Расчет высоковольтного оборудования

Надежная и экономичная работа электрических аппаратов и токоведущих частей может быть обеспечена лишь при их правильном выборе. В соответствии с «Правилами устройства электроустановок» все электрические аппараты, изоляторы, токоведущие устройства должны быть выбраны по каталогам, исходя из условий длительного нормального режима работы электроустановки, и проверены на термическую и электродинамическую стойкость по режиму максимальных токов короткого замыкания. Для выбора аппаратов в нормальных режимах учитывают возможные утяжеленные условия.

Составляем расчетную схему электроснабжения:

На основании расчетной, составляем схему замещения:

Рисунок 38 - Схема электроснабжения молочно товарной фермы от районных подстанций

Рисунок 39 - эквивалентная схема замещения

I_k1⁽³⁾ ≤ I_k2⁽³⁾ так как Z_рез2< Z_рез1

Принимаем базисную мощность S_б = 100 МВА, U_б = 10,5 кВ.

Определяем базисный ток, кА: , (77)

кА

Индуктивное сопротивление трансформатора:

Х_т = U_к∙ S_б /(100· S_н.т) (78)

Х_т=4,5∙100/(100·2,5)=1,8

Определяем реактивное сопротивление линии:

Х_л = Х_о·L·S_б/U²_б = 0,4·5·100/10,5² = 1,81;

Реактивное сопротивление линии:

R_л = R_о·L·S_б/U²_б (79)

R_л =0,42·5·100/10,5² = 1,9;

Определяем результирующее реактивное сопротивление до точки к.з.:

Х_рез = Х_т + Х_л= 1,8 +1,81 =3,61

Полное сопротивление до точки к.з.:

=4,08

Определяем токи к.з. в точке К1: I_k1⁽³⁾= I_б /Z_рез=5,5/4,08= 1,35кА;

I_k1⁽²⁾ = 0,87∙1,35 = 1,2 кА.

Определяем действительное амплитудное значение тока:

i_уд = 1,2 1,2·1,35 = 1,6 кА (80)

Проверяем на динамическую устойчивость: i_м > i_уд;

Проверяем на термическую устойчивость:

(81)

Условия выбора оборудования и аппаратуры подстанции: по номинальному напряжению; по току нагрева; конструктивному исполнению; типу установки и условиям окружающей среды.

При выборе по номинальному напряжению должно быть выполнено условие:

(82)

где - номинальное напряжение аппарата; - номинальное напряжение установки.

По длительно допустимому току нагрева аппараты выбирают по условию:

(83)

где - номинальный ток аппарата; - ток в цепи в форсированном режиме.

=

=12,9

= 160/1,73·10 = 9,24 кА (84)

При питании от системы с неограниченной мощностью, когда время (t) короткого замыкания больше одной секунды, каталожное время, в течение которого ток термической устойчивости аппарата нагревает его до допустимой в кратковременных режимах температуры, равно времени (t_ф), в течение которого установившийся ток выделяет такое же количество тепла, как изменяющийся во времени ток короткого замыкания за действительное время (t = t_ф). При этом:

t = tзащ+tвыкл; (85)

tзащ = t + ∆ t, (86)

где t - собственное время срабатывания защиты, принимаем t=0,04 с;

Δt - выдержка времени зашиты, принимаем Δt =1,5 с.

tвыкл - время отключения выключателя с приводом, для предполагаемых выключателей

tвыкл =0, 08 с.

tзащ=0.04+1,5=1,54 с;

t =1, 54 + 0,08=1, 62 с.

Проверяем на динамическую устойчивость: i_м > i_уд; i_м = 50 > i_уд =21,0;

Проверяем на термическую устойчивость:

Разъединители – коммутационные аппараты, предназначенные для отключения и включения электрических цепей напряжением выше 1 кВ без тока и обеспечения безопасности при проведении ремонтов, ревизий и других работ путем создания видимого разрыва этих цепей при их отключении.

В ЗТП для внутренней установки используем трехполюсный разъединитель типа РВ3 -10/400 – (разъединитель для внутренней установки трехполюсный на 10 кВ, 400 А.).

Таблица 28 – Выбор разъединителей

Параметры	Каталожная величина аппарата	Расчетная величина установки	Условия для выбора и проверки
Обозначение	Значение	Обозначение	Значение
Номинальное напряжение, кВ	Uном.а		Uном.у		Uном.а≥ Uном.у
Номинальный ток, А	Iном.а		Iр	12,9	Iном.а≥ Ip
Предельный сквозной ток короткого замыкания, кА	iм		iу	21,0	iм≥ iу
Термическая стойкость, кА2*с	It		Iω	0,54	I2t*t≥ I2ω*tф
Результат выбора РВ3-10/400 У1