Стартовая >> Книги >> Учеба >> Выбор коммутационных аппаратов и токоведущих частей распределительных устройств

Расчетные условия для проверки - Выбор коммутационных аппаратов и токоведущих частей распределительных устройств

Оглавление
Выбор коммутационных аппаратов и токоведущих частей распределительных устройств
Расчетные условия для проверки
Выбор выключателей
Выбор трансформаторов тока
Выбор трансформаторов напряжения
Выбор шин закрытых распределительных устройств
Примеры выбора шин ЗРУ
Выбор жестких шин ОРУ
Выбор кабелей
Выбор кабелей по допустимому току
Выбор токоограничивающих реакторов
ПРИЛОЖЕНИЕ А

1.2 Расчетные условия для проверки электрических аппаратов и токоведущих частей по режиму короткого замыкания
При проверке выбранных электрических аппаратов и токоведущих частей электроустановки на термическую и динамическую устойчивость при коротком замыкании (КЗ) необходимо правильно выбрать положение расчетной точки и расчетный вид КЗ.
Расчетную точку КЗ для проверки выбирают так, чтобы через электрический аппарат или токоведущую часть электроустановки протекал наибольший ток КЗ.
Расчетным видом КЗ, для проверки электрических аппаратов и токоведущих частей на динамическую и термическую устойчивость, является трехфазное КЗ [2] . По трехфазному току КЗ производится так же проверка выключателей на отключающую способность, а в сетях напряжением 110 кВ и выше - дополнительно по однофазному току КЗ. При проверке на термическую стойкость проводников и аппаратов в цепях генераторного напряжения электростанций расчетным током короткого замыкания может быть двухфазное КЗ, если оно обуславливает больший нагрев проводников и аппаратов, чем при трехфазном КЗ [2].
Для проверки электрических аппаратов и токоведущих частей на термическую устойчивость, а выключателей дополнительно на отключающую способность, необходимо знать расчетное время протекания тока КЗ, т.е. время через которое происходит отключение тока КЗ. Согласно [2, 3] время отключения тока КЗ  для проверки проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость складывается из времени действия основной релейной защиты рассматриваемой цепи  и полного времени отключения выключателя :
.             (1.11)
Электрические аппараты и токопроводы, применяемые в цепях генераторов мощностью 63 МВт и более, а также в цепях блоков генератор-трансформатор такой же мощности, должны проверяться по термической устойчивости, исходя из времени протекания тока КЗ четыре секунды [3].
При проверке электрических аппаратов на отключающую способность в качестве расчетного времени протекания тока КЗ  следует принимать сумму минимального времени действия релейной защиты  данного присоединения и собственного времени отключения выключателя , т.е  [2].
Термическая устойчивость (стойкость) электрических аппаратов и токоведущих частей проверяется по тепловому импульсу тока КЗ.
Электрический аппарат удовлетворяет условию термической стойкости, если выполняется условие
,                                       (1.12)
где  - тепловой импульс (интеграл Джоуля) тока КЗ в рассматриваемой цепи, А2 с;
*         - допустимое значение теплового импульса (интеграла Джоуля) для проверяемого аппарата, А2 с.
Проводник удовлетворяет условию термической стойкости, если конечная его температура  к моменту отключения КЗ не превышает предельно допустимую температуру нагрева при КЗ , т.е. если выполняется условие:[2].
Определение теплового импульса тока КЗ  для оценки термической стойкости зависит от местоположения точки КЗ в рассматриваемой электроустановке. В соответствии с [4, 5] можно выделить три основных случая: удаленное КЗ, КЗ вблизи генераторов и КЗ вблизи группы электродвигателей. Тепловой импульс тока КЗ имеет две составляющие: периодическую  и апериодическую :
.                                   (1.13)
При удаленном КЗ, если отношение действующего значения периодической составляющей тока любого генератора (синхронного компенсатора) в начальный момент КЗ к его номинальному току меньше двух, т. е. при , это обычно сборные шины напряжением 35 кВ и выше, все источники исходной схемы объединяются в один эквивалентный источник. В этом случае периодическая составляющая тока КЗ принимается незатухающей, т.е. , а апериодическая составляющая затухающей по экспоненте с постоянной времени системы , которая берется из таблицы 1.1. Таким образом, при удаленном КЗ, тепловой импульс тока КЗ согласно [2] определяется по формуле:
,            (1.14)
где  - начальное значение периодической составляющей тока КЗ от эквивалентного источника.
В том случае, если  тепловой импульс тока КЗ можно определять по формуле
.                             (1.15)
Таблица 1.1 ‑ Значения постоянной времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания

