отключении одного трансформатора (автотрансформатора) связи используется перегрузочная способность другого Т (I_{форт. 35-220 кВ} = 1.4 I_ном._т)  или

 АТ I_{фор АТ 110-220-330 кВ}=1,2I_{ном АТ.}

Для присоединений РУ 6-10 кВ потребителей расчетный ток продолжительного режима принимается равным удвоенному значению номинального тока присоединения (I_{фор 6-10 кВ}=2 I_ном).

Для электродвигателей собственных нужд утяжеленный режим отсутствует, поэтому в качестве расчетного тока продолжительного режима для них принимается номинальный ток двигателя (I_{фор эд}=I_{ном эд}).

Все электрические аппараты выбираются по номинальному напряжению, роду установки и конструктивному исполнению. Кроме того, каждый аппарат в зависимости от его назначения выбирается по ряду специфических параметров. Конкретные параметры выбора и проверки аппаратов по условиям их работы при протекании токов КЗ приведены в табл.7.1.

                                                                                                                                   Таблица 7.1

Параметры аппарата	Расчетные значения параметров аппаратов	Условия выбора и проверки
1	2	3
1. Выключатели
Номинальное напряжение Uном	Uн.эу	Uном≥Uн.эу
Номинальный ток Iном	Iфор	Iном≥Iфор
Номинальный ток отключения: симметричный – Iн.откл асимметричный iа.откл=	Iпτ	Iн.откл≥Iпτ   ≥ ≥
Номинальный ток включения: действующее значение периодической составляющей Iн.вкл амплитудное значение iнвкл	Iпо     iуд	Iн.вкл≥Iпо     iнвкл≥iуд
Номинальный ток электродинамической стойкости: действующее значение периодической составляющей Iдин	Iпо	Iдин≥Iпо
амплитудное значение iдин	iуд	iдин≥iуд
Номинальный ток термической стойкости Iтер Номинальное время термической стойкости tтер   Собственное время отключения tсоб Полное время отключения tов	Вкз
	Минимальное время действия защиты tрзmin   Время действия защиты tрзо	τ=tсоб+tрзmin   tкз=tов+tрзо
Продолжение табл. 7.1
1	2	3
2. Разъединители
Номинальное напряжение Uном	Uн.эу	Uном≥Uн.эу
Номинальный ток Iном	Iфор	Iном≥Iфор
Номинальный ток электродинамической стойкости: действующее значение Iдин амплитудное значение iдин	Iпо iуд	Iдин≥Iпо iуд ≥iуд
Номинальный ток термической стойкости Iтер	Вкз
Номинальное время термической стойкости tтер
3. Предохранители
Номинальное напряжение Uном	Uн.эу	Uном≥Uн.эу
Номинальный ток Iном	Iфор	Iном≥Iфор
Номинальный ток отключения Iн.откл	Iпо	Iн.отк≥Iпо
4. Трансформаторы тока
Номинальное напряжение Uном	Uн.эу	Uном≥Uн.эу
Номинальный первичный ток I1ном	Iфор	I1ном≥Iфор
Номинальный вторичный ток I2ном	I2р	I2ном≥I2р
Класс точности Nном%	Nтреб%	Nном%£Nтреб%
Номинальная вторичная нагрузка Z2ном	Z2p	Z2ном≥Z2p≈Z2
Кратность тока электродинамической стойкости Кдин	iуд
Кратность тока термической стойкости Ктер		(КтерIном)2∙tтер>Вкз
Номинальное время термической стойкости tтер
5. Трансформаторы напряжения
Номинальное первичное напряжение U1ном	Uн.эу	U1ном≥Uн.эу
Класс точности Nном%	Nдоп%	Nном% £Nдоп%
Продолжение табл. 7.1
1	2	3
Номинальная мощность вторичной обмотки в требуемом классе точности S2	S2p	S2≥S2p
6. Токоограничивающие реакторы
Номинальное напряжение Uном	Uн.эу	Uном≥Uн.эу
Номинальный ток Iном	Iфор	Iном≥Iфор
Индуктивное сопротивление Xном	Xр	Xном≥Xр
Номинальный ток электродинамической стойкости (амплитуда) iдин	iуд	iдин≥iуд
Номинальный ток термической стойкости Iтер	Вкз
Номинальное время термической стойкости tтер
7. Опорные изоляторы
Номинальное напряжение Uном	Uн.эу	Uном≥Uн.эу
Минимальное разрушающее усилие Fразр	Fрасч	0,6Fразр≥Fрасч
8. Проходные изоляторы
Номинальное напряжение Uном	Uн.эу	Uном≥Uн.эу
Минимальное разрушающее усилие Fразр	Fрасч	0,6Fразр≥Fрасч
Номинальный ток Iном	Iфор	Iном≥Iфор

Пояснение к табл. 7.1

В распределительных устройствах (РУ) номинального напряжения 35-750 кВ все выключатели и разъединители принимаются однотипными и проверяются по суммарному току трехфазного КЗ на сборных шинах этих РУ.

РУ 6-10 кВ потребителей выполняются комплектными (КРУ). Выключатели потребителей присоединенных к шинам КРУ принимаются одного типа. А выключатели цепи питания секции и секционные того же или другого типа, но с большим номинальным током. Номинальный ток выключателя питающей цепи принимается равным сумме токов подключенных к шинам потребителей, а ток секционного выключателя равен 1/2 I_ном выключателя цепи питания.

В КРУ 6-10 кВ собственных нужд выключатели рабочего и резервного питания выбираются с одинаковым номинальным током, равным полному току нагрузки секции.

В цепи генератора выключатель и другие аппараты проверяются по большему значению составляющих тока КЗ на выводах генератора, либо от генератора, либо от системы.

Дополнительно генераторные выключатели должны проверяться на несинхронное включение в условиях противофазы, т.е. при расхождении углов напряжений на 180^о (d=180^о).

Должны выполняться следующие условия:

I_{вкл ном}≥I _{с по вкл};

i_{вкл ном}≥i _{с уд вкл},

где                              (7.1)

величина начального значения тока периодической составляющей тока несинхронного включения;

Е_г*б, Е_с*б – ЭДС генератора и системы в двухлучевой схеме замещения относительно точки включения;

Х_г*б, Х_с*б – эквивалентные сопротивления генератора и системы в двухлучевой схеме.

Ударный ток при включении генератора в сеть:

Кроме того должна выполняться проверка по току включения генератора в сеть методом самосинхронизации. Начальное значение периодической составляющей тока включения при самосинхронизации (I_{по сх}):

                                                                           (7.2)

Ударный ток при этом:

При выборе реакторов величина их индуктивного сопротивления определяется из условия необходимого ограничения токов КЗ и допустимой потери напряжения в реакторе в нормальном режиме.