Выбор высоковольтного оборудования

Все высоковольтное оборудование выбирают по номинальным параметрам:

– по номинальному току (по условию нагрева);

– по номинальному напряжению (пробой изоляции).

После того как выбрали оборудование, по этим параметрам проводят проверку на термическую и электродинамическую устойчивость току короткого замыкания.

Кроме того, некоторое оборудование имеет специфические условия проверки: высоковольтные выключатели проверяют на отключающую способность по току и мощности короткого замыкания. Для того чтобы обеспечить требуемый класс точности измерительных приборов, измерительные трансформаторы измеряют по допустимой вторичной нагрузке.

Выбор электрооборудования на 10кВ:

– шины;

– опорные изоляторы;

– вакуумный выключатель;

– трансформаторы тока;

– трансформатор напряжения.

Выбор электрооборудования на 110кВ:

– разъединитель.

Выбор шин

Шины выбирают по условию нагрева:

 

I_дл.доп.≥ I_м.р.,

Определяем максимально расчетный ток, кА:

 

,

 

где U_ном. – номинальное напряжение на низшей стороне трансформатора, кВ.

I_дл.доп = 2820А ≥ I_м.р.= 2020А.

По [2] выбираем коробчатые шины.

Данные сечения шин проверяем на термоустойчивость к току короткого замыкания (q) находим по [2]: q = 775 мм²; α = 11.

Определяем минимально допустимое сечение:

 

q_min = α ∙ I_∞ ∙ √ t_п,

q_min= 11 ∙ 15,1 ∙  = 105,5 мм²

 

где q_min - минимально допустимое сечение, при котором ток короткого замыкания не нагревает шину выше допустимой температуры, мм²;

Определяем приведенное время короткого замыкания:

 

t_n = t_n.n + t_n.а,

t_n = 0,39 + 0,014 ≈ 0,4

 

где t_n.n – периодическая составляющая приведенного времени;

t_n.а – апериодическая составляющая приведенного времени;

Определяем апериодическую составляющую приведенного времени:

t_n.а 0,005 ∙ (β'')²,

t_n.а = 0,005 ∙ (1,7) ² = 0,014

 

Определяем кратность тока:

 

β'' ₌

I_o = I'',

 

где I'' – переходный ток;

β'' – кратность тока.

 

q _min < q

105,5 < 775

 

Выбранные шины по нагреву проходят, так как выполнятся условие.

Проверяем выбранные шины на электродинамическую устойчивость к токам короткого замыкания:

 

G_доп. ≥ G_расч.,

 

где G_доп - дополнительное механическое напряжение в материале шин, (справочная величина зависит от материала шин);

G_расч. – расчетное механическое напряжение в шинной конструкции, в результате действия электромагнитных сил при коротком замыкании.

 

где F_расч – расчетная сила, действующая на шинную конструкцию, на изгиб, в момент протекания ударного тока;

W – момент сопряжения шины, по [2] W =48,6 ∙ 10^-6 м³.

 

где l - длина пролета: в КРУ l = 1м;

а – расстояние между соседними фазами: в КРУ а =0,45 м;

80 МПа > =3,15 МПа.

Так как G_доп = 80 МПа, а G_расч = 3,15 МПа, то выбранные шины по электродинамической устойчивости проходят.