Элементы или части энергосистемы

, с

Турбогенераторы мощностью:
12 ¸ 63 МВт
100 ¸ 1000 МВт
Блоки, состоящие из турбогенератора мощностью 63 МВт и трансформатора при номинальном напряжении генератора:
6,3 кВ
10,0 кВ
Блоки, состоящие из турбогенератора и трансформатора, при мощности генераторов:
100 ¸ 200 МВт
300 МВт
500 МВт
800 МВт
Система, связанная с шинами, где рассматривается короткое замыкание, воздушными линиями напряжением:
35 кВ
110 ¸ 150 кВ
220 ¸ 330 кВ
500 ¸ 750 кВ
Система, связанная со сборными шинами 6 - 10 кВ через трансформаторы мощностью:
80 МВА и выше
32 ¸ 80 МВА
5,6¸32 МВА
Ветви, защищенные реактором с номинальным током:
1000 А и выше
630 А и ниже

 

0,16 ¸ 0,25
0,40 ¸ 0,54

 

0,20
0,15

 

0,26
0,32
0,35
0,30

 

0,02
0,02 ¸ 0,03
0,03 ¸ 0,04
0,06 ¸ 0,08

 

0,06 ¸ 0,15
0,05 ¸ 0,10
0,02 ¸ 0,05

 

0,23
0,10

По выражению (1.15) можно вычислять тепловой импульс тока КЗ в цепях генераторного напряжения ТЭЦ, если место КЗ находится за реактором, а также на шинах низкого напряжения подстанций, если нет крупных электродвигателей и синхронных компенсаторов.
При КЗ вблизи генератора, последний выделяется в отдельную ветвь, а все остальные источники объединяются в эквивалентный источник. В этом случае апериодическая  и периодическая
составляющие теплового импульса тока КЗ определяются по выражениям:
,           (1.16)
где - начальный периодический ток генераторов эквивалентного источника;
- относительный тепловой импульс тока КЗ от периодической составляющей тока генераторов, определяемый по [2] или кривым, представленным на рисунке 1.1,а;
     -относительный токовый импульс от генераторов, определяемый по [2] или кривым рисунка 1.1,б.

а                                     б
Рисунок 1.1- Кривые для определения относительного теплового импульса тока КЗ  и относительного токового импульса  от синхронных генераторов с тиристорной системой возбуждения

,           (1.17)

где  - постоянные времени изменения токов в цепях системы и генераторов, определяемые по таблице 1.1, с.
В том случае, если , тепловой импульс тока КЗ допускается определять по выражению [2]
((1.18)
Если же , то тепловой импульс тока КЗ можно рассчитывать по формуле
(1.19)
При КЗ вблизи группы электродвигателей все электродвигатели заменяются эквивалентным электродвигателем, а все источники объединяются в эквивалентный источник, который является системой по отношению к эквивалентному электродвигателю. Для определения суммарного теплового импульса тока КЗ с учетом электродвигателей рекомендуется [2] пользоваться выражениями (1.16) - (1.19), в которых необходимо заменить  и  соответственно на  и  эквивалентного электродвигателя.
Согласно [1, 6] группа электродвигателей заменяется эквивалентным электродвигателем со следующими параметрами: постоянная времени периодической составляющей тока ; постоянная времени апериодической составляющей тока коэффициент полезного действия , коэффициент мощности , кратность пускового тока .
Начальный периодический ток эквивалентного электродвигателя определяется по выражению
           (1.20)
Относительный тепловой импульс тока КЗ  и относительный токовый импульс  от эквивалентного электродвигателя определяются по [2] или кривым, приведенным на рисунках 1.2 и 1.3.

а                                    б
Рисунок 1.2-Кривые для определения относительного теплового импульса тока КЗ  и относительного токового импульса  от синхронного электродвигателя

Допустимое значение теплового импульса  для коммутационных аппаратов зависит не только от указанного заводом-изготовителем нормированного тока термической стойкости , но и от соотношения между расчетной продолжительностью тока КЗ  и допустимым временем термической стойкости  [2].
Если  в этом случае допустимое значение теплового импульса  равно
.                    (1.21)
В том случае если , то допустимое значение теплового импульса  равно
.                   (1.22)

 

          а                                   б
Рисунок 1.3-Кривые для определения относительного теплового импульса тока КЗ  и относительного токового импульса  от асинхронного электродвигателя



 
« Выбор аккумуляторных батарей на ТЭС   Звіт з переддипломної практики, дослідження підстанції »
электрические сети